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三维外凸边坡稳定性分析方法研究及数值模拟

李列列  
【摘要】:边坡稳定问题是岩土工程领域重要的研究课题,在三维领域中得到的研究成果具有很好的应用价值。本文在三维分析领域对外凸边坡的稳定安全系数计算理论作了进一步研究。 传统的极限平衡理论忽略了土条两侧的环向作用力。对于外凸的弧形边坡,土条两侧的环向土压力会产生一个向外的径向合力,该力对边坡的稳定有重要的影响。以瑞典圆弧法和毕肖普法为基础,考虑了边坡的旋转半径和土条侧向土压力对边坡稳定性的影响。选择三维扇形单元土体,进行受力分析,由静力平衡条件,推导出了外凸弧形边坡的安全系数表达式。 结合三个边坡实例,每个边坡选取三个不同的弯道半径,结合潜在滑移线理论和有限元分析,得到了相应最危险滑动面的安全系数。通过和本文外凸边坡安全系数表达式的计算结果对比,二者结果基本一致。通过对比不同的弯道半径边坡的安全系数,可知:边坡稳定安全系数随边坡弯道半径的增大而减小;边坡弯道半径越小,边坡稳定安全系数变化的速率越快;边坡弯道半径对最危险滑动面的位置影响较小。


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