基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定分析研究

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随着国民经济的发展,特别是西部大开发政策的实施,水利工程、铁路、公路及城市等基础设施建设方兴未艾,在这些工程中无一不涉及到边坡稳定问题。因此,边坡稳定分析是工程中一个很基本、但又必须要引起足够重视的问题。长期以来,边坡的稳定性研究一直是工程界和学术界的热点和难点问题之一。 本文基于极限平衡理论,在事先假定滑面上应力分布形式的基础上,推导了毕肖普法的显式解,并且在此基础上介绍了滑弧优化方法,其方法简单,很容易被工程人员掌握,同时也简化了利用毕肖普法分析边坡稳定的过程。 假定滑面上应力分布形式,文中进一步将粘性土坡和无粘性土坡的滑面形式统一起来,在计算过程中不再根据粘聚力的大小来假定不同的滑面形式,均将滑动面形式假定为二次曲线。同时,进一步讨论了开挖和锚固时边坡稳定的分析方法。 本文基于有限元法,通过对边坡岩土体材料参数的折减和判断有限元计算收敛性,直接获得边坡稳定安全系数值。并且利用有限元的计算成果,根据塑性区塑性应变等值线分布情况来确定边坡最危险滑面位置。使得通过有限元分析直接获得边坡工程分析中需要的两个指标:安全系数值和最危险滑面位置。 结合平班水电站边坡稳定分析实例,选取其中一个断面,分别利用本文中的极限平衡法和有限元法对其进行了稳定进行分析,并评价了边坡的稳定状况。
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