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基于统一强度理论的可视化土质边坡稳定性分析软件开发

魏海兵  
【摘要】:边坡失稳破坏是岩土工程中最常遇到的问题之一,与之相伴而生的便是边坡稳定计算。随着计算机的迅猛发展,边坡稳定的计算方法已由早期的手算发展到如今的电算。但是,目前用于电算的软件基本为国外软件,其操作复杂,对用户的专业知识要求高且价格昂贵,并不适合于工程技术人员使用,较之于国外软件,国内软件的发展则较为滞后和缓慢。为此,本文基于统一强度理论,使用Visual C#语言开发出一款可视化土质边坡稳定分析软件,并利用软件进行了实例验证和相关规律的研究。本文的主要研究内容和结论包括: (1)基于三剪强度理论,推导了土体的三剪内摩擦角φt和三剪粘聚力Ct,并将其应用到Fellenius法和简化Bishop法计算公式中,以体现中间主应力参数b和Lode参数μ对土体强度参数和边坡安全系数Fs的影响。 (2)根据模块化设计思想和良好的人机交互原则,使用Visual C#语言在Visual Studio2013开发环境下完成软件开发。经过对文献中大量算例的对比验证,证明了软件的正确性和易操作性。 (3)利用软件进行了大量的计算试验,结果表明:在双剪和三剪应力状态下,内摩擦角φt、粘聚力Ct和安全系数Fs的图像随Lode应力参数μ和中间主应力参数b的变化呈现出特殊的规律性;坡角、内摩擦角φ、粘聚力C和中间主应力参数b对边坡稳定性有较大影响,且这些因素的变化与安全系数Fs的变化呈现出一定的相关性;验证了双剪统一强度理论在分段点处的奇异性和中间主应力效应的区间性。


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