两级均质土坡位移场对边坡形态的敏感度分析.pdfVIP

第37卷第 6期 人 民 黄 河 Vo1．37．No．6 2015年6月 YELLOW RIVER Jun．，20l5 【工程建设管理 】 两级均质土坡位移场对边坡形态的敏感度分析 张宏伟 ，张 敏。 (1．重庆交通大学 国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074；2．黄河科技学院，河南郑州450000) 摘 要：运用Abaqus有限元软件求解边坡位移场对边坡形态敏感度的方法，求解分析了两级阶梯型均质土坡在坡顶受 40kPa均布荷栽作用下，土坡位移场对一、二级边坡坡度变化与平 台高度 、宽度变化敏感度的分布规律 。结果表明：两级 阶梯型均质土坡水平位移场与竖向位移场对二级边坡坡度最敏感位置分别位于二级边坡潜在滑移体下部与边坡坡顶后 方附近；对一级边坡坡度较敏感位置分别位于边坡平 台后方附近、一级边坡潜在滑坡体下部与一级边坡潜在滑移体顶 部、边坡坡顶后方；对边坡平台高度较敏感位置分别位于一、二级边坡潜在滑移体下部与边坡平台下方、一级边坡坡面附 近；对边坡平台宽度较敏感位置分别位于二级边坡潜在滑移体下部与边坡坡肩附近。归一化敏感度显示在 4个边坡形 态因素中，边坡平台高度对边坡位移场影响最大，一级边坡坡度对其影响最小。 关 键 词：均质土坡；位移场；边坡形态；敏感度；Abaqus有限元软件 中图分类号：TV39；TV861 文献标志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1000．1379．2015．06．035 在岩土工程 中，采用单变量敏感度分析方法与正 1 边坡位移场对边坡形态敏感度分析的原理 交试验方法计算边坡应力、安全系数等对边坡参数与 坡形敏感性的研究较多 j。单变量敏感度分析是改 通过边坡各节点在指定方向上的微小改变(设计 参数)，求解出边坡位移场 (设计响应)关于边坡形态 变某一参数而固定其余参数，找到各参数与设计响应 变化的敏感度。边坡位移场 ，对边坡形态变化的敏 之间的关系 J。当参数较多时计算量很大、多个参数 感度计算见式(1)： 的改变如何组合很难确定_4J。正交试验方法利用计 d咖， a咖 ． a d ． a咖 dH ，，、 算参数组合方案设计响应的极差，判定各参数水平对 一 dhp + ‘ +～OA u’ ¨ ) u 设计响应的敏感度 ]。袁继国等 通过单变量敏感 式中：Au 为节点Ⅳ的边坡摄动位移；，为边坡位移 度定性分析了结构面参数选取对安全系数的影响。韩 场 ，可表示为咖= ，( (h)，Au (h)，h)，r=1一 ， 现民等[采用正交试验方法建立不 同的有限元模型， R为边坡位移场的数 目；h。为设计参数，即边坡形态， 得出有关边坡稳定性主要指标对矿房结构参数敏感程 P=1～P，P为设计参数的数 目；OZ为一组状态变量， 度。当设计响应为位移场与应力场等矢量时，很难用 包括张量(如应力张量)和标量 (如等效塑性应变等)。 Abaqus软件计算时，通过指定边坡各节点摄动的 这两种方法进行处理，不能得到设计响应的分布规律。 方向与大小识别边坡形态的变化，然后利用式 (1)求 陈龙珠等_8提出了分段线性迭代方法分析结构动力