【摘 要】
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针对极限平衡法求解边坡安全系数存在的问题,本文基于强度折减法,通过塑性区贯通、位移突变以及计算收敛性三种判据来求解安全系数,比较了三种判据的结果,讨论了其适用性。同
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针对极限平衡法求解边坡安全系数存在的问题,本文基于强度折减法,通过塑性区贯通、位移突变以及计算收敛性三种判据来求解安全系数,比较了三种判据的结果,讨论了其适用性。同时,由于极限平衡法以及强度折减法只能得到边坡整体安全系数,对边坡受拉部位稳定安全状况缺乏考虑,本文采用FLAC3D软件内嵌FISH语言编写了计算点安全系数的程序,并对计算结果进行后处理输出;最后将以上方法和原理运用于具体三维边坡实例,从边坡最终开挖后的变形(位移)情况、应力情况来分析边坡岩体的力学响应特性,求解最终开挖边坡的安全系数,对在强度降低的情况下存在的变形破坏机理进行分析。具体内容和结论如下:(1)建立监测点水平位移同折减系数之间双曲线拟合方程,反映了两者之间的关系,并可以求得边坡的安全系数,但是该方法所得到安全系数偏大。(2)在强度降低情况下,边坡塑性区将逐渐发展、扩大直至相互贯通,塑性区范围和极限平衡搜索滑坡体范围一致,该判据所得安全系数直观,但需人为判定,偏于保守(3)数值计算中迭代不收敛性作为边坡整体破坏的判据可以实现程序的自动化,简洁、方便,但计算的收敛性存在其他不确定因素。(4)基于数学突变理论建立了边坡监测点水平位移的尖点突变模型,通过边坡各监测点水平位移突变特征值计算,表明当突变特征值等于零时位移发生突变,所求得到安全系数合理。(5)在边坡稳定性分析中,建议联合采用各判据来对边坡失稳进行判断,并可以对各方法及判据所得安全系数求平均值。(6)采用FLAC3D软件内嵌FISH语言编写了计算点安全系数的程序,并对结果进行后处理输出,得出强度折减下各折减系数对应的塑性区分布同边坡点安全系数(O~1范围)分布情况较为接近,且点安全系数法考虑了边坡受拉单元的安全状况。(7)理论和工程实例表明,强度折减及点安全系数综合分析方法是边坡稳定性一种有效的分析方法。
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