论文部分内容阅读
在国内外,大量的工程建设引出了一系列亟待解决的工程问题,边坡失稳给国家造成大量的经济损失和人员伤亡。在边坡稳定性研究领域,研究边坡稳定性的方法还是极限平衡法,该方法运用较广,但也存在诸多不足。而在整个现实建设工程当中,所有的边坡失稳都成三维形态,显然运用二维去对其研究是与实际不符的,所以得到的结果也有一定的出入。目前的边坡稳定性分析方法有多种,最小势能法是一种从能量的角度考虑,不需要对滑体划分条块,不用考虑内部作用,把整个滑体看成一个不变的刚体,求得滑体的位移,便可得到工程的安全系数,方法求解简单明了。前期研究表明:这种方法与传统的极限平衡法对比,计算结果非常接近,说明该方法有较好的适用性。但是,目前这种方法在边坡三维稳定性分析方面还没有进行深入研究,且没有考虑加固措施,因此,本文对锚杆加固边坡的三维最小势能稳定性分析方法做了一些研究,具体内容如下:(1)针对任意滑动面的均质边坡,把滑体当作一个整体,建立滑体的系统势能函数,基于最小势能原理,求出滑面上正应力及极限抗滑力,然后通过力的平衡方程得到安全系数,最后进行了算例分析与验证。(2)针对任意滑动面的锚杆加固边坡,基于最小势能原理建立了势能计算模型,在此模型的基础上,从力的平衡角度提出了安全系数计算方法,并进行了算例分析与验证。(3)针对上述建立的稳定性分析方法,运用MATLAB软件开发了锚杆加固边坡三维稳定性分析程序。(4)将所开发的稳定性分析程序应用到了具有代表性的边坡工程实例中,验证了该程序的有效性和基于最小势能原理的锚杆加固边坡三维稳定性分析方法的优越性。通过大量的算例和工程应用,分析结果表明:锚杆加固的边坡安全系数比未考虑加固措施的边坡安全系数明显提升了;用本文的最小势能法对边坡稳定性三维分析,分析结果与极限平衡法的结果误差在4%之内,表明了该方法的可用性。