基于FELA的随机场方法在考虑降雨入渗的边坡开挖稳定性分析中的应用

• 作者: 吴志轩 杨军 梁宇钒 沈兆普 邱天琦
• 来源期刊: 地质力学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 有限元极限分析 随机场 不饱和土 蒙特卡洛模拟 边坡稳定
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 交通岩土工程会议论文
• 页码范围: 813-821
• 页数: 9页
• 分类号: P642.3
• 字数: 5772字
• 语种: 中文
• DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.06.084

摘要

黑山共和国南北高速公路项目部分路段处于复理石地区,降雨集中、 空间变异性显著且分层分布的岩土体给道路边坡施工带来了挑战.条分法、 常规有限元法等确定性分析方法不能考虑岩土材料的不确定性,给出的具有唯一性、 确定性的结果不能反映边坡稳定的不确定性.以该工程某边坡为例,采用有限元极限分析方法(FELA),考虑岩土材料强度的空间变异性,利用上下限解法得出安全系数的分布区间.由勘察资料得到材料均值、 标准差和空间相关长度并重建描述抗剪强度指标的二维随机场,同时考虑开挖岩层的节理分布,分析边坡在分级开挖过程中,各施工步骤的稳定性和破坏模式.与有限元分析结果相比,随机场条件下,部分情况开挖阶段安全系数低于限值,并出现局部破坏和整体破坏两种形式.结合不饱和土理论,模拟暴雨情况下雨水的入渗深度并在饱和区采用降低后的强度参数重新计算.通过蒙特卡洛模拟,得到各工况下安全系数、 滑动体体积、 挡墙弯矩和锚杆内力的概率密度分布函数.挡墙结构约束土体的变形,使得破坏模式趋向于整体破坏,安全系数分布区间变小.锚杆能带动更多土体进入工作状态,同样约束安全系数分布区间.旱季施工与雨季施工边坡破坏区域不同,同等支护条件下,雨季边坡安全系数分布区间更大,且均值明显降低.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨军	清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室	66	685	15.0	25.0
3	吴志轩	清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室	6	11	2.0	3.0
6	沈兆普		9	14	2.0	3.0
7	梁宇钒		4	5	1.0	2.0
8	邱天琦	清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室	3	8	2.0	2.0