基本介紹
- 中文名：抗剪強度折減有限元法
- 外文名：Strength Reduction Finite Element Method
- 類型：折減有限元法
- 意義：用於邊坡穩定性分析中
簡介,算法,
簡介
1975年，Zienkiewicz等首次在土工彈塑性有限元數值分析中提出了抗剪強度折減係數的概念。抗剪強度折減係數定義為：在外荷載保持不變的情況下，邊坡坡體所發揮的最大抗剪下強度與外荷載在邊坡內所產生的實際剪應力之比。當假定邊坡內所有坡體抗剪強度的發揮程度相同時，這種抗剪強度折減係數定義為邊坡的整體穩定係數。
強度折減係數概念能夠將強度儲備安全係數與邊坡的整體穩定係數統一起來，而且在有限元數值分析中無需事先確定滑動面形狀與位置，因此在實際中逐漸得到廣泛套用。有限元強度係數折減法的基本原理是將坡體強度參數（粘聚力和內摩擦角值）同時除以一個折減係數F，得到一組新的值，然後作為新的材料參數輸入，再進行試算，利用相應的穩定判斷準則，確定相應的F值為坡體的最小穩定安全係數，此時坡體達到極限狀態，發生剪下破壞，同時又可得到坡體的破壞滑動面。
算法
可以分為以下三步：
（1）、建立邊坡的有限元分析模型，賦予坡體各種材料採用不同的單元材料屬性，計算邊坡的初始應力場。初步分析重力作用下，邊坡的應力、應變和位移變化。
（2）、按一定的步長逐漸增加邊坡的安全係數（即土體抗剪強度的折減係數）F，將折減後的強度參數賦給計算模型，重新計算。
（3）、重複第（2）步，如前所述，不斷增加F的值，降低坡體的材料參數，直至計算不收斂，邊坡發生失穩破壞。則計算發散前一步的F值就是邊坡的安全係數。
對於邊坡本來就不穩定，第（1）步計算就不收斂的情況，在第（2）步和第（3）步計算時，安全係數應該逐漸減小，直至計算收斂，邊坡獲得穩定。
