基于FLAC强度折减理论的边坡稳定性研究

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FLAC强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

第28卷第5期2007年10月华　北　水　利　水　电　学　院　学　报Journal of North China I nstitute of W ater Conservancy and Hydr oelectric PowerVol 128No 15Oct .2007收稿日期:2007-04-30;修订日期:2007-06-10基金项目:华北水利水电学院高层次人才科研启动项目;2005年度河南省高校杰出科研人才创新工程项目(HA I P URT )(2005KYCX015);河南省重点科技攻关计划项目.作者简介:刘娉慧(1977-),女,河南荥阳人,华北水利水电学院讲师,博士,主要从事岩土工程方面的研究.文章编号:1002-5634(2007)05-0052-03F LAC 强度折减法在边坡稳定性分析中的应用刘娉慧1,房后国2,黄志全1,刘　煊2(1.华北水利水电学院,河南郑州450011;2.黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003)摘　要:将F LAC 强大的数值计算能力与强度折减技术相结合,以广义剪应变发展与数值计算的不收敛性作为边坡失稳的评价依据,利用F LAC 计算结果的动态显示技术,描绘出了边坡失稳形态,为准确判定边坡的真实受力状态提供可靠的依据.通过对三交坪边坡不同工况下的稳定性分析表明,强度折减所确定的边坡安全系数与传统极限平衡法所得的结果十分接近,滑面的形状及位置也极为相似,因此认为该方法是合理可行的.关键词:强度折减;数值计算;边坡稳定;破坏判断;F LAC 中图分类号:T U457 文献标识码:A1　强度折减法的基本原理目前数值分析方法一般只能得出边坡的应力、位移、塑性区等,无法得到边坡危险滑面以及相应的安全系数.强度折减法将强度折减技术与数值模拟方法相结合,在给定的评判指标下,通过调整折减系数对边坡的稳定性进行分析,求得边坡的最小稳定安全系数.其基本原理是将岩土体强度指标c,φ值同时除以一个折减系数F,得到一组新的c ′,φ′,作为材料新的参数进行数值计算,当边坡岩土体符合给定的临界破坏状态判定条件时,对应的F 称为边坡的最小安全系数[1-4].连续介质快速拉格朗日差分分析方法(F LAC )是用于研究连续介质在达到稳定塑流过程中的机制行为的显式有限差分程序,程序的结果是由特殊的数学模型和专门的数值插值导出的.能较好地模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生塑性流动的力学行为,特别适用于分析渐进破坏和失稳及模拟大变形问题.采用强度折减法分析边坡的稳定性是以岩土体弹塑性模型为基础,采用Mohr 2Cou 2l o mb 破坏准则c ′=cF,　φ′=arctantan φFf =αFI 1+J 2=kFα=23sinφ23π(9-sin 2φ)k =63c cos φ23π(9-sin 2φ)式中:I 1,J 2分别为应力张量第一不变量和应力偏张量的第二不变量;系数α,k 与岩土材料强度参数c,φ有关.2　边坡失稳破坏判断的定义用数值计算方法求解边坡安全系数时,对于边坡临界失稳或极限平衡状态的评判,目前主要有3类评判方法:①当给定较大的迭代次数内数值计算无法保证其收敛性,表示应力重分布不能满足岩土体的破坏准则和总体平衡要求,边坡破坏和数值不收敛同时发生,伴随着网格节点位移显著增加,则认为边坡处于极限状态;②当边坡内某特征点处的变形随抗剪强度折减系数逐渐增大而突然增大时,则认为边坡达到了临界失稳状态;③当边坡内的塑性区或某一水平的塑性应变从坡址到坡顶相互贯通时,则认为边坡达到了极限状态.通过对比分析发现,①判据在一般情况下较为合适,且数值计算不收敛时一定意味着塑性区贯通或位移发生突变,塑性区贯通只是边坡达到极限平衡的必要条件,而非充分条件,塑性区贯通后需要进一步观察变形或位移的大小,应将特征点位移的突变性和塑性区的相互贯通性两者相结合综合评判边坡的临界极限平衡状态[5-6].采用塑性区开展的情况作为评判岩土体的整体失稳破坏是较合理的.但如何准确的计算塑性应变的大小,并描述出塑性区的发展状况一直是强度折减方法求解边坡最小安全系数的障碍.F LAC 程序较好地解决了这一问题:边坡破坏的特征是某一幅值的广义剪应变从坡角到坡顶上下贯通,此前的折减系数即为边坡的安全系数,广义剪应变不仅含有塑性分量,而且也包括弹性分量,在一定程度上反映了岩土体的剪切破坏状态,物理意义明确.在此结合广义剪应变的发展状况和数值计算的收敛情况,判断边坡失稳破坏.3　三交坪边坡稳定性分析3.1　工程概况永定桥水库位于汉源县境内大渡河左岸支流流沙河上游,水库正常蓄水位为1600.00m ,最大坝高102.00m,坝前壅水83.00m;校核洪水位1601.67m,水库总库容2070万m 3.三交坪蠕滑体的稳定问题是制约永定桥水库建设的重大工程地质问题.三交坪蠕滑体位于坝址上游约800.00m 的流沙河左岸,该蠕滑体顺坡长约1.70k m,沿河宽约1.00k m,后缘高程1750.00m,前缘直达河边(高程约1560.00m ),平面分布面积约1.70k m 2.三交坪蠕滑体的上游侧中前部,于1992年曾出现大量拉裂缝.此后,在坡体中部和前缘常形成一系列的弧形拉裂缝,裂缝宽一般0.01～0.20c m,长数米至数十米不等.边坡中部的裂缝已造成多处房屋开裂变形,院落塌陷.此外,该区内泉点分布较普遍,流量一般均小于2L /s,随季节和后缘跃进堰的过水量及水位等因素变化.这些现象均表明,自1992年以来,坡体局部已经出现变形破坏.该蠕滑体距大坝较近,一旦失稳,不仅将使水库报废,水库变成土石库,而且可能冲毁大坝,危及下游居民的生命及财产安全.因此,非常有必要对该蠕滑体不同工况下的稳定状况、失稳方式等开展深入、系统的研究.3.2　岩土体物理力学参数在充分踏勘调查的基础上,选取了边坡典型地段有代表性的岩土试样,在野外做了现场原位大剪试验和配套的室内物性试验.钻探揭露的岩土体物理力学性质见表1.表1　三交坪边坡岩土体物理力学性质地层编号内摩擦角φ/(°)凝聚力c /kPa 天然密度γw /(k N ・m -3)饱和密度γsat/(k N ・m -3)④碎石土23.02022.322.8③含砾粉质粘土14.01320.321.6②层碎石土23.02022.322.8①含砾粉质粘土13.01520.421.8⑤下卧基岩32.018525.027.0河床砂卵石29.0023.023.8压戗平台填料39.022.024.03.3　模型的建立采用“地质灾害过程模拟与过程控制”的研究思路,把地质过程机制分析与定量评价相结合,构建了三交坪边坡二维典型剖面模型,对边坡的演化过程进行了模拟,对边坡在不同条件下的稳定性进行了充分、系统的研究.计算模型选取三交坪纵2-2、纵3-3剖面,所建模型左右长为1000.00m,左边界高为560.00m ,右边界高为310.00m ,模型左右边界采用X 方向法向约束,底部采用固定端约束,共同构成模型的边界条件,如图1、图2所示.采用M -C 强度准则,先计算坡体的自重应力场,采用强度折减法计算3种工况下的稳定性:①工况1(目前状况);②工况2(目前状况+暴雨);③工况3(目前状况+地震).当计算不再收敛时,各种工况下边坡的广义剪应变如图3～8所示.图1　三交坪边坡纵2-2有限元模型图图2　三交坪边坡纵2-2有限元模型图(局部放大)35第28卷第5期刘娉慧等:　F LAC 强度折减法在边坡稳定性分析中的应用图3　工况1剖面2-2广义剪应变分布图(局部放大)图4　工况2剖面2-2广义剪应变分布图(局部放大)图5　工况3剖面2-2广义剪应变分布图(局部放大)图6　工况1剖面3-3广义剪应变分布图(局部放大)图7　工况2剖面3-3广义剪应变分布图(局部放大)图8　工况3剖面3-3广义剪应变分布图(局部放大)3.4　数值模拟结果及分析数值模拟计算结果见表2,强度折减法求得边坡的安全系数与传统极限平衡法求得的十分接近.表2　三交坪边坡稳定性系数表计算方法剖面2-2剖面3-3工况1工况2工况3工况1工况2工况3强度折减0.9600.9100.7800.9800.9000.790Boshop 法0.9780.9290.7850.9980.9170.799M -P 法0.9830.9340.7901.0110.9240.817计算结果表明:目前状况下(水库未蓄水时),剖面2、剖面3的潜在滑面位于深层含砾粉质粘土层,但只在边坡底部形成局部滑动,整体稳定性较好,上部含砾质粘土层的次计算滑面处于稳定状态,下部含砾质粘土主计算滑面(变形碎裂体基覆界面处)处于临界不稳定状态;在目前状况+暴雨工况下,其滑面有向后延伸趋势,稳定性降低,但没有形成一个整体连通的滑面,可能会发生局部滑动;在目前状况+地震工况下,其滑面有进一步后退趋势,边坡局部和整体都不稳定.计算结果显示:影响边坡稳定性的主要因素是地震、暴雨.因此,为保证边坡稳定,采取工程治理措施是十分必要的.4　结　语将F LAC 强大的数值计算能力与强度折减技术相结合,以广义剪应变发展与数值计算的不收敛性作为边坡失稳的评价依据,形象地描绘出了边坡失稳形态,为准确判定边坡的真实受力状态提供可靠的依据.此方法不但可以较为准确地通过最大剪应变增量和剪应变速率自动地搜索出滑坡潜在滑动面或剪切错动面,还可以通过对系统非平衡力的跟踪和主要部位变形演变过程的分析,判断岩土体的稳定性状况.通过三交坪边坡稳定性分析表明,强度折减所确定的边坡安全系数与传统极限平衡法所得的结果十分接近,滑面的形状及位置也极为相似,因此该方法是合理可行的,尤其当地质条件复杂时,并有支护结构与岩土体相互作用,同时考虑地下水等多种因素时,强度折减法是简便可靠的.参　考　文　献[1]赵尚毅,郑颖人,时卫民,等.用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数[J ].岩土工程学报,2002,24(3):343-347.[2]郑颖人,张玉芳,赵尚毅,等.有限元强度折减法在元磨高速公路高边坡工程中的应用[J ].岩石力学与工程学报,2005,24(21):3812-3817.(下转第58页) 采用强度折减法计算该边坡的安全系数为1.07,边坡处于稳定状态.与假设检验结果吻合.4　结　语通过统计分析边坡点安全来判别边坡稳定的假设检验法与强度折减法相比,具有计算简单、应用方便的优点.由于样本点的随机性,所以假设检验的结果也具有不确定性.用假设检验对边坡安全系数进行检验,只能定性的判断边坡的稳定性,并不能给出边坡安全系数的具体数值.参　考　文　献[1]李建林,王乐华,刘杰,等.岩石边坡工程[M].北京:中国水利水电出版社,2006.[2]庄楚强,吴亚森.应用数理统计基础[M].广州:华南理工大学出版社,2002:238-239.[3]吴翊,李永乐,胡庆军.应用数理统计[M].北京:国防科大出版社,1999.[4]郝方,李维维,郭柏威.用ANSYS作边坡稳定分析[J].贵州水力发电,2005,19(2)54-56.Hypothesis Test of the Slope’s Safty Factor and Its Use i n ProjectZ HAO Er2p ing(Civil&Hydraulic I nstitute of Three Gorges University,Yichang443002,China)Abstract:The hypothesis test is adop ted t o test the stability of the sl ope when considering the random icity in analyzing the sl ope’s sta2 bility.It shows that the results are coherent either using the hypothesis test or using the strength reducti on method in the p r oject.Key words:sl ope stability;safty fact or;hypothesis test(上接第54页)[3]迟世春,关立军.基于强度折减的拉格朗日差分方法分析土坡稳定性[J].岩土工程学报,2004,26(1):42 -46.[4]吴明,傅旭东,刘欢.边坡稳定分析中的强度折减法[J].土工基础,2006,20(1):49-52.[5]赵尚毅,郑颖人,张玉芳.极限分析有限元法讲座Ⅱ———有限元强度折减法中边坡失稳的判据探讨[J].岩石力学与工程学报,2005,26(2):332-336.[6]刘金龙,栾茂田,赵少飞,等.关于强度折减有限元方法中边坡失稳判据的探讨[J].岩土力学,2005,26(8): 1345-1348.Appli ca ti on of Strength Reducti on M ethod i n FLAC to Ana lysis of Slope St ab ilityL I U Ping2hui1,F ANG Hou2guo2,HUANG Zhi2quan1,L I U Xuan2(1.North China I nstitute of W ater Conservancy and Hydr oelectric Power,Zhengzhou450011,China;2.Yell ow R iver Engineering Consulting Co.L td.Zhengzhou450003,China)Abstract:The str ong nu merical calculati on ability of F LAC is combined with strength reducti on technol ogy t o seek reliable analytical method of sl ope stability under comp lex geol ogical conditi ons and considering gr ound water and interacting of support structure with r ock mass or s oil mass.Stability analysis of Sanjiaop ing sl ope under diverse work conditi on indicates that the result of strength reducti on method is app r oxi m ate t o classical li m it equilibriu m method.The shape and the positi on of sliding surface are si m ilar.So,the sugges2 ted method is rati onal.Key words:strength reducti on;nu merical calculati on;sl ope stability;failure judg ment;F LAC。

基于有限元强度折减法的边坡稳定性分析报告

基于有限元强度折减法的边坡稳定性分析报告学院：土木工程与力学学院专业：结构工程姓名：学号：2016年7月有限元强度折减法研究进展摘要：在边坡稳定性分析中，相比于传统的极限平衡法、极限分析法等，有限元强度折减法具有明显的优势。

这主要体现在其无须事先假定滑动面的形状和位置，只需通过不断降低边坡岩土体的强度参数，进而使边坡岩土体因抗剪强度不能抵抗剪切应力而发生破坏，并最终得到边坡的最危险滑动面及相应的安全系数。

有限元强度折减法兼有数值计算方法和传统极限平衡方法的优点。

本文介绍了有限元强度折减法的原理与主要研究现状，并对其中的一些重点问题进行了研究与总结。

关键词：强度折减法;有限元;边坡稳定1 有限元强度折减法基本原理所谓强度折减，就是在理想弹塑性有限元计算中将边坡岩土体抗剪切强度参数逐渐降低直到其达到破坏状态为止，程序可以自动根据弹塑性计算结果得到破坏滑动面(塑性应变和位移突变的地带)，同时得到边坡的强度储备安全系数ω, 于是有:==。

'/,tan'tan/c cωϕϕω一般地，强度折减弹塑性有限元数值分析方法考察边坡稳定性的步骤是：首先对于某一给定的强度折减系数，通过逐级加载的弹塑性有限元数值计算确定边坡内的应力场、应变场或位移场，并且对应力、应变或位移的某些分布特征以及有限元计算过程中的某些数学特征进行分析，不断增大折减系数，直至根据对这些特征的分析结果表明边坡己经发生失稳破坏，将此时的折减系数定义为边坡的稳定安全系数。

尽管强度折减有限元法在边坡稳定性分析中得到重视与发展，但其计算中需要采用一定的边坡失稳评判标准来确定边坡失稳的临界状态，但是，各种判据的选用至今并没有取得统一。

2 主要研究现状强度折减概念由Zienkiewicz最早提出并用于边坡的稳定性分析，受限于当时数值计算和计算机水平而未能得到大的发展，直到近十几年来，随着数值计算和计算机技术的迅猛发展，强度折减法也得到了极大的发展，国内外许多学者在这方面做了大量的工作。

基于FLAC3D对某边坡天然及地震工况下稳定性分析

基于FLAC3D对某边坡天然及地震工况下稳定性分析◎ 彭志盛中交四航局第二工程有限公司摘要：本文以海外某工程开挖边坡为实例，结合室内试验参数，基于RMR分类法并参考经验公式进行岩土体参数估算，进一步评估4m或6m锚杆支护的边坡在天然工况下的稳定性并在地震工况下的运用拟静力法分析其稳定性。

结果表明：采用RMR法并结合边坡实际工程地质条件，参考已有经验公式对边坡岩土体参数进行估算在实际工程中是可行的，计算结果相对保守；天然工况或地震工况条件下，采用4m或6m锚杆进行支护时，稳定性系数均满足规范中对安全系数的要求，边坡处于基本稳定状态；但安全起见，建议对该边坡采用6m锚杆进行支护。

关键词：：FLAC3D；强度折减法；拟静力法；稳定性分析1.前言当前稳定性分析有定性和定量分析两类方法。

极限平衡法，极限分析法等是定量分析方法中比较常见的[1]。

无论极限平衡法或是极限分析法具因其模型简单、计算方便，在工程实践中作为首选方法进行广泛应用，但分析边坡破坏发生和发展过程方面却力有不逮[2]；针对此问题，基于强度折减法理论的数值模拟软件FL AC3D通过搜索潜在滑动面及其位置可以有效解决极限平衡法的不足，计算呈现结果更加直观。

进行数值模拟计算时，参数的选取至关重要，参数选取准确与否对计算结果影响重大，而当前岩土体，尤其是岩质材料的参数取值时往往进行以下简化：以岩石（岩块）室内试验所得性质代替真实岩体。

工程实践中极少遇到未风化岩体，天然环境中的岩体受风化作用产生广泛分布的节理裂隙，影响岩体完整性，并使得真实岩体在物理力学性质上与岩块存在较大差异。

本文以某工程挖方边坡为例，对岩体材料基于更科学的方法进行取值，采用强度折减法进行天然工况及地震工况下分析边坡稳定性。

2.强度折减法强度折减法中稳定性系数即边坡达到临界状态与初始状态对应的抗剪强度之比。

岩体抗剪强度应用过程如下式所示。

式中：C d——折减后的粘聚力；φd——折减后的内摩擦角；C——折减前的粘聚力；φ——折减前的内摩擦角；F d——折减系数。

基于FLAC理论的边坡稳定性分析

基于FLAC理论的边坡稳定性分析摘要：为了更好地对边坡稳定性进行分析并采取有效治理，本文利用FLAC 法对边坡稳定性进行分析，并将其与传递系数法进行对比，结果表明，两种方法计算结论基本一致，但FLAC法能反映出边坡体内的应力和应变变化规律，同时可以提出更加合理的治理方案，对有效消除边坡隐患具有较强指导意义。

关键词：FLAC，应力，应变，边坡稳定性在边坡评价与治理中常采用基于极限平衡理论计算边坡稳定系数的传递系数法。

此法求出的土体间内力和滑裂面底部反力不是真实存在的力，也无法分析稳定破坏的发生和发展过程，更无法考虑局部变形对边坡稳定的影响，求出的稳定性系数只是所假定的滑裂以上的平均安全度，而不能很好地反映土体内部应力一应变关系[1]。

木文结合工程实例，通过采用极限平衡法和基于强度折减的FLAC法对边坡稳定性问题进行对比分析，评价基于强度折减的FLAC法在边坡稳定问题分析的适用性，反映出边坡体内的应力和应变变化规律。

一、FLAC的基本原理[2]-[4]FLAC是由美国Itasca Consulting Coup lnc开发的三维显式有限差分法程序，它可以模拟岩土或其它材料的三维力学行为。

它可随着构形的不断变化，不断更新坐标，允许介质有较大的变形。

模型经过网格划分，物理网格映射成数学网格，数学网格上的某个结点就与物理网格上相应的结点坐标相对应。

对于某一个结点而言，在每一时刻它受到来自其周围区域合力的影响。

如果合力不等于零，结点就具有了失稳力，就要产生运动。

对于每一个区域而言，可以根据其周围结点的运动速度求得它的应变率，然后根据材料的本构关系求得应力的增量。

由应力增量求出和时刻各个结点的不平衡力和各个结点在时的加速度。

对加速度进行积分，即可得结点新的位移值，由此可以求得各结点新的坐标值。

FLAC先调用运动方程由网格点速度求得单元应变率，由应力应变本构关系计算单元应力，从而确定结点的合力，若网格点受到的合力不等于零，那么它就具有不平衡力，进而可以求得网格点新的速度和位移，到此计算为一个循环，然后按时步进行下一步的循环，直到问题收敛，即单元的最大不平衡力随时步增加而逐渐趋于极小值，则计算稳定，循环结束。

基于FLAC3D的路堑边坡稳定性分析

交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第874期第3期2024年2月收稿日期：2023-07-20作者简介：罗贤欢（1998—），男，硕士生，研究方向：地质工程与地质灾害。

通信作者：吴琦（1967—），男，博士，教授，研究方向：地质工程与地质灾害。

基于FLAC 3D 的路堑边坡稳定性分析罗贤欢　吴　琦（华北水利水电大学，河南　郑州　450046）摘　要：【目的】道路切割坡体、暴雨和车辆荷载等条件会对路堑边坡的稳定性造成极大的影响。

本研究以辉县市上八里镇回龙村张沟边坡为例，根据边坡所处的环境特征，分析其在不同工况影响下的变形特征及稳定性，为边坡的防治提供依据。

【方法方法】使用FLAC 3D 软件对边坡进行数值模拟，研究边坡在天然和暴雨条件下的变形和稳定性，并调用FLAC 3D 内置的Fish 函数对路堑边坡坡前道路车辆产生的动荷载进行模拟，对动荷载下滑坡体内部的变形特征进行分析。

【结果】①边坡在天然和暴雨情况下的稳定性系数分别为1.9和1.186；②坡前公路动荷载峰值由1×105 N 增加为1×106 N 时，坡脚处水平最大应变值增大13.4%，后缘水平最大应变值增大13.2%。

【结论】暴雨降低了岩土体的强度，直接破坏了边坡的稳定性，坡前竖直方向动荷载增加了坡体水平方向剪切带的连续性，但其对坡体最大应变量造成的影响较小。

关键词：辉县市；路堑边坡；FLAC 3D ；动荷载；稳定性中图分类号：U416.1 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）03-0060-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.03.012Stability Analysis of Cutting Slope Based on FLAC 3DLUO Xianhuan WU Qi(North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450046,China)Abstract: [Purposes ] The conditions of road cutting slope body, rainstorm and vehicle load have great in⁃fluence on the stability of cutting slope. In this study, zhanggou landslide in Huilong Village, Shangbali Town, Huixian City is taken as an example, to analyzes the deformation characteristics and stability of the landslide under the influence of different working conditions, so as to provide a basis for slope pre⁃vention. [Methods ] The FLAC 3D software was used to simulate the deformation and stability of the slopeunder natural and rainstorm conditions, and the FLAC 3D built-in Fish function was called to simulate thedynamic load generated by the road vehicles before the cutting slope, and the deformation characteristicsof the landslide body under the dynamic load were analyzed. [Findings ] ① The stability coefficient of the slope in natural and rainstorm conditions is 1.9 and 1.186 respectively; ②When the peak dynamic load of the anterior slope highway increases from 1×105 N to 1×106 N, the horizontal maximum strainvalue at the slope foot increases by 13.4%, and the horizontal maximum strain value at the posterior edge increases by 13.2%.[Conclusions ] The rainstorm reduces the strength of the rock and soil mass and di⁃rectly destroys the stability of the slope, and the vertical dynamic load before the slope increases the con⁃tinuity of the horizontal shear band, but the influence on the maximum stress variable of the slope body issmall.Keywords: Huixian city; cutting slope; FLAC 3D ; dynamic load; stability0 引言近年来，在极端天气及人类工程活动的影响下，地质灾害频发，滑坡灾害严重威胁人民的生命财产安全。

基于强度折减理论的西南某库岸滑坡稳定性FLAC3D分析

１。～５。场地区冲沟较发育，０２。冲沟规模多较小。
地层主要有第四系全新统人工堆积）全新统滑坡堆积层（）Ｑ、Ｑ等
松散层，陶系下统红石崖组（）岩地层。基岩奥Ｏ基
摘要利用基于强度折减的ＦＡ法对西南某滑坡的稳定性进行分析，拟结果表明：然状ＬＣ。模天
态下，坡整体处于稳定状态，局部安全系数较低，于基本稳定状态，滑但处需要进行加固处理；水状态蓄
ＦＬＡＣ３ＤＡｎｌｓｓｆｒＳａｉｉｙｏｓｒｏｒＢａｋＬａｄｌｅｉａｙｉｏｔｂｌｆａＲｅｅｖｉｎｎｓｉｎｔｄ
ＳｕｔｗｅｔＣｈｎｓｄｏｔｅｇｈＲｅｕｔｎＴｈｅｒｏｈｓｉａＢａｅｎＳｒｎｔｄｃｉｏｏｙＬｉｇａｇｉｎｕｎＱ
规划区，坡体上将进行新县城的部分建设工作。根滑据现场地质资料、库岸滑坡影响因素调查，于强度折基
减理论，运用ＦＡ如数值分析工具，自然状态和蓄ＬＣ对水状态下的滑坡稳定性进行综合稳定性分析。
［］ＪＪ０－２０建筑基桩检测技术规范［］１Ｇ１６０３Ｓ［］ＪＪ９２０建筑地基处理技术规范［］２Ｇ７－０２Ｓ
基于强度折减理论的西南某库岸滑坡稳定性ＦＡ分析：ＬＣ李勤光

基于 FLAC -3D 强度折减法的边坡稳定性影响因素敏感性分析

基于 FLAC -3D 强度折减法的边坡稳定性影响因素敏感性分析梅岭;季佩祥;张太玥【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】A solution to the stability coefficient of slope is obtained by establishing a homogeneous soil slope model and using FLAC - 3D software with the strength reduction method built in itself. The paper systematically studies the sensitivity factors of slope stability. The safety factor of slope stability and the plastic area are taken as the slope failure criterion. In order to find the relationship between the stability coefficient and the mechanical parameters of rock mass,and to find the most sensitive factor,only one parameter variable is changed. The re-sults show that the sensitivity of the angle of internal friction is the highest,and cohesive strength and soil weight are less sensitive. There is no permanent quantitative relationship between cohesive strength and soil weight.%通过建立均质土坡模型，利用 FLAC -3D 软件的强度折减法，求解边坡稳定系数，系统地研究了边坡稳定性影响因素的敏感性问题。

基于FLAC3D的三维边坡稳定性强度折减法计算效率改进算法及其应用

2、边坡的稳定性系数等指标，可以对边坡的稳定性进行评价； 3、破裂面的位置和形状，有助于确定治理措施和优化设计方案。
在结果分析过程中，需要以下几个方面：
1、破裂面的预测：FLAC3D可以准确预测破裂面的位置和形状，但需要考虑地质条件的复杂性和计算精度的限制；
2、稳定性系数的敏感性：稳定性系数受到多种因素的影响，如土体性质、荷载等，需要对这些因素进行敏感性分析；
根据现场调查和工程地质勘探，收集到了边坡的岩土力学参数、水文地质条件、可能的荷载和边界约束条件等数据。在此基础上，采用有限元法建立了边坡的计算模型，详细模拟了边坡内部的物理和力学过程。通过不断调整模型的材料参数和边界条件，使得模型的计算结果与实际观测数据尽可能接近。
在模型验证可靠后，采用整体强度折减法对边坡的稳定性进行分析。根据计算结果，该边坡的稳定系数为1.25，属于基本稳定状态。失稳破坏模式主要为边坡顶部出现拉裂缝，同时局部岩体出现滑动。为了提高该边坡的稳定性，建议采取适当的加固措施，如增加锚杆、喷射混凝土等。
引言
边坡稳定性分析是岩土工程领域中非常重要的一个方面，对于保障工程项目安全具有至关重要的作用。在工程建设过程中，边坡失稳可能会导致严重的工程事故，因此对边坡稳定性进行准确的分析和评估具有重要意义。随着计算机技术的不断发展，数值模拟方法在边坡稳定性分析中得到了广泛应用。本次演示将探讨基于FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）软件的边坡稳定性分析方法。
4、荷载施加：根据实际情况，施加一定的荷载，如自重、外力等。 5、数值模拟：利用FLAC3D进行数值模拟，得到边坡的位移、应力等响应。
6、稳定性评估：根据模拟结果，对边坡的稳定性进行评估，计算稳定系数等指标。

基于FLAC3D的边坡稳定性分析自编强度折减程序的修正

基于FLAC3D的边坡稳定性分析自编强度折减程序的修正刘汉东;贾聿颉【摘要】Safety factor has a guiding significance in the slope stability analysis, and the finite element strength subtraction can get safety factor automatically according to the results of the calculation. But it also has deficiencies:firstly, the existing strength reduction program is compiled in the deflection;secondly, geotechnical material has two strength indexes of c and tanφ, if using the same reduc-tion factor, the two indexes in the process of reduction will fall by the same proportion, but it is not the case in the actual situation. Based on the finite element numerical calculations for obtaining the safety factors in FLAC3D, we discuss the accuracy of the self-made strength reduction program and the deflection of results. And by conducting a test according to the strength reduction deficiencies in the process of numerical calculations, we can get the correlation coefficient between c and tanφ, that is, we put forward a reasonable cor-rection coefficientβ, to amend the precision and bias. Verified by test, safety factors computed by the self-made strength reduction pro-gram show a ladder-like distribution, and have a certain relation with critical values of the defined safety factors. In addition, the cor-rection coefficient can better amend the deflection of the self-made strength reduction program and the error rate of safety factors is con-trolled with ± 0.5%,which improve the precision of the results.%安全系数是边坡稳定性分析中的一个有指导意义的概念,强度折减法可根据计算结果自动获得安全系数.其不足之处在于:已有的自编强度折减程序偏差较大;岩土材料有2个强度指标黏聚力c与内摩擦角的正切值tanφ,若采用同一个折减系数,意味着在折减过程中这2个指标将按同一比例下降,但实际情况并非如此.本文以FLAC3D求解安全系数的过程为基础,探讨了自编强度折减程序的精度以及结果偏差问题;针对强度折减数值计算过程中的不足之处进行试验,得到c与tanφ之间的折减相关系数,由此提出一个较为合理的修正系数β以修正精度和偏差.经检验:自编强度折减程序求解的安全系数呈阶梯状规律分布,且与定义的安全系数上、下限之差的临界值呈一定关系;文中提出的修正系数能较好地修正自编强度折减程序的偏差,安全系数的误差率控制在±0.5%以内,提高了计算结果的精度.【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】4页(P59-62)【关键词】安全系数;强度折减;FLAC3D;修正系数;自编强度折减程序;数值模拟【作者】刘汉东;贾聿颉【作者单位】华北水利水电大学,河南郑州450045;华北水利水电大学,河南郑州450045【正文语种】中文【中图分类】P642.2220世纪80年代,强度折减法开始兴起.强度折减法兼有数值分析法与经典极限分析法两者的优点,特别适用于岩土工程的分析与设计[1].时至今日,计算机性能的提高以及各种成熟商用软件的更新,使得强度折减法成为岩土工程数值模拟研究的一大热点,在边坡评价中起着越来越重要的作用.郑颖人等[2-5]深入研究了强度折减在边坡应用中的判据、屈服准则的选用等.薛雷等[6]研究了在非均质边坡中强度折减范围的选取,并讨论了不同折减范围对分析结果的影响.谭波等[7]将强度折减法应用于膨胀土边坡稳定性及滑坡处治效果分析中,研究了膨胀土滑坡的规律.连镇营等[8]应用强度折减有限元法对开挖边坡的稳定性进行了较为全面的研究,认为与强度指标相比,弹性模量、泊松比等对边坡的安全系数影响不大.张鲁渝等[9]通过算例分析,认为应用强度折减法得到的安全系数离散度极小,且比简化Bishop法的平均高出5%～7%.关于强度折减的研究在不断发展和深化,有些问题到目前为止仍未得到有效的解决.例如,岩土材料有2个强度指标c与tanφ,却采用一个强度储备安全系数,这意味着2个指标按同一比例下降,而实际情况并非如此,这是用强度折减法求解安全系数的不足之处.笔者借鉴前人的研究结果,在FLAC3D自编强度折减程序的基础上,对这一不足之处进行研究,给出修正设想,并进行验证.强度折减法中边坡安全系数的定义是，边坡达到临界破坏状态时,对岩土体的抗剪强度折减的程度.即安全系数定义为岩土体的实际抗剪强度与临界破坏时的剪切强度的比值.主要是利用公式(1)对岩土体的c和φ进行折减调整,然后对边坡稳定性进行分析.式中:cF为折减后的黏聚力;φF为折减后的内摩擦角;Ftrial为折减系数.通过不断地调整折减系数、计算,直至边坡达到临界极限破坏状态,此时的折减系数即为安全系数.FLAC3D采用“二分法”求解安全系数[10],以缩短求解时间.FLAC3D采用的是有限差分原理,自编程序通过清除先前一步的计算结果,同时更新安全系数的上、下限值,然后采用其他非空本构模型来激活网格单元,接着进行下一次强度折减后的计算.如此反复循环计算,直至上、下限值之差小于设定限值,终止执行整个强度折减程序,此时上、下限的均值即为最终的安全系数.针对强度折减法的不足,在足够数量的数值模拟试验的基础上,发现在一定范围内,c 与tanφ呈一定规律折减.按单因素分析,固定c的折减系数,对tanφ折减系数引入一个修正系数β进行分析.即按照对自编强度折减程序进行修改,重新试验.此处以FLAC3D内置的求解安全系数的计算结果为依据,不断修正β值,直至修正过的程序所得安全系数可在设定范围内趋近于内置程序得到的安全系数.整理总结资料,分析发现修正系数的变化与自编程序中所设置的安全系数上、下限之差的临界值(ait1)之间存在一定关系,见表1.由此,提出新的修正后的强度折减规律为:以一个经典边坡为分析对象,检验在FLAC3D中应用修正过的强度折减法求解安全系数的过程及结果的精度.图1为分析模型的示意图.计算所采用的岩土体物理力学指标取为:密度ρ=2 000 kg/m3,体积模量K=100 MPa,剪切模量G=30 MPa,黏聚力c=12.38 kPa,内摩擦角φ=20°,抗拉强度σ′=10 000 MPa.该分析模型中,x方向取20.0 m,y方向取0.5 m,z方向取13.0 m,坡高10.0 m,坡度45°.对模型底面x、y、z方向的速度进行约束,对两侧边水平方向速度加以约束,对所有节点的y方向速度进行约束,然后进行平面应变分析.3.2.1 FLAC3D内置的强度折减程序使用solve fos 命令调用FLAC3D 内置的强度折减程序.程序运行后,得到边坡的安全系数和剪切应变增量云图及速度矢量图,如图2所示.从图2中可以看出:塑性区已经贯通,形成了潜在滑动面,贯通区域已经出现明显滑动,发生了破坏,速度矢量也证明了这一判断.通过相关fish语言命令可以得到精度较高的安全系数值:3.2.2 自编的强度折减程序运行自编FLAC3D强度折减程序,得到该边坡的剪切应变增量云图及速度矢量图,如图3所示.得出安全系数ks=1.039 062 500 000e+000,与采用FLAC3D内置的求解安全系数命令solve fos得到的结果比较接近,但其所用时间要比内置强度折减程序所用时间少得多.通过2种方法的对比分析发现,剪切应变增量及速度矢量的位置和分布范围相较于内置强度折减程序计算的结果并未发生明显变化.以运用FLAC3D内置的强度折减程序得到的安全系数fos1为基准值,探讨c与tanφ的折减规律,并检验修正程序的计算结果.3.3.1 计算结果的变化规律上文自编程序在强度折减程序中自定义了安全系数上、下限之差的临界值(ait1),它是强度折减终止的重要条件.在这里首先讨论不同的临界值下,程序计算结果的精度问题.在ait1取0.000 01～0.020 00时,通过足够数量的数值模拟试验,得到安全系数与临界值之间的关系,结果见表2并如图4所示.由图4可以看出,安全系数随着临界值的变化呈阶梯型变化,发生了3次突变.临界值(ait1)的初始值设置得越小,得到的安全系数就越接近基准值,精度越高,误差越小.3.3.2 修正系数的可靠性和精度利用公式(2)重新验算各临界值ait1下的安全系数,与自编程序得到的初始的安全系数值进行比较,计算误差见表3.由表3可以看出,折减系数经修正后,安全系数的误差率在±0.5%以内,精度得到大大提升.这证明所得到的修正系数是可靠的,所用的式(2)是正确的.综上所述,按照给定的修正系数对自编程序进行修正后能够得到更为合理的结果.1)自编强度折减程序求解边坡安全系数的结果显示,安全系数随着临界值(ait1)的变化呈阶梯型变化,发生了3次突变.临界值(ait1)的初始值设置得越小,精度越高,偏差越小.2)以自编强度折减程序为基础,针对强度折减数值计算过程中的不足之处进行修正,得到c与tanφ之间折减变化时的相关关系,提出一个较为合理的修正系数β以及对应的折减公式,并检验了其可靠性;折减系数经修正后,安全系数的误差率控制在了±0.5%以内,精度得到大大提升.【相关文献】[1]郑颖人,赵尚毅,邓楚键,等.有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用[J].中国工程科学,2006,8(12):39-62.[2]郑颖人,赵尚毅,宋雅坤.有限元强度折减法研究进展[J].后勤工程学院学报,2005(3):1-6.[3]赵尚毅,郑颖人,张玉芳.有限元强度折减法中边坡失稳的判据探讨[J].岩土力学,2005,26(2):332-336.[4]宋二祥.土工结构安全系数的有限元计算[J].岩土工程学报,1997,19(2):1-7.[5]栾茂田,武亚军,年延凯.强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J].防灾减灾工程学报,2003,23(3):1-8.[6]薛雷,孙强,秦四清,等.非均质边坡强度折减法折减范围研究[J].岩土工程学报,2011,33(2):275-280.[7]谭波,杨和平.有限元强度折减法在膨胀土路堑滑坡分析中的应用[J].公路,2006(4):171-176.[8]连镇营,韩国城,孔宪京.强度折减有限元法研究开挖边坡的稳定性[J].岩土工程学报,2001,23(4):408-411.[9]张鲁渝,郑颖人,赵尚毅,等.有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究[J].水利学报,2003,34(1):21-27.[10]颜庆津.数值分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.。

基于FLAC3D的边坡稳定性位移分析

基于FLAC3D的边坡稳定性位移分析研究区原始地形在西部、东部、北部均为河谷，高程约为 101~104 米，由山脊三级阶地往下还分布有二级阶地、一级阶地及河漫滩。

因而原始地形往西部逐渐降低，自然坡度在8~30°左右，往北山脊高程逐渐降低，由153.1米降至128米。

介质的弹塑性状采用摩尔库伦本构模型描述，依据大量的岩土力学特性的测试研究和工程地质类比，确定模型中各类介质的物理力学指标如表1。

表1 边坡物理、力学参数表计算采用FLAC3D[1]程序中，采用于岩土材料的模型为Mohr-Coulomb弹塑性模型。

模型的力学边界采用前后（Y轴方向）、两侧（X轴方向）及地面（Z轴方向）约束。

2 边坡整体稳定性的数值模拟分析采用摩尔库伦模型，对上述模型进行非线性数值模拟，非线性的解法采用常刚度增量-初应力法。

在重力的作用下，进行计算边坡在天然状态下的位移及应力模拟，得到位移及应力采样记录图、安全系数及弹塑性区域等图。

在FLAC3D中，以下的所有计算结果，压力矢量“＋”表示拉应力，“－”表示压应力；位移矢量的表示以坐标轴方向为准，即X、Y、Z轴方向的正方向为正，负方向为负。

模型分析中涉及到的坡面均为边坡的正中剖面。

边坡稳定性位移分析如下：通过FLAC3D[2, 3]程序可以得到通过指定点的位移采样记录痕迹，通过采样记录节点1（16,0 22）；2（27,0,20）的位移。

得到位移采样记录图。

图4.6 点2（27,0,20）x轴位移采样记录图由图1、图2可以看出，节点1（32.5,0,7.5）的在x 方向位移在初始条件下是不稳定的，有较大的位移量，也就是说点1所在区域的岩土体在边坡自身重力作用下是不稳定的。

节点1在z方向的位移则是随着迭代时步的增加而不断增大，并且会达到一个峰值，在边坡中表现为沉降量逐渐增大，这是由于在边坡岩土体自身重力作用下，会产生下滑力。

由图2、图3可以看出，节点2（17.5,0,10）在x方向的位移变化较快，并且初始条件下会有较大位移。

FLAC 3D强度折减理论在边坡稳定分析中的应用

FLAC 3D强度折减理论在边坡稳定分析中的应用季聪;佴磊;马宏;佘小光;刘录君【摘要】FLAC3D是岩土工程中广泛应用的软件.本文主要介绍强度折减理论的基本原理,利用基于强度折减法的FLAC3D软件,对某高速公路K377+ 230 ～ K377+ 520段滑坡体进行数值模拟.计算边坡在自重作用达到初始化平衡状态时,边坡的横向与竖直方向的应力与位移,分析出边坡的破坏机制为牵引式滑坡,通过强度折减理论计算出边坡的稳定系数为0.97,由剪切应变增量云图确定边坡的滑动面.%FLAC 3D is a widely applied software in geotechnical engineering. We mainly introduce the principle of strength reduction theory. Numerical simulation on the K377 + 230 ~ k377 + 520 section of a highway has been made by FLAC 3D sofeware based on strength reduction theory. To calculate the slope lateral and vertical stress and displacement when the slope gets to the initialization equilibrium condition in dead weight function, then to analyze the result that the slope failure mechanism was retrogressive landslide; after that to calculate the slope stability coefficient as 0. 97 through the strength reduction theory, finally to determine the sliding surface by the shear strain increment chart.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】7页(P158-164)【关键词】FLAC3D;强度折减理论;滑动面;稳定系数【作者】季聪;佴磊;马宏;佘小光;刘录君【作者单位】中水东北勘测设计研究有限责任公司,长春130021【正文语种】中文【中图分类】P642.220 引言边坡工程是岩土工程领域的一个分支，其稳定性研究一直是个热点课题。

基于FLAC~(3D)强度折减理论的边坡稳定性分析

（ｚ２）
在计算中保持土体弹性模量Ｅ、松比为定泊
４边坡稳定性分析实例
一
均质土体边坡，高Ｈ一１土体粘聚力ｃ坡５ｍ，
与汽ｐｉｏｖＨｉｈ路ｔｍｏｉｅＡｐｌａｉｎｇ公ｙｗａｓ＆Ａｕｏｔ运ｔｓｃ
，
系数即为坡体稳定安全系数。
（）以边坡特征点位移呈现无限增大趋势作为３失稳判据，分别计算在不同折减系数Ｆ下特征点水平和竖直方向的位移，绘制边坡特征点的位移与折
采用折减系数Ｆ，ｃ和按式（）式（）将１、２进行强
计算边坡的安全系数Ｆ，从而判断边坡的稳定性。
３基于强度折减法的边坡极限状态判据
强度折减法的基本原理及算法的实现过程相对
简单，关键问题是边坡失稳的判剧，即安全系数数值
１强度折减法的基本原理
ｌ７８
第４期
２１０２年７月
基于滑动式测斜仪的边坡岩体稳定性分析
强度折减法是在保持边坡土体重力加速度为一
求解过程的终止条件。目前有以下３个边坡失稳判
断依据：
个常数的条件下，土的抗剪强度除以折减系数Ｆ，将用于有限元计算，边坡土体符合给定的边坡失稳当
判定条件时，所选用的折减系数Ｆ就是边坡的安则全系数Ｆ。

基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析(1)

基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析陈书生(三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室　湖北・宜昌　443002)提　要　为修正边坡稳定性分析中极限平衡法的缺点,引入基于强度折减技术的有限单元法。

分别介绍了有限单元理论与强度折减法技术。

失稳判据是分析边坡稳定性的关键问题,目前强度折减有限元法中主要有三种判据,同时得到边坡安全系数。

通过算例,与传统极限平衡法计算结果相比较,结果表明基于强度折减技术的有限元法分析边坡稳定性及其影响因素敏感性是可行的,计算精度满足工程要求,为边坡的支护治理设计提供重要依据。

关键词　稳定性分析　敏感性分析　失稳判据　强度折减法　有限单元法Analysis of Slope Stability and Its I nfluential F actors basedon Strength R eduction TechnologyChen Shusheng(K ey Laboratory of G eological Hazards on Three G orges Reserv oir Areaof Ministry of Education ,China Three G orges University )Abstract FE M based on strength reduction technology is introduced in order to rectify the defect of analyze stability of slope with limit equilibrium method.The FE M theory and strength reduction technology are intro 2duced respectively in the paper.The destabilizing criterion is the key role in analyzing stability of slope ,and three destabilizing criterions for strength reduction FE M are elaborated ,and the safety factor of slope can be obtained as well.The results through an exam ple with strength reduction FE M are com pared with the results with limit equilibrium method.The final results show that FE M based on strength reduction technology is feasi 2ble for application to analyze stability of slope and sensibility of in fluential factors.The calculation accuracy of the engineering exam ple with strength reduction FE M meets the needs of engineering ,the slope is rein forced and controlled ,and provides im portant basis for the supporting and treatment design of slope.K eyw ords analysis of stability ;analysis of sensibility ;destabilizing criterion ;strength reduction method ;FE M作者简介:陈书生(1983-),男,硕士,主要从事岩土工程与地质工程方面的科研工作。

基于FLAC强度折减法的江苏田湾核电站岩质高边坡稳定性分析.

第28卷第8期地质通报Vol．28，No．8Aug.，20092009年8月GEOLOGICALBULLETINOFCHINA基于FLAC强度折减法的江苏田湾核电站岩质高边坡稳定性分析陈立伟，吕涛，杨球玉，耿学勇CHENLi-wei,L譈Tao,YANGQiu-yu,GENGXue-yong中国核电工程有限公司，北京100084 ChinaNuclearPowerEngineeringCo.Ltd.,Beijing100084,China摘要：为了评价田湾核电站岩质高边坡的稳定性，应用有限差分强度折减法，对该核电站三、四期工程人工边坡的稳定性进行了计算分析，并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。

结果表明，由于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足，因而更能贴近实际模拟分析边坡的稳定状态，求得的边坡稳定系数更为合理。

关键词：有限差分法；强度折减；边坡稳定性分析；稳定系数中图分类号：P694文献标志码：A文章编号：1671-2552（2009）08-1103-05ChenLW,LüT,YangQY,GengXY.AnalysisonhighrockslopestabilityinTianwannuclearpo werplant,JiangsuProvince,China,basedonFLACstrengthreductiontheory.GeologicalBull etinofChina,2009,28(8):1103-1107Abstract:InordertoevaluatehighrockslopestabilityofTianwanNuclearPowerPlant(NPP),b yusingthefinitedifferentialstrengthreductionmethod,inthispapertheauthorshavecalculated andanalyzedthestabilityoftheartificialslopestabilityofthe3rdand4thphaseofthisproject.Co mparedtotheresultswiththatofthetraditionallimitequilibriummethod,itcanbefoundthatthef i-nitedifferentialstrengthreductionmet hodcansimulatetheslope′sstabilitybetter,alsobecause thattheconstitutiverelationsofgeotechnicalmaterialsisconsidered,asaresult,thusstabilityco efficientsobtainedaremorereasonable.Keywords:finitedifferentialstrengthreductionmethod;strengthreduction;slopestabilityana lysis;stabilitycoefficient田湾核电站是中国“九五”计划开工的重点核电建设工程之一，厂址位于江苏省连云港市连云区田湾。

基于FLAC3D强度折减理论边坡稳定性分析

基于FLAC3D 强度折减理论边坡稳定性分析［摘要］将强度折减理论与FLAC3D 软件相结合，利用FLAC3D 软件后处理功能，动态显示水平位移与剪应变图的演化情况，分析土质过坡的稳定性。

以静力平衡计算收敛，特征部位位移突变及剪应变云图中所产生的塑性区贯通坡脚到坡顶情况作为边坡失稳判断依据，求得过坡的安全系数为F ，并搜索到土坡的临界滑动破坏面，进而合理评价边坡的稳定状态。

［关键词］边坡稳定分析; 强度折减理论; FLAC3D ；极限平衡法Slop Stability Analysis Based on Strength Reduction Theory in FLAC3D[Abstract] The shear strength reduction theory is combined with fast lagrangian analysis of continuum method(FLAC3D) to analyze the stability of soil ,and the FLAC3D software post-processing fuction to dynamic demonstration is used in generalizing shear strain increment,plastic area ’s occurrence and development situation,Moreover,convergence of statics equilibrium algorithm,mutation of displacement on characteristic position of slop as well as continuum of shear strain increment are used as criterion to estimate the stability of slope.The critical slip surface can be obtained when the slope become unstable, then acquire a reasonable estimation of the stability of soil slop.[Key Words] slop stability analysis; shear strength reduction theory ; FLAC3D; limit equilibrium method目前，边坡稳定性分析在实际工程中主要应用的是极限平衡法，而该方法中，基于经典极限平衡理论的条分法用得最为广泛，但是它存在很多不足，不能考虑岩土内部的应力应变关系，无法分析边坡破坏发展的过程，并需要事先知道滑移面。

基于FLAC3D的路基边坡稳定性数值分析

５ＨＡＮＤＯＮＧＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥ５ＮＯ．１２００８
ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
·３７·
基于ＦＬＡＣ３Ｄ的路基边坡稳定性数值分析
宋克勇１，王延军２，刘保松２
（１．山东水利工程总公司，山东济南２５００１４；２．济宁市洙赵新河管理处，山东济宁２７２１００）
图１ＦＬＡＣＤ模型网格
３．２土体模型土是一种极为复杂的复合体．具有很复杂的力学
行为。在外力的作用下，土体不仅产生弹性变形，还会产生不可恢复的塑性变形。本文运用摩尔一库仑弹塑性模型进行计算。３．２．Ｉ屈服准则
摩尔一库仑模型的屈服准则为
，５＝盯１一ｃｒ３Ｎ９＋２ｄｖ／Ｎ∞＝ｏ
（３）
式中：Ｎ墨：单，。为粘聚力，‘Ｐ为内摩擦角。
Ｉｎｃ．，２００６
【２１刘波，韩彦墀．ＦＬＡＣ原理、实例与应用指南【Ｍ１北京：人民交通出版社．２００５．ｆ３Ｊ陈袒煜．土质边坡稳定性分析ｆＭ】．北京：中国水利出版社，
２（）０２．
万方数据
基于FLAC3D的路基边坡稳定性数值分析
作者：作者单位：
刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
ＦＬＡＣ３０与有限元法相比，具有以下优点：（１）采用显式解析法．不需要建立刚性矩阵，节省内存。提高了运算速度。（２）采用混合离散法，正确地模拟了塑性破坏及塑性流动。（３）采用动态方程求解，使之在处理不稳定问题时不会遇到数值困难。（４）ＦＬＡＣ∞运动总方程的显式时间逼近解法对于岩土体的渐进破坏与失稳．以及大变形分析较为适用。（５）能跟踪模型中任一点的历史，方便看出该点的应力、位移历程曲线。
ｌｇ／Ｌ。３．２浅井水水源矿化度分布情况
浅井水水源矿化度小于ｌｇ／Ｌ的面积约３６００ｋｍ２．约占枣庄市总面积的７９％：矿化度介于ｌ～２９／Ｌ的面积约９００ｋｍ２．约占枣庄市总面积的２０％。

用FLAC～3D软件分析高速公路边坡的稳定性

系数为11054。

(2)受力分析。

图3所示为平行线路的高边坡滑体最低部一条块的受力分析示意图与力多边形。

(3)可靠性分析。

根据所给定参数的标准偏差值(S 1D )对滑面的稳定性系数进行了破坏概率分析,由图4可以得出高边坡的破坏失稳概率为80%左右(F s ≤1120)。

4　结语太平湖大桥铜陵端由拱座基坑开挖引起的高边坡是顺倾结构边坡,经过破坏模式分析和稳定性计算,评判为欠稳定边坡,破坏失稳概率为80%左右(F s ≤1120),故需对高边坡进行加固处理。

参考文献[1]徐邦栋1滑坡分析与防治1北京:中国铁道出版社,20011[2]蒋建平,等1优势结构面理论在岩土工程中的应用1工程地质学报,2000,8(4):438～4411[3]The sl ope /w document .GEO -S LOPE I nternati onal L td .2000收稿日期:2005-01-113西南交通大学峨眉校区科技基金资助项目:05D13021尹紫红,男,副教授。

用F LAC 3D软件分析高速公路边坡的稳定性3 尹紫红周志林　姚令侃(西南交通大学峨眉校区　四川峨眉　614202)(西南交通大学土木学院)摘　要　F LAC 3D 是一个先进的岩土计算软件。

介绍F LAC 3D的基本原理及其使用方法,并对西(西昌)攀(攀枝花)高速公路K158+400～+580边坡开挖过程中应力、位移和稳定性进行分析。

通过计算结果,对边坡工程设计和防治提供了依据和指导意见。

关键词　F LAC 3D　位移变形　应力变形　稳定分析1　前言西攀高速公路K158+400～+580边坡位于四川盐边县新民村豆芽菁冲沟右侧,边坡高20m ,属中山区斜坡剥蚀地貌,台阶斜坡地形,倾向东南,坡度较平缓,坡角约30°。

场地揭露地层由新至老为:耕填土、低液限粘土、昔格达组粉砂岩夹薄层泥岩、泥岩夹粉砂岩。

边坡紧靠豆芽菁冲沟,枯水季节沟内无水,雨季汇水最深112m 。

基于FLAC~(2D)强度折减法的边坡稳定性分析

及溶质运移程序，它处理的边界可以是不规则的，模拟区域中的介质可以是各向异性的，各个计算单元可以有任意的各向异性角度。ＳＷＭＳ２中，水分运动和溶质运移的控制方程是用迦辽金有限元方＿Ｄ法进行数值求解。根据计算的规模，采用不同的标准算法求解离散化控制方程之后形成的矩阵方程：对于带状的矩阵方程用高斯消元法求解，对于对称的矩阵方程用共轭梯度法求解，对于不对称的矩阵方程则用ｏ１ＯＮＲ ’ ＭＩ算法求解。ＳＨＷＭＳ２用ＦＲＲＮ７＿ＤＯＴＡ７语言编写。
南Ｉ科技２１年第期０１８
学术研讨
基于ＦＡＣ２度折减法的边坡稳定性分析ＬＤ强
杨萃娜张妍 Байду номын сангаас
（乡学院建筑工程系）新摘要本文使用ｓｗＭｓ２模拟了降雨入渗条件下边坡含水量分布的变化过程，利用基于ＦＡ－ｌＤＬＣ的强度折减法对边坡稳定性进
行了分析计算，以某公路边坡为例，模拟了不同时刻降雨入渗务件下的含水量分布，采用基于ＦＡＬＣ的强度折减法进行计算，结果显示：降雨过程中边坡内土体含水量上升。非饱和土基质吸力减小，孔隙水压力值上升．边坡稳定安全系数明显降低，降雨结束
１降雨条件下饱和一非饱和渗流计算方法
＿
本文运用ｓｓ２对饱和一ｗＭＤ非饱和水１动进行数值分析。Ｓ分运ＷＭＳ２￣ＳｍｎｋＪＴＶｇｌＴ．ａＧｎｃｔ开发的土壤水分运动Ｄｉｕｅｏｅ．和ＭｈＶ１ｅｕｈｎ］ｃ

基于FLAC 3D的边坡地震稳定性及参数分析

青海交通科技2020—5基于FLAC3D的边坡地震稳定性及参数分析张力(广西交科集团有限公司南宁530000)摘要本文基于FLAC3D有限差分软件，建立了单向边坡模型，通过文献对比，验证了本文模型的准确性。

采用2000年South Iceland地震加速度时程曲线作为地震荷载，研究了地震加速度峰值对边坡动力响应和边坡破裂面的影响，同时分析了坡面形状、边坡高度和边坡角度三个几何参数对边坡不同位置地震PGA放大系数的影响。

结果表明：地震作用下，边坡坡脚位置首先生成破裂面，然后裂缝逐渐向坡顶位置扩展。

坡面形状对坡面地震响应的影响显著，相同加速度峰值下，凹形坡和内折坡更安全。

边坡高度对边坡顶部平台的放大系数影响显著，边坡角度的变化对放大系数影响不明显#关键词边坡FLAC3D地震响应几何参数South Iceland地震波Seismic stability and parameter analysis of slope based on FLAC3DLi Zhong(Guangxi transportation science and technology group Co.#Ltd.Nanning530000#China)Based on FLAC3D finite dtference softwara#A one-way slope model was established.The accuracy of the mode was verified through literatura comparison.The time一history curve of the2000South Iceland eerthquake acceleration was used as the seismic load1u study the effeci of the amplitude of eerthquake acceleration on the dynamie response of the slope and the formation of slope fracture.At the same time,the influence of three gometrie parameWry,slope shape,slope height and slope angk,on the seismic PGA amplification factor at diffey-ent positions ot the slope wera analyzed.The results show that the crack is generated at tte foot of the edge slope, and then the crack gradut l y expands It the top of the slope undea the seismic.The shape of the slope has a signm-eantontoueneeon theseosmoeaesponseotthesoope.Coneavesoopeand ontoodongsoopeaaesateathan otheatypesot slopes.The slope height has a significent influence on tae amplincation factor of the top platorm of the slope,while the slope Angle has no signifmynt influence on tOe PGA amplification factoaKey;(%1Slope;FLAC3D；Espons ot earthquake;ParameWry ot geometwc；Seismic waves ot South ceeoand0引言我国地理位置位于太平洋及亚欧地震活跃带之间，属于地震频发国家，据统计我国一年中发生三级以上地震超过400次,地震的发生使人民财产及生命安全受到了严重的损害。

基于FLAC强度折减法的边坡稳定性分析

图４汉阳港区专用线隧道边坡的滑移面图（ＦＬＡＣ强度折减法）
４结语基于强度折减理论的显式拉格朗日有限差分
法分析土坡稳定性，具有计算简单方便、结果可靠的优点，同时避免了极限平衡法需要事先假设滑动面以及人为假定等不足。［７］
将ＦＬＡＣ强大的数值计算能力与强度折减技术相结合，以广义剪应变发展与数值计算的不收敛性作为边坡失稳的评价依据，形象地描绘出了边坡失稳形态，为准确判定边坡的真实受力状态提供可靠的依据。此方法可以较为准确地通过最大剪应变增量和剪应变速率自动地搜索出滑坡潜在滑动面或剪切错动面，判断岩土体的稳定性状况。通过汉阳港区专用线隧道边坡稳定性分析表明，强度折减所确定的边坡安全系数与Ｊａｎｂｕ法、简化的Ｂｉｓｈｏｐ法及Ｍｏｒｇｅｎｓｔｅｒｎ－Ｐｒｉｃｅ法所得的结果十分接近，滑面的形状及位置也极为相似，与实际监测结果完全吻合。因此，该方法是合理可行的，对分析类似岩土边坡工程具有借鉴意义。［８］
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｐｏｗｅｒｆｕｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆＦＬＡＣａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆｈａｎｙａｎｇｐｏｒｔｌｉｎｅｓ，ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｌｏｐｅｓａｆｅｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｙｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｉｓｖｅｒｙｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｉｍｉｔｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｓｈａｐｅａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｓｌｉｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅａｌｓｏｉｓｖｅｒｙｓｉｍｉｌａｒ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＬＡＣ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｓａｆｅｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ