大连理工大学科技成果——二维有限元极限平衡法边坡稳定分析软件

极限平衡有限元法在边坡稳定分析中的应用

４算例
４１土坡几何形状和土层参数．该算例为—个填筑在砂土基础上的均质坝体，２给出土坡图几何形状以及各个土层的重度、粘聚力、内摩擦角等参数，坝体高度为９ｍ，坝坡坡度为１２砂土：，基础土体的重度ｒ１ｋ／，聚＝９Ｎｍ３粘力￣０内摩擦角＝０，－，－３上层填ｒ１ｋ／ ’ ＇９Ｎｎ－筑坝料土体重度ｒ１Ｎｍ，＝７ｋ／３粘聚图２土坡几何形状和土层参数力ｃ３ｋａ内摩擦角￣１＝０Ｐ，ｐ５。＝４２安全系数的比较．分别采用毕肖甫法和有限元强度折减系数法Ａｓｓｎｙ程序对上述算例土坡进行计算，出前者的安全系数为１８后者的安得．，６全系数为１９。．３６
维普资讯
５卷）６期第
极限平衡有限元法在边坡稳定分析中的应用
甘桂其
（肃建筑职业技术学院，肃兰州７０５）甘甘３００
擅要：文将极限平衡法和有限元法结合工程实例进行边坡本稳定性分析，出用有限元强度折减法Ａｓｓ得ｎｙ程序计算得到的土坡稳定安全系数，与用毕肖甫法得到的安全系数相吻合，证了验有限元强度折减法Ａｓｓｎｙ程序的可行性。关奠词：极限平衡有限元边坡稳定
∑（Ｐ＋ｔＲ，ａ）ｏｎ
Ｆｍ＝ｊ —— — — ———一
５结论
从以上分析中可以看出，用有限元强度折减法Ａｓｓｎｙ程序计算得到的土坡稳定安全系数，与用毕肖甫法得到的安全系数相差目前，国内外的学者已经开发了多个二维及三维有限元分析甚微，肖甫法仅比有限元法低出０８％。由于毕肖甫法在计算毕．０而程序，以用来求解弹性、可弹塑性、弹塑性、塑性等问题。粘粘常用土坡稳定安全系数时偏于安全，强度折减有限元法计算结果与有限元法有：有限元滑面搜索法和有限元强度折减系数法。之非常接近，因此，有限元强度折减法Ａｓｓｎｙ程序是计算土坡稳有限元强度折减系数法的基本原理是将坡体强度参数：粘聚定安全系数的一种安全可靠的方法。力ｃ内摩擦角的正切值同时除以一个折减系数Ｆ得到一组新参考文献：和，【】１李杰．边坡稳定性分析的理论分析厦其应用研究【．：Ｄ】大连大连理工的，值，然后作为新的资料参数输入，再次试算是否收敛。不大学硕士学位论文，０２３２０．．断调整Ｆ值进行试算，直到寻求的折减系数Ｆ使得计算结果正好２傅冰俊．灾害研究诌议见：滑坡崔政权自然边坡稳定性分析度华莹山处于临界收敛状态，即折减系数Ｆ若有微小的增加，计算结果就【】北京地质１９．不收敛。此时对应的Ｆ被称为坡体的最小稳定安全系数Ｆ，时边坡变形研讨会论文集．：出版社，９３ｌ此坡体达到极限状态，发生剪切破坏。【】３李广信．土力学．：高等北京清华大学出版社，０．２４０强度参数折减按下式进行：【】４孙小三．边坡稳定性的条分法与有限元法耦合分析（下转１７页）２

rocscience-Slide二维边坡稳定分析

设定边界条件和材料参数
边界条件
设定边坡的底部边界条件，如固定或自由边界，以及侧向边界条件，如水平位移限制等。
材料参数
输入各材料层的物理力学参数，如重度、内聚力、内摩擦角、渗透性等。
水文条件
考虑地下水对边坡稳定性的影响，设定地下水位、渗透系数等水文参数。
运行分析和查看结果
运行分析
根据所选择的分析方法和设定的参数，运行rocscience-Slide程序进行分析。
rocscience-Slide具有直观的用户界面和强大的后处理功能，方便用户进行数据处理和结果展示
。
功能特点
自定义材料参数
用户可以根据需要自定义材料的物理力学参数，如重度、内聚力、内摩擦角等。
多种分析方法
rocscience-Slide提供多种边坡稳定性分析方法，用户可根据实际情况选择合适的方法进行分析。
定义材料层
在边坡剖面中，定义不同材料层，包括土壤、岩石等，并设置各层的物理力学参数。
选择分析方法
极限平衡法
采用极限平衡原理，通过搜索最危险滑动面，计算边坡的安全系数和潜在滑动面。
有限元法
利用有限元方法，对边坡进行应力应变分析，评估边坡的稳定性。
边界元法
应用边界元技பைடு நூலகம்，解决边坡稳定分析的边界值问题，提高计算效率。
案例三：边坡加固设计分析
边坡描述
本案例涉及一个已经发生滑动的边坡，需要进行加固设计以防止进一步滑动。
加固措施
采用抗滑桩和预应力锚索进行加固，抗滑桩间距5米，锚索长度20米。
分析结果
加固后计算得到的安全系数为1.5，表明加固措施有效地提高了边坡的稳定性。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析边坡稳定性是岩土工程中一个非常重要的问题，直接关系到边坡的安全运营和人民生命财产的安全。

为了研究边坡的稳定性，可以采用极限平衡法和有限元法进行综合分析。

极限平衡法是一种常用的边坡稳定性分析方法，它基于边坡在达到稳定状态时受到的平衡力原理。

其基本思想是，在边坡稳定过程中，边坡的抗滑力应该大于或等于外力作用在边坡上的附加抗滑力，从而实现边坡的稳定。

通过极限平衡法可以计算边坡的安全系数，如果安全系数大于1，则说明边坡稳定；否则，需要采取相应的加固措施。

有限元法是一种数值计算方法，可以对边坡进行力学分析。

有限元法将边坡划分成许多小的单元，通过对单元进行应力分析，然后再将各个单元的结果进行耦合，得到边坡整体的稳定性。

有限元法能够考虑材料的非线性、边坡的复杂形状以及边坡上的各种工况，具有较高的精确度和灵活性。

在边坡稳定性综合分析中，可以结合极限平衡法和有限元法的优点，进行更加精确的分析。

可以利用极限平衡法对边坡的整体稳定性进行初步评估，得到边坡的安全系数。

然后，可以使用有限元法对边坡进行更加详细的力学计算，考虑材料的非线性特性以及复杂的边界条件，得到边坡的应力、变形等参数。

将有限元法得到的结果与极限平衡法的结果进行对比，验证极限平衡法的合理性，并根据需要进行相应的修正。

综合分析可以更全面地评估边坡的稳定性，为边坡的设计和加固提供科学依据。

可以根据有限元法的分析结果，确定边坡上的最不稳定部位，并进行有针对性的加固措施，提高边坡的安全性。

基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定性综合分析能够结合两种方法的优点，提高边坡稳定性分析的精确度和可靠性，对于岩土工程的设计和施工具有重要意义。

有限元分析软件及应用

有限元分析软件及应用有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程力学的数值计算方法，用于模拟和分析材料或结构在力学、热学、流体力学等领域的行为。

有限元分析软件是用于进行有限元分析的工具，提供了对复杂问题进行建模、求解和分析的功能。

下面将介绍几种常用的有限元分析软件及其应用。

1. ANSYS：ANSYS是全球领先的有限元分析软件之一，适用于多个领域，如结构力学、流体力学、电磁场等。

在结构分析方面，ANSYS可以进行静力学、动力学、疲劳分析等，可应用于航空、汽车、能源、医疗等行业。

2. ABAQUS：ABAQUS是另一个广泛使用的有限元分析软件，适用于结构、热、流体、电磁等多个领域的分析。

ABAQUS提供了丰富的元件模型和边界条件，可以进行复杂结构的非线性、瞬态、热源等分析，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。

3. MSC Nastran：MSC Nastran是一款专业的有限元分析软件，主要用于结构和动力学分析。

它提供了丰富的分析和模拟工具，可进行静力学、动力学、疲劳分析等。

MSC Nastran广泛应用于航空、汽车、船舶等领域，具有较高的准确性和可靠性。

4. LS-DYNA：LS-DYNA是一款用于求解非线性动力学问题的有限元分析软件。

它可以进行结构和流体的动态响应分析，主要应用于汽车碰撞、爆炸、冲击等领域。

LS-DYNA具有强大的求解能力和灵活性，可以模拟复杂的物理现象和材料性能。

除了上述几个常用的有限元分析软件外，还有许多其他软件也具有广泛的应用。

有限元分析在实际工程中有着广泛的应用，下面以汽车结构分析为例进行介绍。

汽车结构分析是有限元分析的一个重要应用领域。

有限元分析软件可以帮助工程师对汽车的结构进行模拟和分析，评估其在碰撞、强度、刚度等方面的性能。

首先，工程师可以使用有限元分析软件对汽车的结构进行建模。

软件提供了各种几何建模工具，可以根据汽车的三维CAD数据进行建模，或者使用简化的二维平面模型。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析随着城市化进程的加快和土地资源的日益紧缺，地质灾害频繁发生成为了人们关注的焦点。

边坡稳定性分析作为地质灾害防治的重要内容之一，对于保障人民生命财产安全和城市发展具有重要意义。

本文将通过基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析，从两种不同的角度对边坡稳定性进行深入研究，以期为地质灾害防治提供理论支持和技术指导。

一、极限平衡法分析极限平衡法是指对于一定的边坡体系，在边坡体系受到外力作用时，通过平衡条件来确定边坡体系在达到稳定状态时，承受最大自重等荷载的状态。

具体步骤为：确定边坡的几何形状，计算边坡受力分布，确定边坡的抗滑稳定性和倾覆稳定性，得出边坡的稳定状态。

极限平衡法主要用于评估边坡在稳定状态下的安全系数，对于边坡的设计和监测具有重要意义。

二、有限元法分析有限元法是一种数值分析方法，将连续介质划分为有限个小单元，在每个小单元中建立方程，通过求解小单元之间的位移和应力关系来得出整个结构的位移和应力分布。

有限元法在地质灾害领域得到了广泛应用，能够较为准确地描述地质介质的力学行为，对复杂边坡体系的稳定性分析具有独特的优势。

基于有限元法的边坡稳定性分析首先要建立边坡的数值模型，将边坡体系划分为有限个小单元，然后确定边坡体系的边界条件和加载条件，进行有限元分析，计算得出边坡体系的位移和应力分布。

最后通过分析位移和应力的分布情况来评估边坡的稳定性。

三、综合分析将极限平衡法和有限元法两种分析方法相结合，可以更为全面地评估边坡的稳定性。

通过极限平衡法可以得到边坡在静态荷载下的稳定状态，而有限元法可以计算得出边坡在动态荷载下的位移和应力分布情况。

综合两种分析方法，可以较为全面地评估边坡的稳定性，为地质灾害防治提供更为可靠的技术支持。

基于极限平衡法和强度折减法的边坡稳定性对比分析

基于极限平衡法和强度折减法的边坡稳定性对比分析摘要：为分析某矿露天开采时最终边坡的稳定性，分别采用极限平衡法和强度折减法计算边坡的安全系数，采用理正软件和FLAC3D软件作为计算工具，建立边坡模型，分别运用Morgenstern-Price法和强度折减法对最终边坡的稳定性进行计算，依据《非煤露天矿边坡工程技术规范》(GB51016-2014)对最终边坡的稳定性进行评价。

分析结果表明：采用Morgenstern-Price法和强度折减法对边坡的稳定性分析结果基本一致，该矿山最终边坡稳定性较好。

关键词：边坡稳定性；Morgenstern-Price法；强度折减法0引言边坡稳定性一直是露天矿山面临的重大问题，时刻影响着矿山的安全生产，边坡稳定性分析中，先后发展了工程地质分析法、类比法、极限平衡法、数值分析方法和不确定性分析方法(可靠性方法、模糊数学方法、灰色理论方法、神经网络方法等)，随着计算机技术的发展，数值分析方法运用越来越广，目前国内外边坡稳定性分析法主要以极限平衡法和数值分析法为主。

极限平衡法主要有瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-Price法、Sarma法、平面直线法和不平衡推力传递法。

极限平衡法把边坡上的滑体视为刚体，利用滑体的静力平衡原理分析边坡在各种极限破坏模式下的受力状态，并以边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的比值定义为安全系数。

强度折减方法的基本原理是将岩土材料的黏聚力和内摩擦角等抗剪强度参数进行折减，用折减后的参数进行边坡的稳定性分析计算，不断降低强度参数直至边坡失稳破坏为止，破坏时的折减数值即为边坡的安全系数。

极限平衡法中，Morgenstern-Price法既能满足力平衡又满足力矩平衡条件，是国际公认的最严密的边坡稳定性分析方法[1]。

数值分析方法有如有限元法（ANSYS、Plaxis、ABAQUS）、离散元法（PFC、3DEC）、边界元法（BEM）和拉格朗日元法（FLAC），FLAC3D是基于连续介质快速拉格朗日差分法编制而成的数值模拟计算软件, 是目前岩土工程界应用最为广泛的数值模拟软件之一，该程序采用了显式有限差分格式来求解场的控制微分方程，并应用了混合单元离散模型，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形，尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点。

水位变化和降雨条件下的边坡稳定性分析---硕士论文

关键词：边坡稳定；有限元极限平衡法；有限元强度折减法；降雨；水位下降
- II -
大连理工大学硕士学位论文
Slope Stability Analysis of Unsaturated Seepage by
Abstract
Slope stability problem is a hot spot in the field of geotechnical engineering research, the natural slope and artificial slope exist extensively. In the highway subgrade and bank dike engineering, it becomes a difficult problem to determine safety coefficientexpressly whenconsidering the water level change and the complex factors such as rainfall. This paper uses the finite element limit equilibrium method proposed by professor Shao in analysis of the seepage slope stability considering fluid-solid interaction. As a kind of deterministic stability analysis methods based on limit equilibrium conditions, it gets the stress field through the numerical method (finite element and discrete element or boundary element, etc.) firstly, and then according to the definitions of safety factor, we can search the most dangerous slip surface using the mathematical programming method. The physical meaning of safety factor definition is clear in the method, it combines the advantages of the limit equilibrium method and finite element method (FEM), as long as the stress field is obtained, it can be convenient and quick to find out the safety coefficient, the method is very suitable for engineering calculation and its advantages are more obvious in the stability analysis under complicated conditions.

浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用

浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用摘要：随着科技的进步以及岩土工程的高速发展,分析边坡稳定性的软件或工具也在日益完善,尤其是FLAC3D软件。

本文主要介绍了FLAC3D软件的基本原理、使用步骤等,并举例进一步分析了该软件在实际运用中的方法,从而得知FLAC3D软件在分析边坡的稳定性模拟方面具有很大的优势。

关键词：FLAC3D软件边坡有限元稳定性1、基本概述这些年来由于边坡的稳定性问题而引发的地质灾害,给人类社会带来了极大的痛苦,为避免地质灾害的再次发生,边坡的稳定性研究已经成为地质单位共同关注的对象。

边坡的稳定性受诸多参数的影响,主要有路基中的结构面、夹层、夹层中填充物料等。

目前来看,边坡的稳定性分析方法有很多种,较为方便快捷的是极限平衡分析方法及有限元分析方法,前者方便快捷,后者在解决小变形这一块有较大的优越性,但是这两种分析方法均存在一定的局限性,并不能解决某些大变形方面,而采用FLAC3D软件分析边坡的稳定性可以很好的完成其它方法不能解决的问题。

2、FLAC3D软件2.1 基本原理FLAC3D是Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions的缩写,该软件是由美国Itasca Consulting Group Inc.与明尼苏达大学联合创发的,该软件的基本原理即为拉格朗日有限差分法。

拉格朗日有限差分法结合了力学—数学的具体模型,经过实际考察与分析,便得到边坡稳定性变化的规律。

FLAC3D软件在模拟施工过程以及分析材料的弹塑性、大变形等领域占有很大的优势。

它能够很好的模拟六种不同本构关系的材料的三维力学现象,能够准确的模拟地应力场的变化、边坡或地下工程的施工、混凝土铺设、锚杆定位等。

2.2 与其它有限元法相比FLAC3D软件具有的优势FLAC3D软件与其它有限元相比最大的优势主要在于它能够更方便、准确的解决大变形的问题,以前在遇到大变形问题时通常会用有限元来解决,但这种解决方法相对来说较为繁杂。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析1. 引言1.1 研究背景边坡稳定性问题一直是土木工程领域中的热点难题，其解决既关系到人们的生命财产安全，也直接影响工程的质量和成本。

随着我国城市化进程的加快，大量的基础工程、水利工程、交通工程等都需要进行边坡设计与分析，而边坡稳定性是这些工程的关键问题之一。

当前，边坡稳定性分析方法主要有两种，即基于极限平衡法和基于有限元法。

极限平衡法是一种较为经典的边坡稳定性分析方法，它通过假设边坡体处于平衡状态，根据静力平衡和强度准则来评估边坡的稳定性。

而有限元法是一种基于数值模拟的方法，可以更为准确地考虑边坡体内部的应力和变形情况，但也需要较为复杂的计算和较高的计算资源。

本文将结合极限平衡法和有限元法，对边坡的稳定性进行综合分析。

通过比较两种方法的优缺点，确定在实际工程中的适用范围和条件，为工程设计提供科学依据。

本文还将通过案例分析和结果讨论，验证该方法的有效性，并对未来的研究方向做出展望。

1.2 研究意义边坡稳定性分析是岩土工程领域的重要研究课题，具有重要的理论和实践意义。

边坡稳定性分析可以帮助工程师评估和预测边坡的稳定性，有效地指导工程建设和维护工作。

在城市建设和交通基础设施建设中，边坡稳定性是保障工程安全的关键因素之一。

研究边坡稳定性不仅可以有效预防边坡滑坡和坍塌等灾害事故的发生，还可以提高工程的可靠性和持续性。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析，可以综合利用两种方法的优势，更加准确地评估和预测边坡的稳定性。

极限平衡法能够较为简便地确定边坡的稳定系数，而有限元法则可以更加精细地分析边坡的应力和变形特性。

结合两种方法，可以在较短的时间内得到较为可靠的边坡稳定性分析结果，为工程设计和施工提供重要参考。

对于边坡稳定性综合分析的研究具有重要的实际意义，将为岩土工程领域的发展和工程实践提供有力支持。

【研究意义】.1.3 国内外研究现状在边坡稳定性分析领域，国内外学者们进行了大量的研究工作，取得了一系列成果。

极限平衡法与有限元强度折减法对某公路边坡挡土墙稳定性分析

极限平衡法与有限元强度折减法对某公路边坡挡土墙稳定性分析杨和平【摘要】针对边坡稳定性分析的极限平法和有限元强度折减法的特点进行了讨论,并结合一具体挡土墙的工程实例,采用极限平衡法和有限元强度折减法对该挡墙的整体稳定性进行了计算分析.分析结果表明:采用极限平衡法和有限元强度折减法均可以得到边坡的安全系数,且采用极限平衡法得到的安全系数值偏安全,可满足工程设计要求.采用有限元强度折减法可以得到边坡体的应力-应变,可作为极限平衡法的补充设计依据.%This paper explores the features of the limit equilibrium method and the strength reduction finite element method for slope stability analysis. Taking a retaining wall construction project as an example, the author computes and analyses the general stability of the wall using the limit equilibrium method and the strength reduction finite element method. The final result suggests that safety factor can be generated by taking either the limit equilibrium method or the strength reduction finite element method. However, the safety factor acquired from the limit equilibrium method is more accurate, meeting the standards for engineering designs. Meantime, the stress - strain of the slope can be calculated by using the strength reduction finite element method, serving as a supplement for designs taking the limit equilibrium method.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2012(037)003【总页数】4页(P180-183)【关键词】极限平衡法;有限元强度折减法;边坡安全系数;稳定性【作者】杨和平【作者单位】湖南路桥建设集团公司,湖南长沙 410004【正文语种】中文【中图分类】U416.1+40 前言在挡土墙设计中，挡土墙的整体稳定验算为挡土墙设计的重要内容之一，目前在挡土墙的整体稳定性验算通常采用极限平衡理论按瑞典条分法计算挡土墙的整体稳定性。

Midas软件在滑坡稳定性分析中的应用

Midas软件在滑坡稳定性分析中的应用潘昌青;张飞;汤志鹏;李世超【摘要】滑坡的稳定性分析是滑坡监测、预防、治理等工程的基础性工作.以绍兴市上虞区某滑坡为例,通过对滑坡调查报告,勘察报告以及监测资料的分析,建立了滑坡的三维地质模型,利用Midas gts nx软件对滑坡进行了多种工况下的数值模拟和稳定性计算,考虑了土体的应力-应变-位移关系,求出了滑坡安全系数,分析了滑坡的状态,并将计算结果与传统极限平衡法的计算结果进行了对比,对滑坡的稳定性进行了分析和研究,并得出了运用Midas软件对滑坡稳定性进行三维有限元分析是简单可行可靠的结论,为今后的滑坡治理设计提供了新的思路.【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)006【总页数】4页(P962-965)【关键词】滑坡;稳定性;Midas gts nx【作者】潘昌青;张飞;汤志鹏;李世超【作者单位】绍兴文理学院土木工程学院,浙江绍兴 312000;浙江省有色金属地质勘查局,浙江绍兴312000;绍兴文理学院土木工程学院,浙江绍兴 312000;绍兴文理学院土木工程学院,浙江绍兴 312000【正文语种】中文浙江省是一个山体地质灾害多发的一个省份，根据浙江省国土资源厅统计，十二五期间，全省共发生地质灾害2832起，因地质灾害造成死亡(失踪)64人，直接经济损失达3.12亿元，其中地质灾害主要以滑坡、崩塌、泥石流为主[1]。

2015年11月13日浙江省丽水市莲都区东村发生山体滑坡，造成34人死亡，3人失联；2016年9月28日浙江省遂昌县苏村发生的山体滑坡灾害，造成重大伤亡，引发了全国的关注。

浙江省地貌以山地丘陵为主，造成地质灾害条件复杂，又由于经济较为发达，人口密度大，人类工程活动强度大，且经常性遭受台风暴雨侵袭，地质灾害呈现高发多发趋势，涌现出一系列亟待解决的滑坡稳定问题。

目前常用的有限元软件有ANSYS、Abaqus、Midas gts nx、Geo-Slope等软件。

不同计算方法在公路边坡稳定性分析中的应用

交通科技与管理87工程技术0　引言近年来随着我国的基础交通设施建设步伐的逐步推进，在公路工程建设领域取得了长足的发展，尤其是在西部地区，交通路网在不断的完善。

但是，由于我国山区众多，尤其是在西部地区，导致在公路建设过程中会遇到很多的边坡问题。

如果不进行边坡的处治，裸露的边坡在外界因素的影响下可能就会出现病害，进而影响边坡的稳定性，对公路的安全造成影响。

因此，在进行公路工程建设过程中，对边坡的稳定性一定要深入的进行计算，保证公路工程的整体建设水平。

1　公路边坡失稳原因及破坏形态1.1　公路边坡失稳原因公路边坡失稳的原因有很多种，基本上都与地址条件以及地形地貌有直接关系，主要有以下几方面的因素：（1）边坡岩土体节理较为发育，加上风化作用的影响，导致岩土体的各项物理力学指标下降，强度大幅度降低；（2）对边坡岩土体性质分析不够深入，开挖边坡时坡比设置过大；（3）边坡开挖完成之后为未时进行防护，坡面长期暴露，在外界因素的持续影响下发生失稳；（4）发生降雨之后雨水沿着坡面渗入边坡内部，首先会导致边坡岩土体的自重变大，边坡的下滑力变大，其次会对其造成软化，降低了抗滑力。

1.2　公路边坡常见的破坏形式公路边坡常见的破坏形式有三种，即滑坡、崩塌以及坍塌[1]。

滑坡是边坡的部分坡体沿着坡体内部的软弱结构面发生的整体滑动现象，破坏能力强的特点；崩塌是边坡的部分土体受到外界因素的长期影响，自边坡上方崩落，其最大的特点是具有突发性；坍塌通常发生在坡比较大的边坡上，是边坡顶部表面的松散土体在自重影响下突然的失稳现象。

2　边坡稳定性计算方法研究边坡的稳定性计算是一个定量计算的过程，其根本原理是通过对下滑力以及抗滑力进行计算，并根据两者之间的比值来判断边坡的稳定性。

常用的边坡稳定性计算方法分为极限平衡法和有限元法两种，其中极限平衡法根据假设条件的不同可分为许多种，如表1所示，导致了每种方法的计算结果以及精度均有所差异[2]。

基于极限平衡法和有限元法的岩质高边坡稳定性分析

ＺＨＵＭｉ，ＹＡＮＧｎＬｉ
（．ＣｉａＴｒｅＧｒｓＵｉｒｉ，ＹｃａｇＣｔ，ｂｉｒｖｃ４３０，ｈｎ；１ｈｎｈｅｏｅｎｖｓｙｉｈｎｉＨｕｅＰｏｉｅ４０２Ｃｉａｇｅｔｙｎ
内。
关键词：极限平衡；有限元；岩质高边坡；稳定性；安全系数
中图分类号：Ｕ５Ｔ４０３Ｔ４７；Ｕ７．文献标识码：Ａ
ＡｎａｙｓｓｏａｌｙｏｇＲｏｋＳｏｓｂｍｉｕｉｂｒｍｎｅｈｏｎｄＦｉｉｅＥｌｍｅｔＭｅｈｄｌｉｎＳｔｂｉｔｆＨｉｈｃｌｐｅｙＬｉｔＥｑｌｉｉｉＭｔｄａｎｔｅｎｔｏ
ｓｄｎａｕａｏｄｔｎｘａａｉｇｃｎｉｏｎｅｎｏｃｎｏｄｔｎｔｓｏｓｔａｅｃｃｌｔｇｒｓｔｙＯ￣ｎｒｔｏｄＪ — ｌｉｇｉｎｔｒｌｃｎｉｏ，ｅｃｖｔｏｄｔｎａｄｒｉｆｒｉｇｃｎｉｏ．ＩｈｗｈｔｈａｕａｉｅｕｓｂｒａｙＭｅｈｄａａｉｎｉｎｉｉｔｌｎｌｎｎ
ｂｔｏｒｉｌｓｏｔｏｅｂａｅｙＦｎｔｌｍｅｔｔｅｇｈＲｄｃｉｎＭｅｈｓｕＭｅｈｄａｅｑｔｃｏｅｔｈｓｙＦｎｔＥｅｎｈｄｈａｅｙｆｃｏａｕｔｄｂｉｉＥｅｎｒｎｔｅｕｔｔｏｉｕｅｅＭｅｌｌｅＳｏｄｓａｌｈａｂｉｔＥｕｌｒｍｔｏ．ＢｉｉＥｉｂｕＭｅｈｄ，ｈｌｉｇｐａｅｓａｃｅｓｏｅｃｒｕａｒｕｙＦｎｔｌ— ｍｌｔａｔｔｙＬｍｉｑｉｂｕＭｅｈｎｈｉｉｄｙＬｍｔｑｌｒｍｔｏｔｅｓｉｎｌｅｒｈｄｉｎｉｌｒａｅｂｔｉｉＥｅｕｉｉｄｎｃｂｅｍｅｔＭｅｈｄｉｏｅｓｄｎｏｅｈｌｉｇｚｎｙＬｍｉＥｉｂｉｍｔｏｓｓｌｒｒｌｔｅ．Ｉｉｗｉｉｅｓｄｎｏｅｏｔｎｄｂｎｔｏｎｌｉｇｚｎ．ＴｅｓｉｎｏｅｂｉｔｑｌｒｓｉｄｕｉｕＭｅｈｄｉｍａｌａｉｌｔｓｔｎｔｌｉｇｚｎｂａｅｙｅｅｖｙｈｈｉｉ

边坡稳定性的有限元分析

边坡稳定性的有限元分析摘要：在过去几十年中，边坡的稳定性已经取得了众多的研究成果，如用极限平衡法和强度折减法来研究其稳定性。

其中目前岩土工程界最为广泛流传的方法是极限平衡法。

极限平衡法主要是以摩尔-库伦准则为基础，然后在这一基础之上给出一个假想的滑动面，把滑动面上的土体分为若干垂直的条块，通过迭代求解得出最终结果。

Geostudio作为一款专业、高效的岩土分析软件，是基于极限平衡法来分析边坡的稳定性，已经为上百万的科研人员提供帮助。

本文主要是通过Geostudio中的Slope/w模块来进行建模计算，从而得出稳定系数和潜在滑动面，再根据应力-应变和潜在滑动面位置进行分析，对实际工程提出合理建议。

关键词：稳定性分析；极限平衡法；有限元；安全系数0 引言边坡在我们日常生活中可以说是随处可见，边坡的稳定性对于人们的生命安全和国家的经济发展具有重要的意义。

在我国的西部地区，这里群山环绕，位置偏僻，国家为了发展这里的交通，修建了非常多的边坡工程。

随着人们对于边坡研究的不断加深以及计算机技术的飞速发展，越来越过的喜欢使用有限元分析软件来分析边坡的稳定性。

很多有限元软件功能强大，计算方便，帮助人们在边坡稳定性分析领域取得了飞速的进步。

1 Geostudio软件及Slope/w模块简介1.1 Geostudio软件介绍Geostudio是一款功能强大、应用广泛的数值分析软件。

其中有可以分为八个模块，Seep/w地下水渗流模块，Slope/w边坡稳定性分析模块，Sigma/w岩土应力变形分析模块，Quake/w地震相应分析模块，Temp/w地热分析模块，Ctran/w 水污染物传输分析模块，Air/w空气流动分析模块，Vadose/w综合渗流蒸发区和土壤表层分析模块，Seep3D三维渗流分析模块。

本文中对于边坡的稳定性分析主要是要运用Slope/w模块，此模块可以独立分析边坡的稳定性。

1.2 Slope/w模块的工作原理Slope/w模块主要是运用极限平衡理论对不同类型的土体、复杂地层、空隙水压力状况、以及不同的加载方式对边坡稳定性的影响问题进行分析研究，该模块还可以把有限单元法和极限平衡理论相结合对边坡的稳定性问题进行有效计算和分析[1]。

岩质边坡稳定分析中Geostudio软件的应用

软件中所采用的刚体极限平衡法以摩尔库伦破坏准则为理论基础，建立平衡方程来求解边坡的稳定安全系数。二维刚体极限平衡法根据假定不同可以分为多种计算方法，例如满足力矩平衡的毕肖普法、满足力平衡的詹布法、满足力和力矩平衡的摩根斯坦一普莱斯法、斯宾塞法、Ｓａｒｍａ法等。本文中结果主要采用规范推荐的Ｓａｒｍａ法＿３１，同时参考其他方法的结果来判定岩质边坡的稳定性。应力变形计算中采用ＧＥＯ—Ｓｉｇｍａ提供的ｌｉｎｅａｒ—ｅｌａｓｔｉｃ材料本构模型。在二维平面应变中，＝０。屈服区破坏准则遵循摩尔库伦破坏准则。其应力应变之间的关系表示
杨柳，万学渊，石艺锦
（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆４０００００）
摘要：Ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ软件是岩质边坡分析中比较成熟的二维专业仿真软件，通过计算边坡稳定安全系数、应力应变分析、塑性区位置和范围采判断边坡在各个工况下的稳定状态。经计算分析可知开挖过程对边坡原有稳定状态有一定的扰动，但适当的削坡减载对边坡稳定更为有利。开挖卸荷作用会产生坡体变形，在坡脚处尤为明显，水对塑性区分布影响较大。关键词：岩质边坡；Ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ软件；节理裂隙；极限平衡分析；应力应变分析；塑性区中图分类号：ＴＵ４５７文献标志码：Ａ文章编号：２０９５—０１４４（２０１６）０２—００２０—０３
３７。：Ｎ１０。～７０。Ｗ，ＮＥ或ＳＷ５。～２３。：⑧ Ｎｌ０。～

有限元法和极限平衡法在深基坑边坡稳定分析中的应用

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维普资讯
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四川水利
・９・
有限元法和极限平衡法在深基坑边坡稳定分析中的应用
赖永刚。江达何（四川大学水利水电学院，成都，１０５６０６）
【摘要】在深厚覆盖层地区兴建水利水电工程，存在深基坑边坡稳定性等关键性技术问题。如何科学地予以分析
１概述
维普资讯
・
１。０
赖永刚何江达：限元法和极限平衡法在深基坑边坡稳定分析中的应用有
。
２０．．０７Ｎｏ５
式中，｛｝为应变列阵；Ｄ］［为几何矩阵，与形函数有关，反映了单元应变与节点位移之间的几何关系，由弹性力学的几何方程导出；｛｝可为位移列阵。（）３物理方程——弹性本构关系由物理方程，可将单元的应力——应变关系写为：｛｝＝［］｝ｃ｛（）３式中，｝｛为应力列阵；ｃ为本构矩阵，［］取决于介质的杨氏模量Ｅ和？松比ｔ；｛｝自ｘ为应变
列阵。（）４求解基本步骤
式中，＝ｃ口＋，孔。ｉ！ｓ
兰
。
在极限平衡时，条块对圆心的力矩之和为各０此时条问力的作用将相互抵消。因此，：，得
∑
一 ∑ ＋∑Ｑｉ０ｆ＝ｅ
（）６
将以上几式联解，且ｉ＝Ｒｉ得到计算ｓａ，ｎ抗滑安全系数的公式如下：

不同边坡稳定分析软件的实例计算比较

不同边坡稳定分析软件的实例计算比较高同玉;雷刚;施铁军【摘要】基于极限平衡理论和有限元强度折减理论,选取某一土质边坡实例为研究对象,分别采用理正边坡稳定分析软件、WinStabl软件、Plaxis软件和ANSYS软件对其进行稳定性分析,得到了相关的分析结果,并对结果进行比较,得出了各软件的应用效果.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2010(036)030【总页数】2页(P109-110)【关键词】边坡稳定;Plaxis;ANSYS【作者】高同玉;雷刚;施铁军【作者单位】中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦,124010;中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦,124010;中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦,124010【正文语种】中文【中图分类】TU4710 引言边坡失稳是生态环境和工程建设中经常遇到的广泛且严重的地质灾害之一,给人民的生命财产和经济建设带来了巨大的损失。

如何保证边坡的稳定性对于防灾减灾和工程建设的安全具有重要的现实意义。

目前对于边坡稳定性的分析,针对土质边坡和岩质边坡有不同的分析方法。

限于篇幅,本文主要探讨土质边坡的稳定计算问题。

目前对于土质边坡的定量稳定分析有较多的分析软件和分析方法,本文选取理正边坡稳定分析软件、WinStabl软件、Plaxis软件及ANSYS软件对同一边坡进行分析,计算理论主要基于极限平衡理论和有限元强度折减理论。

1 相关理论和软件概述理正边坡稳定分析软件和WinStabl软件对于边坡稳定的计算主要基于传统的极限平衡理论,Plaxis和ANSYS有限元软件,在进行边坡稳定分析时,主要是采用强度折减法计算稳定系数。

极限平衡方法[1]又称条分法,是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩,然后按下式求土坡的稳定安全系数Fs,Fs=根据对条间力假定的不同,分别有不同的方法,如假定条间力的大小与方向的毕肖普法(Bishop法)和瑞典条分法(Fellenius条分法);假定条间力的作用方向的不平衡推力传递法;假定条间力的作用点位置的简布法(Janbu法)等。

边坡稳定分析的极限平衡有限元法

边坡稳定分析的极限平衡有限元法作者：***来源：《西部交通科技》2021年第01期摘要：极限平衡软件SLOPE/W和有限元程序PLAXE是目前岩土工程中常用的两种软件程序。

采用极限平衡法进行边坡分析时，需要将地面划分为若干垂直层面，并使用静态平衡方程计算各层面的安全系数（FOS）和应力，而有限元法则需要输入土的性质和单元的弹塑性参数。

文章比较了有限元法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用，讨论了各种方法的适用性和局限性，并评估了边坡稳定性分析模型输出的实用性，可为边坡稳定性评估提供可靠依据。

关键词：有限元法;极限平衡;边坡稳定性中图分类号：U416.1+4文献标识码：ADOI：10.13282/ki.wccst.2021.01.022文章編号：1673-4874（2021）01-0078-030引言随着对基础设施和自然资源需求的不断扩大，对工程开挖和道路建设的要求也越来越高。

在工程建设过程中，山体滑坡和地震等自然灾害是岩土工程师和地质学家面临的重要问题。

边坡的稳定性是施工前、施工中、施工后各利益相关者共同关心的重要问题，如果要改变边坡稳定技术，安全系数（FOS）的微小差异可能导致施工成本的巨大差异。

这一点很重要，因为目前还没有明确的证据表明，哪种方法能产生最可接受的结果[1-3]。

与基础设施有关的土质边坡失稳是一个持续存在的问题，因为边坡破坏危及公共安全并导致昂贵的修复工作。

近几十年来，人们开发了一系列功能强大的边坡稳定分析设计软件包。

这些程序包括边坡稳定分析的极限平衡法和有限元法。

极限平衡法有许多局限性和不一致性，但被认为是最常用的方法。

随着技术进步，有限元程序简化了边坡稳定性分析。

SLOPE/W和PLAXIS是目前岩土工程师使用的两种常用软件程序。

SLOPE/W和PLAXIS分别用于极限平衡法和有限元法，每一个程序都被用来确定边坡的安全系数及其随后的设计要求。

根据所需的信息，分析和比较每个程序的结果将有助于确定哪个程序更准确。