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第1章 土工结构稳定分析的有限元极限平衡方法1

1.1 安全系数定义1

1.1.1 土体沿滑动面的极限平衡状态1

1.1.2 滑动面上土体达到极限平衡的充分必要条件2

1.1.3 土体滑动稳定安全系数的定义4

1.1.4 关于安全系数的讨论5

1.2 最危险滑动面的搜索6

1.2.1 稳定分析问题的数学表述7

1.2.2 安全系数计算8

1.2.3 最危险滑动面搜索14

参考文献17

第2章 数值计算程序及说明18

2.1 STABFEM2D源程序18

2.1.1 主程序18

2.1.2 子程序组成及功能20

2.1.3 数据输入子程序20

2.1.4 初始滑面生成子程序22

2.1.5 全局最危险滑面搜索子程序24

2.1.6 局部最危险滑面搜索子程序31

2.1.7 安全系数计算子程序32

2.1.8 应力求解子程序36

2.2 输入数据说明39

2.2.1 坐标系及滑动方向39

2.2.2 坡体轮廓线及材料分区40

2.2.3 滑入、滑出点40

2.2.4 形成初始滑动面40

2.2.5 局部最危险滑动面优化参数42

2.2.6 土体材料强度参数43

2.2.7 有限元单元、节点信息43

2.2.8 应力信息44

2.3 算例44

第3章 一般边坡的稳定分析47

3.1 均质边坡的稳定分析47

3.1.1 自重作用边坡的稳定分析47

3.1.2 稳定渗流作用下的边坡稳定分析50

3.1.3 考虑地震影响的有限元极限平衡分析52

3.2 非均质边坡的稳定分析54

3.3 存在软弱夹层边坡的稳定分析56

3.3.1 固定滑动面56

3.3.2 任意滑动面58

3.4 基础软弱层边坡的稳定分析61

3.5 开挖和填筑边坡的稳定分析65

3.5.1 计算结果66

3.5.2 影响填筑和开挖边坡稳定性的因素69

3.6 极限承载力验算分析71

3.6.1 极限承载力与最小安全系数73

3.6.2 最危险滑动面比较分析74

3.7 工程实例76

3.7.1 工程概况76

3.7.2 稳定分析参数及计算方案77

3.7.3 计算结果及分析77

参考文献78

第4章 支挡结构的稳定性分析80

4.1 土钉加固边坡的稳定分析80

4.1.1 土钉支护的基坑边坡80

4.1.2 土钉加固基坑边坡的有限元应力应变分析81

4.1.3 土钉支护基坑边坡的稳定分析82

4.1.4 有限元极限平衡法在普通土钉支护边坡设计中的应用92

4.1.5 有限元极限平衡法在复合土钉支护边坡中的应用98

4.2 抗滑桩加固边坡的稳定分析105

4.2.1 典型算例106

4.2.2 有限元极限平衡法应用于加固边坡桩体设计112

4.2.3 土体物理力学参数对加固边坡稳定性的影响119

4.3 重力式挡土结构的稳定分析119

4.3.1 有限元极限平衡法用于重力式挡土结构的稳定分析120

4.3.2 应用有限元极限平衡法讨论影响挡土墙抗滑稳定性因素130

参考文献136

第5章 基于随机地震反应分析的边坡稳定评价138

5.1 地震响应随机分析方法简述138

5.1.1 随机振动理论138

5.1.2 土体非线性随机地震反应分析142

5.1.3 土坝二维随机地震反应分析147

5.2 随机地震动力响应下边坡稳定分析的有限元方法148

5.3 动力稳定分析结果及与振动台模型试验的对比150

5.3.1 引用的模型试验结果150

5.3.2 动力稳定分析结果152

5.4 高土石坝地震动力稳定性分析153

5.4.1 土石坝的几何尺寸、材料参数及输入工况153

5.4.2 土石坝随机地震反应及其稳定性分析154

参考文献158

第6章 三维有限元极限平衡法159

6.1 三维有限元极限平衡法的安全系数定义159

6.1.1 空间主滑方向159

6.1.2 空间滑面抗剪强度与剪应力161

6.2 滑动面搜索164

6.2.1 初始滑面模拟策略166

6.2.2 初始最危险滑面搜索算法167

6.2.3 模式搜索算法——Hooke-Jeeves算法170

6.3 算例验证与对比分析173

6.3.1 固定滑面173

6.3.2 非固定滑面187

参考文献196

附录一198

附录二200