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《吉林大学》 2013年
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改进的斜坡三维极限平衡法研究及应用

王科  
【摘要】:我国是一个滑坡灾害频发的国家,滑坡灾害给建筑设施、水利工程、铁路工程、公路等带来严重损失。建立在Mohr-Coulomb屈服准则与静力平衡基础上的二维极限平衡法,是国内外分析边坡稳定性最常用的方法,二维极限平衡法假设边坡处于平面应变状态,只用有限数量的二维剖面代替真实的三维空间滑体进行稳定性分析,忽略了横向边界的影响,计算结果过于保守。三维极限平衡法则考虑了滑裂面侧面的阻滑力,其结果更能反应实际情况。本文在研究已有三维极限平衡法的基础上,提出了一种改进的新方法,同时将本文方法应用到两个工程实例中。论文主要就以下几个方面进行了深入研究并取得了相应的成果: 1.同时考虑了条间作用力和底滑面剪切力的方向对边坡稳定性的影响,假定作用在底滑面的剪切力与主滑方向的夹角,该夹角可用分布函数表示,不同的分布函数能反映出滑面的不对称性,同时假定条柱的分界面处于极限平衡状态。根据每个条柱在空间三个方向的静力平衡条件,推导出边坡稳定系数的计算公式。 2.根据改进的三维极限平衡法的基本原理,采用VC++语言自行开发了可视化的计算机程序,实现了计算斜坡稳定性的三维极限平衡法。该程序可方便地计算出滑坡的安全系数、各条块的滑动力与抗滑力,实现了改进的三维极限平衡法、Janbu法、Sarma法的程序计算。 3.以九子崩塌堆积体和茅坪滑坡为工程分析实例,应用改进三维极限平衡法进行稳定性分析。并将其计算结果与二维极限平衡法、二维有限元法、三维有限差分法的计算结果进行对比,结果表明本文中的方法具有一定的可行性和实用性。 4.采用改进三维极限平衡法、三维Sarma法和三维Janbu法计算出斜坡不同剖面处的水平滑动力和抗滑力,为防护治理措施提供依据。计算结果表明,横剖面的水平滑动力和抗滑力呈现两边小,中间大的分布。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P642.2

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【参考文献】
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