基于强度折减法的稳定性分析

基于强度折减法的稳定性分析_石窟岩体结构稳定

    11.1.4　基于强度折减法的稳定性分析

    目前岩体稳定性的分析评价方法有很多种，如各种条分法、极限分析法、有限元、有限差分法等。传统的极限分析方法，必须事先知道滑动面的位置和形状，不能自动搜索滑动面和相应的稳定性系数，而且不能完整地考虑土体的应力应变关系。基于强度折减的数值模拟方法，不需事先假定滑动面的形状就能直接求得岩体的安全系数，并可由变形图表示出滑面的大致位置，而且它能利用现有的数值模拟分析软件。近年来这种方法受到了广泛的重视。

    强度折减理论最早由Matsui和San提出之后，国内外许多学者，如Ugai（1989）、Matsui和San（1992）、Griffiths和Lane（1999）、Dawson和Roth（1999）、郑宏、郑颖人和赵尚毅等都对其做了进一步的研究。

    强度折减系数法的基本原理是将岩体材料的强度参数粘聚力c和内摩擦角tanφ值通过同时除以一个折减系数R进行折减，从而得到一组新的粘聚力c′和内摩擦角tanφ′值，如式（11－42）所示，并将折减后的参数重新输入，进行试算，如此不断重复，当计算不收敛时，对应的R即为最小稳定安全系数，即F_s＝R。

    

    强度折减法的一个重要问题是破坏判决的确定。目前基于强度折减法的数值方法计算稳定性系数，并没有统一的标准。一般的，强度折减法分析岩体稳定性的判据有以下3种：①以数值计算不收敛作为判据；②以滑面上塑性区贯通作为判据；③以特征部位的位移产生突变作为判据。基于强度折减理论，用fish语言自编程序，以不平衡力发展是否收敛作为破坏判断依据。