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《中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)》 2004年
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最小势能原理在边坡稳定性分析中的应用研究

李小强  
【摘要】: Mauldon和Ureta针对一种特殊形状岩质边坡,利用最小势能原理进行稳定性分析。本文在他们工作的基础上,从能量角度出发,提出一种针对一般边坡的稳定性分析新方法;并对边坡稳定性分析软件的开发进行了研究。所做的具体工作主要有: 1.验证了Mauldon和Ureta提出的岩质棱柱体模型。分别用Hoek介绍的方法和Mauldon的方法对两个面的楔体边坡进行了计算,结果表明二者完全一致。 2.在Mauldon工作基础上,推导了二维情况下,边坡稳定分析计算公式。按照Fellenius对安全系数的定义,根据力矩平衡推导了匀质土坡安全系数公式;在此基础上,推导了多种材料边坡安全系数计算公式;针对非圆弧滑动面,推导了根据力平衡求解安全系数公式。 3.比较了各种二维极限平衡方法和二维最小势能方法。通过大量的算例,计算结果表明最小势能方法和严格条分法误差在3%之内。 4.在二维方法基础上,应用最小势能原理,推导了三维情况下,边坡稳定性分析公式;并用一些通用算例对三维方法进行了验证。 5.开发了边坡稳定性分析软件原型MPE。此原型具有完善的前处理功能;可以用文中介绍的方法和Fellenius法进行稳定性分析;具有自动搜索最危险滑动面功能;在此原型基础上可以方便的添加其他的计算方法。 6.在开发软件原型中,提出了一种进行不规则区域求交的新算法。 7.使用ACADS考题对软件原型进行了考核。 8.应用本文介绍的方法对西源岭边坡进行了稳定性分析。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU43

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