土體局部剪切帶的擴展過程模擬.pdf

1、土工結(jié)構(gòu)物的破壞給人們的生命財產(chǎn)造成了巨大的損失。傳統(tǒng)的穩(wěn)定分析方法，基本上都需要事先假設(shè)滑裂面，并認為滑裂面上所有的點同時達到極限平衡狀態(tài)。這與實際情況有很大的差別，工程實踐表明：土工結(jié)構(gòu)物的破壞是一個由局部點破壞形成剪切帶并逐漸擴展以至貫穿整個土體的漸進過程。研究表明：土中剪切帶的形成是土工結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性的先兆，土工結(jié)構(gòu)的漸進破壞過程實際上就是土體中剪切帶產(chǎn)生和擴展的過程。為模擬土中剪切帶的擴展過程，本文在擴展有限單元法的基礎(chǔ)上，基

2、于極限平衡理論，考慮剪切帶擴展過程中的應(yīng)力重新分布，提出了一種新的能夠反映土中剪切帶擴展機理的擴展準則。并用該準則模擬了平面應(yīng)變土樣、土質(zhì)邊坡、擋土墻后填土和地基中剪切帶的形成及擴展過程，計算結(jié)果表明：
　　（1）提出的剪切帶擴展準則能夠真實的反映土體剪切帶的擴展機理，有效地模擬平面應(yīng)變試樣、土質(zhì)邊坡、擋土墻后填土和地基中剪切帶從產(chǎn)生到最終貫穿整個土體的全過程。該準則不需要通過引入弱單元等方法來誘導(dǎo)剪切帶產(chǎn)生以確定初始剪切帶的位置

3、。
　?。?）在剪切帶的擴展過程中，擴展有限單元法不需重新剖分網(wǎng)格，且不同網(wǎng)格密度得到的剪切帶擴展路徑一致，說明擴展有限單元法的網(wǎng)格依賴性較小。
　?。?）均質(zhì)的沒有任何缺陷的平面應(yīng)變試樣的剪切帶是從中心位置開始產(chǎn)生的，并不斷向邊界擴展，最終貫穿整個土體；邊坡穩(wěn)定性分析中考慮剪切帶擴展過程得到的最終滑裂面與采用傳統(tǒng)分析方法得到的滑裂面位置不同，而前者更符合實際情況。
　　（4）在剪切帶的擴展過程中，剪切帶附近的較小局部