ارائه یک روش جدید برای تعیین ضریب اطمینان پایداری بر مبنای کاهش مقاومت با استفاده از حل دینامیکی صریح به روش اجزاء محدود در نرم افزار ABAQUS

بررسی پایداری شیب ها، شیروانی ها و گودها عموما با استفاده از تحلیل تعادل حدی (LEM) به روش های مختلف از جمله روش Bishop، Spencer، Morgenstern-Price و ... انجام می شود. در این روش ها، توسعه تدریجی گسیختگی، رابطه تنش – کرنش و رفتار مصالح قبل از وقوع شرایط گسیختگی در نظر گرفته نمی شود. از طرف دیگر روش های دیگر برای تعیین ضریب اطمینان پایداری بر مبنای حل ضمنی به روش اجزاء محدود وجود دارد که در نرم افزارهایی مانند Plaxis مورد استفاده قرار می گیرند. مطالعات پارامتریک نشان می دهد که نتایج این روش در مورد شیب های با زاویه تند و گودها عموما فاصله قابل توجهی با مقادیر بدست آمده از روش های تحلیلی دارد. به منظور رفع نواقص مربوط به هر کدام از این دو روش، در مطالعه حاضر، به ارائه یک روش جدید بر مبنای کاهش مقاومت با استفاده از تحلیل دینامیکی صریح به روش اجزاء محدود پرداخته شده است. در روش پیشنهاد شده، شروع ناپایداری بر اساس افزایش ناگهانی انرژی جنبشی کل سیستم تعیین شده است. بعبارت دیگر در صورتی که سیستم پایدار باشد، انرژی جنبشی کل سیستم در مقایسه با انرژی کل سیستم مقدار کوچکی بوده و مقدار آن در گذشت زمان کاهش می یابد. در صورتی که سیستم شروع به ناپایداری کند، سرعت هر کدام از المان ها افزایش یافته و مقدار انرژی جنبشی کل سیستم به ناگاه افزایش می یابد. مقایسه نتایج مربوط به ضریب اطمینان پایداری بدست آمده از روش ارائه شده در مطالعات حاضر (FEM/E)، با مقادیر بدست آمده از تحلیل تعادل حدی به روش Morgenstern-Price (LEM) و مقادیر بدست آمده از مدل سازی عددی به روش حل ضمنی اجزاء محدود در نرم افزار Plaxis (FEM/I) نشان می دهد که در محدوده مورد مطالعه، تطابق نتایج بدست آمده از روش ارائه شده در مطالعه حاضر، با بررسی ضریب اطمینان پایداری در شرایط هندسی مختلف، مشاهده شد که روش پیشنهادی تطابق خوبی با نتایج بدست آمده از روش LEM و FEM/I دارد و در مورد شیب های با زاویه تند و گودها نیز نتایج بدست آمده از روش ارائه شده، به مقادیر بدست آمده از روش LEM بسیار نزدیک تر است.

Keywords:

ضریب اطمینان پایداری , کاهش مقاومت , حل دینامیکی صریح , روش اجزاء محدود , انرژی جنبشی