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Flac3D软件处理低黏聚力粘性土高边坡计算中的不足

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     这其实算是一个偶然的发现,开始只是觉得极限平衡法做完后定了项目方案和计算书后还需要美化PPT汇报材料,所以采用flac3d进行计算,但在计算中发现,低黏聚力的高边坡在flac3d中经过10多次调试仍只会做整体式破坏。这个属于个人的一些使用中的发现,我一直在不停的调试,因为我认为一个如此成熟应用广泛的软件不可能有什么大问题,肯定是我自己的问题,但我至今仍没有破解,所以今天和大家讨论一下,首先先放模型和参数,碎石土高边坡,松散到密实都有,在此说一下,大家无需关注弹性模量和泊松比,它不会影响它的最大剪应变增量区。

       其实大家可以看出来,一级坡最陡1:1,二级坡1:1。25,三级坡1:1.5,结合抗剪强度,可以宏观判断最不利滑动面位于第一级边坡中,采用geo5进行计算得到的结果也是符合我们的定性判断,天然稳定系数为1.340。

      那么我们将此模型细化网格后生成假三维模型导入flac3d中大家请看结果,首先再次重审,初始地应力、剪胀角等我都进行了不停的调试,结果都差不多,这说明就是flac3d可能内置算法与极限平衡法不同,结果为1.68,滑动面为一二级边坡整体贯通滑动,虽然显示位移最大处仍为一级坡,但这个稳定系数下的滑动面导入geo5后计算结果基本相同,这说明flac3d默认这个滑动面就是最不稳定的(计算模型网格足够细,四面体六面体都试了大家不用纠结网格形状)。

那么,我们就需要其他软件的介入了,首先先是用slide再次验证极限平衡法的正确性,答案是几乎一样,所以可以肯定的是极限平衡法下的边坡稳定系数就是1.34左右,最不利滑动面就是一级坡!

      那么利用slide模型导入phase2中我们看有限元的计算结果(这两个软件可以联动,所以可以直接导入计算),结果是1.31,也是接近,滑动面也相差不大。

        这个时候我还没有放弃,我又算了好几次flac3d,也尝试不同尺寸网格,但是都是无功而返,再次只能求救极限分析法,看看这个上下限结果如何,结果计算结果仍是让人服气,上限1.44,下限1.172,真实稳定系数就在上下限平均数左右,大家一算肯定也知道,还是1.34没跑了。

       种种迹象表明,可能是flac3d的内置算法问题,我将一级坡的平台宽度加大,得出来的计算结果和1.34相差不算太大;我又将黏聚力设置为0,其他不变,计算结果是一级坡整体滑动。这样就可以推断出一个结论,flac3d默认粘性土产生整体滑动是因为平台宽度不足,当黏聚力为0时,一级坡的滑动面剪入口就在平台1.8m左右,所以当黏聚力不为0的时候一般都是粘性土的较深层滑动,发生浅层溜达的几率比较小,这是我目前能说服我的唯一解释,但是我还是站1.34,毕竟极限平衡法的应用史在那,有限元和拉格朗日元都是强度折减法,原理都一样,我采用二分法不甘心又自编程序算了一遍,结果还是令我心碎,也许现实确实是粘性土一级坡不会发生部分滑动,即使发生了也是牵引上部一起滑动,但目前来看,不得不承认flac3d更贴近一款科研软件了, 如果想进一步论证此问题,就应该剖析软件的内置了。

来源:博强路基路面设计
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首次发布时间:2022-11-21
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