抗剪强度折减有限元法

是抗剪强度折减法和有限元法的结合。常用于边坡稳定性分析中。

1975年，Zienkiewicz等首次在土工弹塑性有限元数值分析中提出了抗剪强度折减系数的概念。抗剪强度折减系数定义为：在外荷载保持不变的情况下，边坡坡体所发挥的最大抗剪切强度与外荷载在边坡内所产生的实际剪应力之比。当假定边坡内所有坡体抗剪强度的发挥程度相同时，这种抗剪强度折减系数定义为边坡的整体稳定系数。

强度折减系数概念能够将强度储备安全系数与边坡的整体稳定系数统一起来，而且在有限元数值分析中无需事先确定滑动面形状与位置，因此在实际中逐渐得到广泛应用。有限元强度系数折减法的基本原理是将坡体强度参数（粘聚力和内摩擦角值）同时除以一个折减系数F，得到一组新的值，然后作为新的材料参数输入，再进行试算，利用相应的稳定判断准则，确定相应的F值为坡体的最小稳定安全系数，此时坡体达到极限状态，发生剪切破坏，同时又可得到坡体的破坏滑动面。

强度折减有限元法的算法可以分为以下三步：

（1）、建立边坡的有限元分析模型，赋予坡体各种材料采用不同的单元材料属性，计算边坡的初始应力场。初步分析重力作用下，边坡的应力、应变和位移变化。

（2）、按一定的步长逐渐增加边坡的安全系数（即土体抗剪强度的折减系数）F，将折减后的强度参数赋给计算模型，重新计算。

（3）、重复第（2）步，如前所述，不断增加F的值，降低坡体的材料参数，直至计算不收敛，边坡发生失稳破坏。则计算发散前一步的F值就是边坡的安全系数。

对于边坡本来就不稳定，第（1）步计算就不收敛的情况，在第（2）步和第（3）步计算时，安全系数应该逐渐减小，直至计算收敛，边坡获得稳定。