建筑工程中,桥基荷载作用下的边坡问题长期以来为建筑业、广大学者所关注,桥基荷载作用下的边坡稳定性计算与设计优化对于桥基工程,甚至是建筑施工的发展都起着巨大的作用。因此,对于桥基荷载作用下的边坡稳定性的分析意义重大。 一、桥基荷载作用下的边坡稳定性计算分析 (一)有限元法概述 有限元法是用有限个单元体所构成的离散化结构替代原来的连续体结构分析岩土体的应力和变形。一般材料本构关系和应变一关系位移可以分别表示为: {σ}=[D]{ε},{ε}=[B]{6} (1) 式中:{σ}为应力列向量,[D]为弹塑性系数矩阵,{ε}为应变列向量,[B]为应变矩阵;{δ}为位移列向量。 由虚位移原理可建立单元体的结点力与结点位移之间的关系,进而写出总体平衡方程: {R}=[K]{δ} (2) 式中:[K]为刚度矩阵;{R}为节点荷载列向量。 (1)、(2)是有限单元法的基本方程,岩土体的应力一应变非线性关系,反映到式中,就是[D]和[K]都不是常量,都随着应力或应变的变化而变化。利用有限元法,求得每一个计算单元的应力及变形后,便可根据材料的屈服强度指标确定破坏区的位置及破坏范围的扩展情况。 (二)计算方法 首先根据现场的工程地质调查确定分析对象的类型,并在几何模型的基础上,根据岸坡参数建立数值分析模型。结合“强度折减系数法”求出边坡在桥基荷载作用下的稳定性系数。强度折减系数法的基本原理是将士体参数c,西值同时除以一个折减系数F,得到一组新的c,值,然后作为新的材料参数进行试算,当边坡处于临界状态时,也即F再稍大一些,边坡将发生破坏,对应的F被称为边坡的稳定性系数,此时土体即将发生剪切破坏,即计算结果是指达到临界状态时的折减系数F。 C&...
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