PLAXIS强度折减法求安全系数，介面元素如何计算? [复制链接]

手册有提到对土体是用安全系数折减，如果在模型中有考虑到介面元素
程序中是如何计算?会不会没有折减呢?

这点在手册里面好像没有提到

不能用你看看下面提示的 你设置的最大步数已经达到了就终止了

理论上来说，强度折减法算出来的和传统的安全系数的定义是不一样的东西。当模型当中的材料强度被折减之后，你所拿到的模型已经和你实际要解决的问题的最初模型完全不一样了。在我的有限的理解当中，我认为PLAXIS提出的这种算法是不合适的。算安全系数，我倾向于使用极限平衡法。

這點我有點不太認同，很多研究論文都作過極限平衡法和有限元素法的比較，對於簡單地形邊坡所得到安全系數誤差不大。對於複雜地形及地層之邊坡，有限元素法更能以塑性區貫穿來得到潛在破壞面，而此潛在破壞面可能不是圓弧形。這是一般切片法沒有辦法得到的結果。
另外，您說的應是切片法的極限平衡法。其實也有學者發展出有限元的極限平衡法，兩者是不同的。

MIDAS GTS可以作有限元的極限平衡法破壞面搜尋。
強度折減法得到的破壞面是應力平衡的結果，並非破壞面搜尋的結果，結果可能更符合實際破壞面位置。

尤其是3D邊坡部分，如何得到破壞面位置和滑動方向，可以參考看看這篇!
http://www.yantubbs.com/read.php?tid=148748

What I focus on is the _definition_ of Factor of Safety. Traditionally, the factor of safety is defined as the stabilising forces divided by the disturbing forces. The strengths for the soils in a problem are not factored down.

In any strength reduction method, strengths have to be reduced to fail the model. The factor of safety in this kind of method is defined by the strength before reduction divided by the reduced strength when the model fails. Now, once you artificially reduce the strengths of any material in a model, the model is no longer what you initially built.

True, you may have some FoS numbers which are quite close to the traditional method. But you really have to ask yourself whether you are getting the close answer for the right reason. In other words, you just get a number, which happens to be close. That's all.

極限平衡法的問題是在你如何得出一個安全係數是最臨界的? 他是假設一個滑動面在那裏，再進行計算。有可能存在一個滑動面比你算的小只是因為你沒有去搜尋到，我強調這是切片法極限平衡法的缺點。
有限元素法強度折減法出來的塑性區破壞面是應力平衡後結果，這是有限元素法的好處。

一個是用土體強度折減到多少來定義破壞，一個是用滑動面上發揮的剪力和抗剪力來定義破壞，其實也是各有方便之處。最後終歸都是為了人為想要知道一個概念性的"安全係數"而已!也因此有學者提出可靠度分析來獲取安全係數。



而三維邊坡穩定分析，極限平衡法就更有缺點了!搜尋得不夠仔細得到的破壞面都不具代表性，破壞面是怎樣的搜尋模式更顯重要!

最近在使用Slope/W计算边坡稳定的问题，没有发现搜寻破坏面是多么困难的一件事情。如果您使用过的话，我相信您会同意我的观点，除非您是使用手算。

我的核心观点是，当我有一个问题边坡，比如说三层土（从地表向下：沙土、软土、硬的风化土），这三层土的强度分别为A/B/C。当您在模型中把这三层土的强度逐渐降低到A/1.5, B/1.5, C/1.5的时候，您的模型已经和实际的边坡没有任何关系！您的数值模型对应的是另外一个实际问题。

而且，在进行强度折减的时候，如果有多层土，您觉得施加同一个折减系数合理么？特别是对于深层的土层？

恕我孤陋寡闻，边坡的问题，个人觉得简化成二维来计算没有什么特别大的问题。如果您觉得不统一的话，不妨给我举个例子？

有限元素的強度折減法確實是折減後的應力和原邊坡應力不同，但它的目的僅是求取人為定義的安全係數之用。
既然是人為定義的安全係數，不同方法有不同的定義方式，強度折減法的理論定義是拿強度折減比來看安全係數，看在該折減比下，是否塑性區可完全貫穿成破壞面而決定破壞面位置，從此定義之下，應該不難了解是否應該對多層土施加同一折減係數。

極限平衡法確實簡單容易，但是不可諱言的是無法得到應變及位移!
如果只是單純想知道安全係數，我認同用極限平衡法方便快速，但是如果想探討滑動行為，宜使用有限元素法，更可清楚了解。尤其是三維邊坡，為何實際破壞面是那樣，其實可以更進一步驗證。

個人純粹分享極限平衡法及有限元素法之差異，有限元素這塊確實發表邊坡穩定分析的研究並不是很多，個人十年前也曾發展推導三維極限平衡法之應用並與指導教授發表於ASCE期刊上，近來對極限平衡法所能發輝的限制在哪?以及是否可以有限元素法補其不足之處有些感想而已。

二維的極限平衡法，破壞面搜尋難度不高，那三維呢? 是橢球面?二次曲線面?對數螺線?切多深都是自動化搜尋的問題!
二維確實可以簡化問題，但是高度複雜地形，三維穩定性可能滑動方向在哪?最弱位置在哪裡需要加強?尤其對於基地不對稱開挖在三維邊坡中，就不是二維簡化可以說得清楚的了。

One very basic assumption of finite element method is that the medium is continuous. By the time you ask FEM to compute failure surface for certain physical problems, the continuity is almost not there, thus deviating from its founding assumption. This is the fundamental reason why I do not favor any analysis of slope stability problem using FEM. The other reason is the definition of Factor of Safety. I think up to now, you agree that the factors of safety  from the two methods (FEM/Limit Equilibrium Method) are in fact distinctly different. So for the sake of definition, it's not vigorous to call whatever you get from FEM factor of safety. Maybe I am a purist. But anyway, the essential messages have been clearly laid on the table.

I must admit I have limited exposure to slope stability problems which you are an expert in. So your view on the 3D slope stability problems certainly carries more weight than mine.

Thank you for the discussion which I find very helpful!

最近一月份有出了一本書 http://book.360buy.com/10487868.html
　《土工结构稳定分析：有限元极限平衡法及其应用》（邵龙潭、李红军编写）
我在台灣比較少人搞高深的邊坡穩定分析，你們這裡很有希望可以把有限元方法弄出一些成果。
安全係數定義各種方法有利有弊，其實可以透過很多實例對照來驗證，不過那是研究及學術領域的事情了!過去少用有限元法是因為電腦效率問題，其實現在漸漸不太是問題了。可以透過有限元的計算作一些大量實例驗證來作一些突破!是我比較想樂見的事。
ccytss兄，很高興與您交流!
回到正題，到底Plaxis中是否界面元素(interface)在強度折減法中是否有折減到強度，好像手冊都沒說個清楚阿?

My understanding is that the strength/stiffness of the interface elements is linked to the surrounding soils through a strength/stiffness reduction factor. So assuming PLAXIS people have done a neat job, the strength/stiffness of the interface elements should be reduced as well.

You may send this query to PLAXIS HQ for clarification. In fact, it has launched a Knowledge Base and this query should be a perfect candidate.