加筋砂土边坡渐进性变形破坏的数值分析_曹延波.pdf

第29卷增2岩石力学与工程学报Vol.29Supp.2
2010年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2010

加筋砂土边坡渐进性变形破坏的数值分析

曹延波1，2，彭芳乐1，2，小竹望3，龙冈文夫4

(1.同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；

3.日本东洋建设株式会社土木设计部，日本东京152–8552；4.东京理科大学土木工程系，日本千叶278–8510)

摘要：利用非线性弹塑性有限元方法对加筋砂土边坡的模型试验从加载开始到破坏的全过程进行数值分析，并与
无加筋砂土边坡的状况进行比较。为研究边坡的面板效应，对带面板的加筋砂土边坡的变形破坏进行弹塑性有限
元分析。在有限元分析中，砂土的本构关系选用应变硬化软化弹塑性模型，该模型可以考虑砂土的应变局部化、
强度的各向异性以及应力水平相关等特性。结果表明，建议的非线性弹塑性有限元分析可以较好地模拟加筋砂土
边坡的局部应力–应变分布以及剪切带发生、发展状况，有助于定量化地把握加筋砂土边坡的渐进性变形破坏特
点以及加筋条带的加固机制和边坡的面板效应。
关键词：土力学；加筋砂土边坡；有限元方法；渐进性变形破坏；加固机制；面板效应
中图分类号：TU441文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)增2–3905–11

NUMERICALANALYSISOFPROGRESSIVEDEFORMATIONAND
FAILUREOFREINFORCEDSANDSLOPES

CAOYanbo1，2，PENGFangle1，2，NozomuKOTAKE3，FumioTATSUOKA4
(1.DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2.KeyLaboratoryofMinistryof
EducationforGeotechnicalandUndergroundEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；3.CivilDesignDivision，
ToyoConstructionCo.，Ltd.，Tokyo152–8552，Japan；4.DepartmentofCivilEngineering，TokyoUniversityofScience，
Chiba278–8510，Japan)

Abstract：Theresultsfromthelaboratorymodeltestonreinforcedsandslopeweresimulatednumericallybythe
nonlinearelastoplasticfiniteelementmethod(FEM)consideringthestrainlocalization；andtheywerecompared
withtheresultsfromtheunreinforcedsandslope.Then，theelastoplasticfiniteelementanalysisofareinforced
sandslopewithfacingplateswasalsoperformednumericallytounderstandtheeffectoffacingbyaddingthe
facingplatesintothefiniteelementmodelforreinforcedsandslope.Inthefiniteelementanalysis，strain
localization(orshearbanding)，strain-hardening，strain-softening，strengthanisotropyandpressuredependency
wereconsideredforsandysoil.Itwasfoundthatthepresentedfiniteelementanalysiscouldproperlysimulatethe
localstress-straindistributionanddevelopmentofshearbandswithintheslopes，whichcouldbetterunderstandthe
progressivefailurecharacteristicsofreinforcedsandslopes，reinforcingmechanismofstripsandthefacingeffect.
Keywords：soilmechanic