強度折減法在含軟弱結構面巖坡穩定性分析中的應用

卜 林，徐 濤，2，張云杰

（1.大連大學 材料破壞力學中心，遼寧 大連 116622；2.東北大學 巖石破裂與失穩研究中心，沈陽 110004）

巖坡的穩定性分析歷來是引人關注的重大課題。由于工程實際中的巖質邊坡包含大量的不連續結構面（例如節理、硬性結構面、裂隙、斷裂破碎帶、巖脈以及軟弱夾層等），給巖質邊坡的穩定性分析帶來了非常大的困難。鄭穎人等［1－2］將基于強度折減的有限元法引入有限元計算，為含軟弱結構面及節理的巖質邊坡問題的分析與研究開辟了新的途徑。

本文將應用ABAQUS軟件進行含軟弱結構面的巖質垂直邊坡的安全穩定性分析，描繪出坡體塑性變形及水平位移隨荷載增加的情況以及塑性區的萌生與發展，由以上所述的分析結果來評價含軟弱結構面巖質邊坡的穩定性以及相應的安全系數。

1 有限元強度折減法分析的基本原理

用有限元強度折減法分析邊坡穩定性的基本原理是：在彈塑性有限元計算過程中將反映巖土體強度的指標C、Φ值除以相應的折減系數F，把得到的一組新的C’、Φ’值作為新的材料參數重新代入到有限元程序中進行計算，當邊坡巖土體符合所給定的臨界破壞狀態的判定條件時，對應的F被稱作邊坡的最小安全系數，參數C、Φ分別由式（1），（2）求得，而彈性模量E和泊松比v在計算中假設為定值，不隨C、Φ 值的變化而變化［3］。

2 有限元法邊坡穩定性評判依據

2.1 屈服準則的選取

影響邊坡失穩破壞的決定性因素是邊坡巖土體的抗剪強度，當最大剪應力達到邊坡巖土體的破壞極限時，邊坡就會發生失穩破壞。……