基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的強(qiáng)度折減法研究及程序?qū)崿F(xiàn).pdf

1、有限元強(qiáng)度折減法是巖土體穩(wěn)定分析的重要方法之一，基于線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的強(qiáng)度折減法已較為成熟，但基于非線(xiàn)性強(qiáng)度準(zhǔn)則（如Hoek-Brown準(zhǔn)則，非線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則）的強(qiáng)度折減法還在發(fā)展和完善過(guò)程中。本文以Hoek-Brown準(zhǔn)則和非線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則作為研究對(duì)象，并對(duì)可能適用于各種非線(xiàn)性強(qiáng)度準(zhǔn)則的廣義強(qiáng)折減法進(jìn)行初步探討，具體研究工作為:
　　(1)對(duì)線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則在正

2、應(yīng)力σ-剪應(yīng)力τ空間，p-q空間以及主應(yīng)力空間內(nèi)的表達(dá)形式，應(yīng)力不變量表達(dá)形式以及基于Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的基本彈塑性理論公式進(jìn)行歸納和總結(jié)。
　　(2)對(duì)Hoek-Brown準(zhǔn)則和非線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則在正應(yīng)力σ-剪應(yīng)力τ空間及其主應(yīng)力空間內(nèi)的表達(dá)形式進(jìn)行歸納。
　　(3)選取三個(gè)經(jīng)典的土質(zhì)邊坡算例，采用基于線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的常規(guī)強(qiáng)度折減法對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，通過(guò)與不同的穩(wěn)定性分析方對(duì)比

3、法驗(yàn)證所編制程序計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　本課題研究所取得的成果歸納如下:
　　(1)推導(dǎo)出Hoek-Brown準(zhǔn)則和非線(xiàn)性Mohr-Coulomb準(zhǔn)則在p-q空間的應(yīng)力不變量表達(dá)形式以及基于上述兩個(gè)準(zhǔn)則的基本彈塑性理論公式。對(duì)現(xiàn)有Hoek-Brown準(zhǔn)則強(qiáng)度折減方法進(jìn)行綜述。
　　(2)基于Python的Matplotlib程序庫(kù)開(kāi)發(fā)Geomaterial model visualizer（版本1.0）可視化界面，通過(guò)該界

4、面，可以全方位觀察Hoek-Brown等強(qiáng)度準(zhǔn)則或屈服函數(shù)在主應(yīng)力空間內(nèi)的形態(tài)。該界面可用于巖土體強(qiáng)度準(zhǔn)則的教學(xué)和科研。
　　(3)基于Kumar等提出的Hoek-Brown準(zhǔn)則在正應(yīng)力σ-剪應(yīng)力τ空間內(nèi)的表達(dá)式，推導(dǎo)出一種基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的強(qiáng)度折減法，這里稱(chēng)之為σci和mb等比折減方法。
　　(4)通過(guò)有限元編程實(shí)現(xiàn)σci和mb等比折減方法;作為驗(yàn)證方案，與中南大學(xué)林杭提出的mb和s折減法進(jìn)行對(duì)比。對(duì)兩個(gè)均質(zhì)邊