基于Drucker-Prager准则的边坡安全系数定义VIP免费

第25卷增1岩石力学与工程学报Vol.25Supp.12006年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay，2006基于Drucker-Prager准则的边坡安全系数定义及其转换赵尚毅，郑颖人，刘明维，钱开东(后勤工程学院建筑系，重庆400041)摘要：探讨了基于Drucker-Prager准则的边坡稳定安全系数定义形式，提出了各D-P准则之间的安全系数转换关系，并据此建立了基于Drucker-Prager准则的边坡稳定安全系数与传统Mohr-Coulomb准则条件下安全系数的关系。目前，ANSYS有限元软件采用的岩土材料屈服准则为莫尔–库仑六边形外接圆D-P准则，在利用有限元强度折减法计算边坡稳定安全系数时，可以先求出外接圆D-P准则条件下的安全系数，然后利用所提出的安全系数转换公式就可以直接计算出各D-P准则条件下的安全系数。对于平面应变条件下的强度问题，平面应变莫尔–库仑匹配D-P准则(分关联和非关联两种情况)与莫尔–库仑准则等效，因此，通过转换就可以在ANSYS程序中实现莫尔–库仑准则，而不需要进行二次开发。这样就解决了基于D-P准则的有限元强度折减安全系数与传统工程中采用的安全系数(基于莫尔–库仑准则)的接轨问题。大量算例表明：在平面应变条件下采用平面应变莫尔–库仑匹配D-P准则求得的安全系数与传统极限平衡条分法中用Spencer法求得的安全系数非常接近，且误差在1%～2%左右，已经具有相当高的计算精度，也同时证明所提出的方法具有可行性。关键词：边坡工程；边坡稳定分析；有限元强度折减法；Drucker-Prager准则；安全系数转换；莫尔–库仑匹配D-P准则；ANSYS中图分类号：文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增1–0000–00STRENGTHREDUCTIONFINITEELEMENTANALYSISOFSLOPESSTABILITYUSINGDRUCKER-PRAGERYIELDCRITERIONZHAOShang-yi，ZHENGYing-ren，LIUMing-wei，QIANKai-dong(DepartmentofCivilEngineering，LogisticalEngineeringUniversity，ChongQing400041，China)Abstract：SlopestabilityanalysiswascarriedoutusingstrengthreductionFEMbaseontheDrucker-Pragercriterioninthispaper.ThedefinitionofslopestabilitysafetyfactorbaseontheDrucker-Pragercriterionwasproposed，andthesafetyfactorconversionformulawithdifferentDPyieldcriterionwasdeduced.ThesubstituterelationshipofsafetyfactorbaseontheDrucker-PrageryieldcriterionandMohr-Coulombyieldcriterionwassetupinthispaper.Currently，theMohr-CoulombhexagoncircumcircleDPcriterionwasadoptedintheANSYSprogram.So，wecancalculatethesafetyfactorusingANSYSwiththeMohr-CoulombhexagoncircumcircleDPcriterionatfirst，thusthesafetyfactorbaseontheotherDPyieldcriterion(suchastheMohr-CoulombmatchingD-Pyieldcriterionundertheplanestraincondition)canbeobtainedusingthededucedconversionformula.Undertheplanestraincondition，wecanadopttheMohr-CoulombyieldcriterionintheANSYSprogramwithoutsecondaryprogrammingdevelopmentthroughequivalentsubstitution.AseriesofcasestudiesindicatedthatthesafetyfactorsaverageerrorbetweenthoseobtainedbystrengthreductionFEMbaseonplanestrainMohr-收稿日期：2004–08–05；修回日期：2004–08–30作者简介：赵尚毅(1969–)，男，博士，1992年毕业于重庆大学采矿专业，主要从事岩土边坡工程稳定性及其数值分析方面的研究工作。E-mail：zsyansys@yahoo.com.cn。第25卷增1赵尚毅等.基于Drucker-Prager准则的边坡安全系数定义及其转换•2•CoulombmatchingDPyieldcriterionandthosebySpencermethodisabout1%–2%.Theapplicabilityoftheproposedmethodwasclearlyexhibited.Keywords：slopeengineering；slopestabilityanalysis；strengthreductionFEM，Drucker-Prageryieldcriterion；safetyfactorconversionformulabetweendifferentDPyieldcriterion；Mohr-CoulombmatchingD-Pyieldcriterion；ANSYS1引言边坡稳定分析的有限元强度折减法利用不断降低岩土体强度，使边坡达到极限破坏状态，从而直接求出滑动面位置与边坡稳定安全系数，十分贴近工程设计，...