矿冶工程

作者：余小军, 秦傲韩, 范佳志, 杨鹰, 杨峰, 赵炼恒

单位：1.伊春鹿鸣矿业有限公司, 黑龙江 伊春 152500;2.中南大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410075

关键词：边坡稳定性,网格划分,三角网,三角形单元,上限有限元,滑动面,耗散能密度,速度间断线

基金：湖南省杰出青年基金(2021JJ10063)；伊春鹿鸣矿业有限公司科技项目[LM(2022)-F-045]；中南大学中央高校基本科研业务费专项资金(2024ZZTS0752)

针对上限有限元法中三节点三角形单元在边坡稳定性分析时存在的体积锁定问题，从速度间断线与同处共轭三角形单元的力学等效效应出发，提出一种含弱速度间断线特性的六方向三角网(P6)，并配合六节点三角形(T6)单元上限有限元法对边坡稳定性进行分析。结果表明: P6联合T6单元获得的边坡潜在滑动面清晰明确，耗散能密度平滑过渡，且随着网格密度增大，弱速度间断线效应加强，边坡稳定性系数Ns上限解精度提升；考虑内摩擦角及边坡坡度等综合因素的影响，P6对应的Ns上限解均优于三方向三角网及Delaunay三角网。基于P6上限有限元法在单次计算框架内形成的均匀网格计算效果良好，有利于强度折减上限分析等批处理运算方式，亦可结合网格自适应扩展其应用范围。

来源：2025年第3期

《矿冶工程》期刊编辑部

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