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《河海大学》 2007年
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基于断裂力学的粘土边坡稳定性分析

华国斌  
【摘要】: 土坡的稳定性一直是工程界关注的问题,目前大都运用连续介质力学进行土坡稳定性分析。但这些方法都基于滑动面形状已知的情况下进行分析,而且对滑动面和条间力引入的假设具有一定的任意性,并且没有考虑裂缝对土坡稳定性的影响。断裂力学的研究对象是带有宏观裂缝的物体,而带裂缝土坡正是这样的物体,因此可以用断裂力学对土坡进行稳定性分析。 首先,需要建立土的断裂判据。本文根据以往的试验数据和经验公式,得到了适合于粘土的Ⅰ-Ⅱ复合型的断裂判据和开裂角公式。 其次,应用断裂力学的概念及粘土的Ⅰ-Ⅱ复合型的断裂判据和开裂角公式进行粘土边坡稳定性分析。先确定土坡最易开裂的位置;再确定土坡的临界缝长;最后在土坡最易开裂的位置设置等于或略大于临界缝长的初始裂缝,进行断裂力学分析,模拟裂缝的扩展过程,一直到裂缝扩展出土坡为止,裂缝扩展的轨迹即为土坡的最危险滑动面。 在考虑降雨入渗的条件下,进行粘土边坡稳定性分析。先在土坡中设立一条临界线,临界线以上为受降雨影响区,临界线以下为不受降雨影响区。再进行基于断裂力学的土坡稳定性分析,同理可以确定考虑降雨入渗土坡的最易开裂位置;临界缝长和最危险滑动面。 最后,将本文得到的土坡稳定性分析结果与常规边坡软件得到的结果比较,结果表明基于断裂力学的粘土边坡稳定性分析的可行性。 粘土Ⅱ-Ⅱ复合型断裂判据和开裂角公式的建立,为断裂力学在土体中的应用奠定了基础。土坡最易开裂位置、临界缝长和最危险滑动面的确定可以为工程设计人员提供防裂依据,帮助施工人员判定土坡的稳定性。因此本文的研究成果有一定的理论意义和工程应用价值。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P642.3

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