推薦：邊坡穩(wěn)定性的定量分析方法

1、邊坡穩(wěn)定性的定量分析方法【學員問題】邊坡穩(wěn)定性的定量分析方法？【解答】1.剛體極限平衡分析法極限平衡法是根據(jù)邊坡上的滑體分塊的力學平衡原理（即靜力平衡原理）分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態(tài)以及邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關系來評價邊坡的穩(wěn)定性。工程中常用的有Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、傳遞系數(shù)法、Janbu法、契形體法、Sarma法等；此外還可采用Hovland法和Leshchinsky法等對滑坡進行三維極限平衡分析。2.數(shù)值分析法數(shù)值分析方法是目前使用最普遍的分析方法。（1）有限元（FEM法該方法在邊坡穩(wěn)定性

2、分析中得到最早（1967年）應用，是目前廣泛使用的一種數(shù)值分析方法。但它不能很好地求解大變形和位移不連續(xù)等問題，對于無限域、應力集中問題等的求解還不理想。（2）邊界元（BEM法與有限元方法不同，它只對研究區(qū)的邊界進行離散，因而數(shù)據(jù)輸入量較少。該方法對處理無限域和半無限域問題較理想。在處理材料的非線性、不均勻性、模擬分步開挖等方面遠不如有限元法，同樣不能求解大變形問題（3）流形法此方法以拓撲流形和微分流形為基礎，在分析域內建立可相互重疊、相交的數(shù)學覆蓋和覆蓋材料全域的物理覆蓋，在每一物理覆蓋上建立獨立的位移函數(shù)。在幾個覆蓋的公共區(qū)域內將其所有覆蓋上的獨立位移函數(shù)加權求和既可形成適應于該域的總體位

3、移函數(shù)，以次建立巖土工程中連續(xù)與不連續(xù)介質、動力與靜力、大位移與小變形等問題的求解格式，是一種通用的數(shù)值分析方法。（4）快速Lagrangian分析（FLAC為克服有限元等數(shù)值分析法不能求解巖土大變形問題的缺陷，人們根據(jù)顯式有限差分原理，提出了FLAC數(shù)值分析方法。該方法較有限元方法能更好地考慮巖土體的不連續(xù)性和大變形特征，求解速度較快。其缺點是同有限元方法一樣，計算邊界、單元網(wǎng)格的劃分帶有很大的隨意性。（5）離散元（DEM法離散元法是由CundallPA（1971年）首先提出并應用于巖土體穩(wěn)定性分析的一種數(shù)值分析方法。它是一種動態(tài)數(shù)值分析方法，用來模擬邊坡巖體的非均質、不連續(xù)和大變形等特點。

4、該方法首先將邊坡巖體劃分為若干剛性塊體（目前已可以考慮塊體的彈性變形），以牛頓第二運動定律為基礎，結合不同本構關系，考慮塊體受力后的運動及由此導致的受力狀態(tài)和塊體運動隨時間的變化。它允許塊體間發(fā)生平動、轉動，甚至脫離母體下落，結合CAD技術可以在計算機上形象地反應出邊坡巖體中的應力場、位移及速度等力學參量的全程變化。該方法對塊狀結構、層狀破裂或一般碎裂結構巖體比較適合。（6）塊體理論（BT與不連續(xù)變形分析（DDA塊體理論是由GoodmanR等于1985年首先提出。它利用拓撲學和群論的原理，以赤平投影和解析計算為基礎，來分析三維不連續(xù)巖體穩(wěn)定性。它根據(jù)巖體中實際存在的不連續(xù)面傾角及其方位，利用塊

5、體間的相互作用條件找出具有移動可能的塊體及其位置，故也常被稱為關鍵塊（KB）理論。它通常只考慮不連續(xù)面的抗剪強度，不考慮其變形，不計力矩的作用，且通常假定其無限長，這些都在一定的程度上與實際情況不符。其在塊體的劃分方面存在一定的隨意性，也不能很好地解決大變形問題。DDA是石根華于1988年提出的一種新的數(shù)值方法。此方法的計算網(wǎng)格（單元）與巖體物理網(wǎng)絡相一致，可以反映巖體連續(xù)和不連續(xù)的具體部位。DDA通過不連續(xù)面間的相互約束建立整個系統(tǒng)的力學平衡條件，但與一般的連續(xù)介質法不同，它引入了非連續(xù)接觸和慣性力，采用運動學方法來解決非連續(xù)的靜力和動力問題，其特點是考慮了變形的不連續(xù)性和引入了時間因素，既

6、可以計算靜力問題，又可以計算動力問題。它可以計算破壞前的小位移，也可以計算破壞后的大位移。（7）無界元（IDEM法BettessP于1977年提出了無界元方法。它采用了一種特殊的形函數(shù)及位移插值函數(shù)，能夠反映在無窮遠處的邊界條件，近年來已比較廣泛地應用于非線性問題、動力問題和不連續(xù)問題等的求解。有效地解決了有限元方法的邊界效應及人為確定邊界的缺點，顯著地減小了解題規(guī)模，提高了求解精度和計算效率。以上內容均根據(jù)學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正結語：借用拿破侖的一句名言：播下一個行動，你將收獲一種習慣；播下一種習慣，你將收獲一種性格；播下一種性格，你將收獲一種命運。事實表