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边坡稳定的三维极限平衡法

杨华  
【摘要】: 边坡稳定性分析的三维极限平衡法目前尚处于研究和探索阶段,但比二维极限平衡法在理论模型上更能反映边坡的实际情况,因此对其开展深入研究有理论意义和应用价值。本文将二维普遍条分法扩展为三维条柱法,提出了评价滑动面为任意形状滑坡稳定性计算的一种新方法,通过理论分析和算例计算对该方法进行检验,表明其计算结果比二维方法更完善、更可靠。 论文入分析了二维极限平衡的各种方法,指出了其用于滑坡稳定性评价的局限性,确立了研究问题的切入点。同时,又列举了一些具有代表意义的三维极限平衡法的研究成果。然后对滑坡稳定性评价的三维极限平衡计算方法研究现状进行了系统总结,在此基础上,提出研究思路和研究内容。 文章详细论述了所提出的三维极限平衡方法的计算原理、计算方法。该方法是对二维极限平衡条分法的扩展,它将滑坡体沿滑动方向剖分成m条,垂直滑动方向剖分成n块,将其中任意一条块作为研究对象,考虑了柱体单元底面的滑面剪力与主滑动方向所成的角度p,应用一个分布函数来表示各列条柱与中性面所成的角度p,不同的分布函数就反映滑面的不对称,使得结果可以更好的满足实际情况。在给出条块数、力学参数C、φ、岩土和水的容重、条块号、条块类型,滑面、水位以及滑体表面的x、y、z坐标值,根据铅垂方向和滑动方向静力平衡条件建立方程,就可以求出滑坡体的整体安全系数。通过算例计算分析得出:用二维模型在很大程度上低估了滑体的稳定性,同时在用其进行反分析时,又将会高估岩土体的抗剪强度。而三维模型在计算时考虑了滑面曲率和侧向约束对稳定性的影响,能够消除二维模型在这两方面的不足。和二维领域的许多简化方法一样,这一方法需要在实际应用考核过程中确定其合理性和可行性。


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