PLAXIS强度折减法分析边坡稳定
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u2 u1
3.3 土质边坡稳定案例分析
cu2/cu1=0.6：
cu2/cu1=0.2：
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： 自开发程序： c /c =1.0： PLAXIS
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
3.3 土质边坡稳定案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
在结构工程中，安全系数通常定义为破坏荷载和工作荷载之比。不过，对 于土工结构来说，这样的定义不一定有效。事实上，一个纯摩擦土坡在土 自重增加的实验(离心机实验)中不会发生破坏。因此，对安全系数更恰当 定义是：
注意：
工序1： 自重应力场的产生（即与孔隙压力分 开产生）； * 需选择 “忽略不排水性能”，为什么？ * 需要在下一步(即工序2)选择 “重置位移为零”
H
[1] Griffiths DV, Lane PA. Slope stability analysis by finite elements. Géotechnique 1999; 49(3):387–403.
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
3.3 土质边坡稳定案例分析
计算的 FOS
软件或文献 Rocscience Inc. [1] PLAXIS计算结 果 （见文件） 自开发程序计算 结果
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
3.3 土质边坡稳定案例分析
计入曲线程序可观察计算的 FOS:
cu2/cu1 = 0.6 cu2/cu1 = 1.0
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
cu2/cu1= 0.2
0.62(T6) 0.59(Q8) 未成功
1.4006
0.6161
[1]. Rocscience Inc. Application of the Finite Element Method to Slope Stability. Toronto, 2002.
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
注意：
工序1： 自重应力场的产生（即与孔隙压力分 开产生）； * 需选择 “忽略不排水性能”，为什么？ * 需要在下一步(即工序2)选择 “重置位移为零” 工序2： phi/c 强度折减；
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： 自开发程序： c /c =1.0： PLAXIS
u2 u1
3.3 土质边坡稳定案例分析
cu2/cu1=0.6：
cu2/cu1=0.2：
思考： 为什么 cu2/cu1=0.2 时， Plaxis没 有结果？
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
FOS min f r
FOS max SRF
也就是：
式中，
即FOS是使系统维持平衡的 最大的SRF。
f c tan
Hale Waihona Puke r f SRF cr tan r
在PLAXIS中，SRF就是总乘子ΣMsf。
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
3.3 土质边坡稳定案例分析
计算的 FOS
软件或文献 Rocscience Inc. [1] PLAXIS计算结 果 （见文件） 自开发程序计算 结果
1.4812
cu2/cu1 = 1.0
1.45(T6) 1.47(Q8) 1.458 (T15)
cu2/cu1 = 0.6
1.35(T6) 1.35(Q8) 1.372 (T15)
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
3.3 土质边坡稳定案例分析
cu2/cu1= 0.2
原因：土的初始强度太低，不足以承受重力而破坏 (第一个工序计算失败)。
方法（1）：将“自重应力的计算”工序与“强度折减”工序合成一个工序。 方法（2）：将初始剪切强度乘个倍数，n=10, 计算后的 ΣMsf 在除以 n便可得到真是的FOS。
3.3 土质边坡稳定案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： cu2/cu1=1.0, cu2/cu1=0.6 和 cu2/cu1=0.2 [1].
2H 0.6H cu2 cu1 H Clay shear strength: u = 0, cu1 = 0.25H. 1.2H cu1 2 1 2 1 1.2H 0.4H 0.4H 1 1 0.6H 2H 2H
工序2： phi/c 强度折减；
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
3.3 土质边坡稳定案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： cu2/cu1=1.0, cu2/cu1=0.6 和 cu2/cu1=0.2.
1.4812
cu2/cu1 = 1.0
1.45(T6) 1.47(Q8) 1.458 (T15)
cu2/cu1 = 0.6
1.35(T6) 1.35(Q8) 1.372 (T15)
cu2/cu1= 0.2
0.62(T6) 0.59(Q8) 5.1/10
1.4006
0.6161
[1]. Rocscience Inc. Application of the Finite Element Method to Slope Stability. Toronto, 2002.
3.3 土质边坡稳定案例分析
cu2/cu1=0.6：
cu2/cu1=0.2：
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： 自开发程序： c /c =1.0： PLAXIS
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
3.3 土质边坡稳定案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
在结构工程中，安全系数通常定义为破坏荷载和工作荷载之比。不过，对 于土工结构来说，这样的定义不一定有效。事实上，一个纯摩擦土坡在土 自重增加的实验(离心机实验)中不会发生破坏。因此，对安全系数更恰当 定义是：
注意：
工序1： 自重应力场的产生（即与孔隙压力分 开产生）； * 需选择 “忽略不排水性能”，为什么？ * 需要在下一步(即工序2)选择 “重置位移为零”
H
[1] Griffiths DV, Lane PA. Slope stability analysis by finite elements. Géotechnique 1999; 49(3):387–403.
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
3.3 土质边坡稳定案例分析
计算的 FOS
软件或文献 Rocscience Inc. [1] PLAXIS计算结 果 （见文件） 自开发程序计算 结果
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
3.3 土质边坡稳定案例分析
计入曲线程序可观察计算的 FOS:
cu2/cu1 = 0.6 cu2/cu1 = 1.0
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
cu2/cu1= 0.2
0.62(T6) 0.59(Q8) 未成功
1.4006
0.6161
[1]. Rocscience Inc. Application of the Finite Element Method to Slope Stability. Toronto, 2002.
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
注意：
工序1： 自重应力场的产生（即与孔隙压力分 开产生）； * 需选择 “忽略不排水性能”，为什么？ * 需要在下一步(即工序2)选择 “重置位移为零” 工序2： phi/c 强度折减；
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： 自开发程序： c /c =1.0： PLAXIS
u2 u1
3.3 土质边坡稳定案例分析
cu2/cu1=0.6：
cu2/cu1=0.2：
思考： 为什么 cu2/cu1=0.2 时， Plaxis没 有结果？
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
FOS min f r
FOS max SRF
也就是：
式中，
即FOS是使系统维持平衡的 最大的SRF。
f c tan
Hale Waihona Puke r f SRF cr tan r
在PLAXIS中，SRF就是总乘子ΣMsf。
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
3.3 土质边坡稳定案例分析
计算的 FOS
软件或文献 Rocscience Inc. [1] PLAXIS计算结 果 （见文件） 自开发程序计算 结果
1.4812
cu2/cu1 = 1.0
1.45(T6) 1.47(Q8) 1.458 (T15)
cu2/cu1 = 0.6
1.35(T6) 1.35(Q8) 1.372 (T15)
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况：
3.3 土质边坡稳定案例分析
cu2/cu1= 0.2
原因：土的初始强度太低，不足以承受重力而破坏 (第一个工序计算失败)。
方法（1）：将“自重应力的计算”工序与“强度折减”工序合成一个工序。 方法（2）：将初始剪切强度乘个倍数，n=10, 计算后的 ΣMsf 在除以 n便可得到真是的FOS。
3.3 土质边坡稳定案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： cu2/cu1=1.0, cu2/cu1=0.6 和 cu2/cu1=0.2 [1].
2H 0.6H cu2 cu1 H Clay shear strength: u = 0, cu1 = 0.25H. 1.2H cu1 2 1 2 1 1.2H 0.4H 0.4H 1 1 0.6H 2H 2H
工序2： phi/c 强度折减；
第3讲： 土坡稳定及相关案例分析
3.3 土质边坡稳定案例分析
PLAXIS 边坡稳定分析例题 (1)：
土坡不排水剪切强度为 u= 0, cu1 = 0.25H, 薄弱夹层可分为三种情况： cu2/cu1=1.0, cu2/cu1=0.6 和 cu2/cu1=0.2.
1.4812
cu2/cu1 = 1.0
1.45(T6) 1.47(Q8) 1.458 (T15)
cu2/cu1 = 0.6
1.35(T6) 1.35(Q8) 1.372 (T15)
cu2/cu1= 0.2
0.62(T6) 0.59(Q8) 5.1/10
1.4006
0.6161
[1]. Rocscience Inc. Application of the Finite Element Method to Slope Stability. Toronto, 2002.