耦合强度各向异性与应变软化的边坡稳定有限元分析

在边坡稳定有限元分析中耦合了土体强度各向异性和应变软化两种特性,并考虑在Cosserat连续体理论下的Drucker-Prager本构模型中。通过对有限元软件ABAQUS的二次开发进行了数值实现,进而基于重度增加法进行了边坡稳定分析。利用微结构张量联合应力不变量的方法考虑了黏聚力各向异性,并与常用于边坡稳定分析中经典的Casagrande各向异性方法对比,在理论和数值上证明了所采用的各向异性方法更加合理。通过模拟相关算例,发现强度各向异性和应变软化对边坡超载安全系数影响较大,当坡度较缓时,这种影响会更加剧烈。对比发现,经典连续体下的有限元分析在考虑这两种特性耦合时很难通过计算得到可靠的超载安全系数,并且存在明显的网格依赖性缺陷,而在Cosserat连续体下的有限元分析能够有效克服这些问题,并且得到合理的计算结果。