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,而从三维的角度来搜索边坡潜在滑动面的研究上则基本上是个空白,因此对其开展深入研究有理论意义和应用价值。 本文的研究主要取得了以下方面的进展: 第一,对高德彬、王艳霞所建立的三维极限平衡计算模型进行了改进,将她的算法由分块计算求和的形式转变为分段求积分的形式,这种方法不需要分块,就避免了王艳霞模型中关于分块体积的分类计算,极大的减少了计算工作量,并且提高了计算精度。同时,本文还将计算模型中所需用到的底滑面剪力方向假定为了与其倾向相反,使这个一直比较模糊的方向得到了具体化。 第二,在赵剑丽、邓宏科建立的二维最危险面搜索算法的基础上提出了一种简洁明了的求三维边坡最危险面的搜索算法。该方法是完全从三维的角度来进行的,通过控制四个变量,经过四重循环得到了理想的计算结果,更能接近实际情况,而该方面的研究在目前暂时还是个空白,这也为将来在该方面的研究提供了一定的思路。 第三,针对以上改进,编制了计算程序,进行了算例计算,并和现场所作得测量结果做了比较,表明计算结果是符合实际的。利用本文模型进行计算首次在空间上搜索到了最危险滑动面,这进一步从空间上证明了潘家铮的极小原理,即在所有滑动面中,边坡总是自然选择稳定系数极小的滑动面滑动。