由于有限元強度折減法十分貼近工程設計，在路塹邊坡穩定分析中具有較強的應用前景。本文對s216線公路路塹高邊坡采用強度折減法進行有限元數值模擬分析，為高邊坡的加固方案提出了建議。

結合蒙新高速公路巖質高邊坡設計上采用的一些方案,針對工程實例進行總結,為今后此類問題的工程設計,提供一定的借鑒參考。

新疆某大型水電站存在高140～340m的廠房后巖石高邊坡,邊坡的穩定性直接影響廠房的選址及安全評價。文中在通過測繪及平硐勘探等基礎地質工作分析研究基礎上,確定了控制邊坡的結構面特征;通過巖石(體)和主要結構面的室內試驗及現場原位抗剪試驗研究成果分析,獲得了重要的巖體及結構面的力學參數;采用剛體極限平衡法和有限元法對不同工況下的邊坡穩定性進行了分析計算,為邊坡治理決策提供了科學依據。

西南山區山高坡陡,地質條件復雜,公路、鐵路及水電建設將不可避免地形成大量的巖石高邊坡,其穩定性常成為工程所關注的重點。針對山區某巖石高邊坡工程,采用彈塑性有限元方法并結合工程地質分析,研究了高邊坡在開挖、降雨、地震等多種組合工況下的穩定性,并給出了開挖松動區范圍,為工程設計提供了參考。

考慮到實際工程邊坡穩定位移監測的重要性,以及強度折減法穩定性分析方法在對強度參數折減的同時,未能兼顧到變形參數隨強度折減變化的影響,基于變形參數彈性模量和泊松比折減原理,結合flac3d有限差分軟件,對某在建高速公路邊坡穩定性進行分析,建立不同折減系數下對應邊坡位移關系。

在室內巖石力學試驗和現場邊坡調查的基礎上,通過霍克布朗強度折減法獲取了邊坡巖體的力學參數,以midas-nx建立了某銅鉬露天礦的三維分析模型,并用flac3d5.0對模型7個剖面的邊坡穩定性情況進行了分析。計算結果表明,該礦邊坡的最大位移分呈現出先增大后減小、露天坑兩側位移小、中部位移大的總體特點,剪應力呈先增大后逐漸減小的總體特征,最大位移與剪應力出現在露天坑中部區域。采用flac軟件內置的強度折減法對邊坡的安全系數進行了分析計算,計算結果表明,當折減系數從1.24變為1.25時,計算結果不收斂,最終確定露天邊坡的安全系數為1.24,邊坡處于穩定狀態。

基于強度折減法,運用有限元分析軟件adina建立非均質多級邊坡計算模型并進行數值模擬。結合邊坡各計算工況的安全系數和塑性區范圍,分析了邊坡級數、平臺寬度以及單級坡率等因素對邊坡穩定性的影響。結果表明:增加邊坡級數、平臺寬度或放緩坡率可有效提高邊坡的穩定性;增加邊坡級數和放緩下級邊坡坡率,可將邊坡整體破壞分解為局部破壞;邊坡平臺設在中下部對邊坡穩定性更有利;若改變單個平臺寬度或單級坡率,增加下部平臺寬度和降低下級邊坡坡率對提高邊坡穩定性更顯著。

強度折減法是邊坡穩定性分析中重要的方法之一,在巖土工程領域應用廣泛.為分析邊坡土層性質對其穩定性影響,基于強度折減法采用有限元軟件對不同土層條件下公路邊坡穩定性進行研究.結果表明,隨強度參數內摩擦角和黏聚力降低,邊坡穩定性逐漸降低,且邊坡穩定性對內摩擦角變化更為敏感.

闡述了有限元強度折減法的基本原理,利用強度折減法對尾礦壩進行了邊坡穩定計算,同時通過簡化畢肖普法和瑞典圓弧法對其結果進行了對比分析,證明基于有限元理論的強度折減法的計算結果是可信的,其安全系數值可以作為定量判斷的依據。

為了評價某山坡露天礦邊坡的穩定性,應用有限差分強度折減法,對該礦山人工邊坡的穩定性進行了計算分析,并與傳統的極限平衡法的計算結果進行了對比。結果表明,由于有限差分強度折減法克服了極限平衡法未能考慮材料本構關系的不足,因而更能實際的模擬邊坡計算模型,更客觀的分析邊坡的穩定狀態,求得的邊坡安全系數更為合理。

將有限元強度折減法應用于邊坡穩定分析中,探討了該方法的基本原理、安全系數的定義、屈服準則和失穩判據等。采用強度折減法對某邊坡進行穩定性分析,并與傳統極限平衡法求得的安全系數進行對比。計算結果表明,采用塑性區貫通或特征點位移突變為失穩判據確定的安全系數與傳統極限平衡法的計算結果很接近,表明有限元強度折減法能夠滿足工程應用。建議在有限元強度折減法中聯合采用塑性區貫通和特征點位移突變作為邊坡的失穩判據。

結合某公路邊坡實例，運用大型有限元軟件midas/gts建立邊坡的平面應變二維模型，基于有限元強度折減法，對錨桿加固前后的邊坡穩定性進行了研究，主要分析了錨桿加固前后邊坡塑性破壞區以及安全系數的變化；同時著重討論了錨固長度、錨桿間距、傾角等因素對邊坡整體穩定性的影響，對影響邊坡整體穩定性的因素進行了敏感性研究，分析了各因素與邊坡安全系數之間的規律。

首先對利用有限差分強度折減法判斷邊坡失穩的準則進行了分析,以某擬建水電站壩頭巖石高邊坡變形體為實例,在現場勘察的基礎上,利用flac3d數值模擬對該高邊坡蓄水前后的穩定性進行了分析,并利用強度折減法求出安全系數。結果表明,實例高邊坡在蓄水前后整體上處于穩定,另外驗證了利用有限差分強度折減法可以定量地解決巖體邊坡的穩定問題。

基于動態和整體強度折減法,運用ansys、flac3d構建模型,對西南某巖質邊坡不同工況下的穩定性進行動態分析。結果表明,坡體易沿泥巖、砂巖層內節理裂隙產生滑坡等地質災害;整體強度折減法得出的塑性區域過大,與實際情況不符,動態強度折減法得出的塑性區域與實際情況相符;坡體在自然條件下較為穩定,但在降雨條件下邊坡安全系數小于極限值,有發生失穩的危險。

使用有限元分析軟件abaqus,并結合強度折減法,對邊坡穩定性進行了研究。研究結果表明:當邊坡加固時,邊坡的整體穩定性得到了明顯的提高；在運用abaqus和強度折減法模擬分析邊坡穩定性時,模型的建立、網格的劃分密度、單元類型的選取及材料模型的選用等對計算結果都有影響；邊坡失穩判據的選用原則及其判據是否存在統一性,值得進一步研究。

利用極限平衡法,對順層巖質邊坡進行雙強度系數折減分析,提出了折減系數增幅比,根據增幅比確定抗剪強度折減原則,當坡體達到極限狀態時確定其極限折減系數。分別以坡體的張拉裂縫深度和充水深度為單一變量,對比分析坡體穩定性發生變化時內摩擦角和黏聚力對其影響程度,最后根據雙強度折減分析中極限折減系數定義坡體權重安全系數。研究表明:雙強度折減法能夠考慮內摩擦角和黏聚力對坡體的影響程度,對順層巖質坡體進行雙參數折減分析,最終定義雙參數折減中內摩擦角的折減系數值為坡體安全系數,該結果更符合實際工程,能夠為同類問題提供參考。

結合工程算例,采用強度折減有限元法,對邊坡治理前后的穩定性進行了分析。結果表明,有限元強度折減法能更加直觀的得到坡體的實際破壞形式,求得的邊坡穩定系數更接近邊坡的實際穩定狀態,顯示出其在邊坡穩定性分析中的一定優勢。

工程上常采用極限平衡法分析邊坡的安全穩定性,但由于極限平衡法的局限性,使得計算結果只能反映邊坡安全系數的大小,不能確定邊坡在施工各個階段的變形穩定情況,因此以永寧高速公路邊坡為研究對象,通過plaxis有限元強度折減法對邊坡施工過程中可能產生的變形、位移進行模擬分析,得到分步施工狀況下,施工各階段邊坡的變形圖以及整體的安全系數,并將結果與極限平衡法計算結果進行對比分析。結果表明:邊坡的安全系數隨著坡體的逐級開挖會不斷降低,需及時進行支護加固,強度折減法所確定的邊坡最終滑動面形狀與極限平衡法計算結果較為一致,且安全系數差值僅為3%,從而也驗證了強度折減法對于分步施工邊坡安全穩定性分析的適用性與正確性。

工程上常采用極限平衡法分析邊坡的安全穩定性,但由于極限平衡法的局限性,使得計算結果只能反映邊坡安全系數的大小,不能確定邊坡在施工各個階段的變形穩定情況,因此以永寧高速公路邊坡為研究對象,通過plaxis有限元強度折減法對邊坡施工過程中可能產生的變形、位移進行模擬分析,得到分步施工狀況下,施工各階段邊坡的變形圖以及整體的安全系數,并將結果與極限平衡法計算結果進行對比分析.結果表明:邊坡的安全系數隨著坡體的逐級開挖會不斷降低,需及時進行支護加固,強度折減法所確定的邊坡最終滑動面形狀與極限平衡法計算結果較為一致,且安全系數差值僅為3％,從而也驗證了強度折減法對于分步施工邊坡安全穩定性分析的適用性與正確性.

針對山西某高填土邊坡穩定性進行分析,利用zsoil有限元軟件,基于強度折減法對該場地高填土邊坡4個典型剖面進行穩定性計算,并與傳統極限平衡法計算結果進行對比分析。結果表明：有限元軟件作為邊坡穩定性分析的輔助工具,可有效提高邊坡穩定性分析結果的可靠性,特別適用于難以確定滑裂面形狀和位置的邊坡,基于有限元的邊坡穩定性計算結果與傳統極限平衡法相差不大,兩種方法得到的滑裂面的形狀和位置基本吻合,利用該軟件進行高填土邊坡穩定性分析是可靠的.

基于abaqus軟件在巖土分析計算中的應用,采用強度折減法討論了忽略剪脹角的均質邊坡和考慮軟弱夾下臥層二種工況下某邊坡的安全系數。結果表明:隨著折減系數的不斷增大并達到某一數值時,邊坡內塑性應變自坡底向坡頂貫通,邊坡達到極限狀態,此時的折減系數即為安全系數;有限元強度折減法對邊坡穩定性分析具有良好的適用性;采用強度折減法無須預先假設滑動面位置。

目前關于動力作用下邊坡穩定性的分析方法仍存在一些不足之處,如動力問題按靜力處理、未充分考慮加載地震波的動力效應、僅考慮剪切破壞、未考慮邊坡滑動面形成的漸進破壞過程等。鑒于此,本文同時考慮坡體拉剪強度參數的折減及邊坡漸進破壞的過程,結合動力有限元強度折減法原理及邊坡動力失穩判據,從監測點位移及加速度突變、計算數值收斂性及拉剪破壞面貫通情況3個方面,確定邊坡的動力穩定安全系數及拉剪破壞面。結果表明:動力有限元強度折減法能夠定量有效地進行地震作用下巖質邊坡穩定性評價,并充分反映了邊坡漸進破壞過程,其結果可為地震作用下巖質邊坡的抗震設計及動力穩定性分析提供參考。