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有限元塑性极限分析法在黄土高边坡稳定性方面的应用

付强  
【摘要】: 边坡稳定性研究历来是国内外学术界和工程界关注的重大课题,随着西部地区高等级公路建设项目的不断增多,高路堤和深路堑引发的高边坡失稳问题也引起了人们的关注。由于在现行规范中对黄土地区的高边坡稳定问题如何进行分析没有明确规定,因此有必要对其进行深入研究,本文就是从数值分析的角度对其进行了有益的尝试。 本论文采用有限元塑性极限分析法对黄土高边坡进行稳定分析,并运用线性规划的方法对稳定问题进行求解,可以得到边坡的稳定安全系数和边坡的应力场及速度场。将上述分析方法编制成了Matlab程序,可以对黄土高边坡稳定问题进行分析。 用编制的程序对黄土高边坡算例进行分析,考虑边坡顶部存在裂隙的特点,得出了和简化Bishop法的计算结果相似的安全系数值,并将应力场和速度场用Surfer软件绘制成应力等值线图和矢量图,分析可知由于黄土高边坡开挖坡度常陡于自然坡度,所以在坡体内会出现应力偏转现象,特别是在靠近坡面处更加明显。在坡脚处形成压应力集中,在坡顶出现拉应力,这样随着坡顶张拉裂缝和坡脚蠕滑的发展,就会进一步引起边坡体内的渐进破坏,最后潜在滑动面贯通,黄土高边坡就会滑塌破坏。


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