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近年来,随着经济的高速发展,我国各地区均需要修建大量的基础设施,如高速公路、铁路、机场、码头、海堤、路堤、土坝等,在这些工程项目中土坡得到广泛的应用,必然就存在着土坡稳定问题。土坡稳定分析是一个十分重要的问题,它对土坡的经济性和安全性有着重要影响,每年都会由于滑坡造成巨大的经济损失。安全系数作为衡量土坡稳定的安全度指标,其计算结果受诸多因素的影响,正确选择土坡稳定所要求的安全系数,对正确评判土坡的稳定性具有十分重要的作用。目前对某些土坡计算出的安全系数大于1.0,还是发生了滑坡,而有的土坡虽然算出的安全系数小于1.0,但却是稳定的。这些情况表明,影响计算安全系数的因素非常复杂。 荷载控制法和位移控制法是非线性分析中早期常用的参数控制方法。但荷载控制法仅适用于屈曲前路径的跟踪;位移控制法可用于全过程的跟踪,但当自由度较多时,位移控制点不易选取,且所选控制点的位移必须一直增大,因而不适用自由度较多的结构。另外,对于结构变形存在跳回现象的情况,位移控制法也无法胜任。可见,荷载增量控制法控制的是△λ,位移控制法控制的是△μ,而弧长法则同时控制△λ与△μ,以使位移向量增量的内积在迭代过程中保持为常量。本文的一个重要创新是:在有限元程序中引入弧长法,利用弧长控制法跟踪结构破坏的全过程,自动搜索并精确确定结构破坏的临界点。本文在序论中详细阐述了目前国内外对土坡稳定分析的理论和方法,并比较各种方法之间的差异和他们的优缺点:详细阐述了有限元程序编制的原理方法,步骤和过程;详细阐述了弧长法原理,推导出了弧长法的实现过程和步骤,并把弧长法应用于有限元理论中,编制了土坡稳定分析程序.APSS(Analysis Program of Slope Stability):最后,应用本文完成的分析程序APSS,计算了4个工程实例。通过实例证明此方法的可靠性,稳定性和收敛性,展示了弧长法对于搜索极值所体现出来的优越性与先进性。