含水量對邊坡結構安全指標的影響分析及其數值仿真模擬.pdf

1、在巖土工程中,邊坡穩(wěn)定性是一個十分重要的問題。含水量是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素,故研究含水量ω對安全指標(安全系數K和可靠指標β)的影響是必要的。本文采用有限元分析軟件、可靠性理論和擾動理論,以工程中常見土質邊坡為研究對象,就ω對邊坡結構K和β的影響進行了研究,得到如下結論:1、ω對各種土性參數的取值影響很大,在一定范圍內,ω的擾動對邊坡結構的影響非常大,隨著ω的增加,邊坡結構的變形、應力和應變增大。2、利用有限元軟件求解邊坡結構的K發(fā)

2、現(xiàn),ω的變化與邊坡結構K的關系非常密切,ω增大使得邊坡結構的K減小。K0=1.25為規(guī)范中規(guī)定的容許安全系數,K0對應的ω0為保證邊坡穩(wěn)定的臨界含水量,當ω<ω0時,K>K0,邊坡結構是穩(wěn)定的,ω與K基本為線性關系;當ω>ω0時,K<K0,邊坡失效,ω與K基本為線性關系,但其斜率明顯增大。3、給出了一種計算可靠指標的新方法——“部分二次二階矩法(PSOSM)”,并編制了相應的VC++程序。由計算實例可知,ω的變化

3、對邊坡結構的β影響非常大,ω增加,邊坡結構的β急速減小,反之亦然;且ω與β的關系曲線的非線性程度不高。4、通過PSOSM與有限元法計算結果的對比,在不同ω下β的增減趨勢基本一致。由此可知,PSOSM計算的β是有效的,PSOSM計算量增加不大、計算結果較精確、計算收斂速度非?？?、耗時少。因此,PSOSM方法更適合在非線性程度較高的實際工程中推廣使用。上述所得結論,對邊坡結構可靠度的計算和邊坡結構設計、施工、評價等方面,具有一定的參考價值。