边坡稳定性分析方法工程适用性研究

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我国地形地貌复杂多变,边坡工程规模较大,边坡结构类型多种多样,影响因素十分复杂,近年来边坡失稳现象屡有发生,因而边坡工程的稳定性问题越来越突出。虽然边坡稳定性分析方法越来越多,包括规范要求的极限平衡法,以及目前岩土工程领域应用较广的有限元法和有限差分法。但是工程实践表明,分析方法越来越多,而边坡失稳现象却与日俱增。所以确定当前各种稳定性分析方法的工程适用性,成为一项至关重要的工作。  本文对边坡影响因素、结构类型及失稳模式进行了总结归纳,从理论上对极限平衡法、有限元法及有限差分法三种不同边坡稳定性分析方法的计算原理、优缺点进行了比较分析,选定了分析软件和边坡类型。并对不同方法的安全系数的定义进行了比较,对有限元法和有限差分法所用到的强度折减法进行了阐明,确定了该方法的收敛准则。  基于边坡稳定性安全系数,通过极限平衡法、有限元和有限差分法三种分析方法,分别对边坡酌几何参数、力学强度参数、边坡结构特征参数进行了参数敏感性分析。结果表明,黏聚力、内摩擦角、剪胀角的敏感性最大;坡角、坡高和重度的敏感性次之;弹性模量和泊松比的敏感性极小,可忽略不计。  基于以上成果,本文最终通过极限平衡法、有限元和有限差分法三种分析方法,分别对一般性边坡、大变形边坡、含软弱结构层边坡、降雨入渗条件下非饱和土边坡以及填挖边坡的稳定性进行了仿真模拟分析。结果表明,不同的分析方法对应不同的边坡类型。最终得到了不同边坡稳定性分析方法的工程适用性。
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