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近年来,随着我国路基工程建设的迅速发展,边坡的稳定性与否不仅关系着工程建设的平稳进行,也关乎着人类环境问题的持续发展,因此,边坡稳定性问题一直是边坡研究课题的重中之重。然而,边坡失去稳定性到发生破坏的整个过程并非是一瞬间发生,它的发生是从局部到整体依次渐进破坏并形成滑面的过程。因此,我们有必要对边坡整个渐进破坏过程进行研究。针对边坡沿滑面的应力进行分析,得出了这样的结论:在破坏区驱动剪力大于摩阻力,推动滑坡沿滑面向前移动,而且沿滑面在破坏后区的位移(或剪应变)也是不连续的,现行没有解决这种剪应力和剪应变两者均不连续的计算问题,传统数值分析对边坡破坏过程的模拟存在不足。为解决上述问题,本文主要研究工作如下:
(1)回顾了国内外现行边坡失稳机理和稳定性研究的发展现状,指出了现行各种分析方法存在的不足及发展趋势。
(2)提出一般连续介质边坡理论解的基本思想,考虑边坡在工程及自然作用的条件下,获得边坡在不同边界条件下的应力理论解表达式,使理论解满足平衡方程和边界力边界条件。
(3)对于不连续问题,亦即破坏问题,由于滑面破坏区应力和位移不连续,提出力的平衡条件和位移计算方法,从而获得整个边坡破坏过程的应力、应变的理论解,并建立临界状态确定方法,创造性地解决边坡潜在滑动面决定方法。
(4)引入新的本构模型,并且对新的本构模型的基本方程、参数的决定、临界状态分析进行了详细介绍。建立基于应力和应变的地质材料单元的稳定性评价标准,创建基于应力和应变的边坡整体稳定评价方法,将其结果与传统的临界状态法加以比较,并揭示其深刻的物理意义。另外,在现有的滑坡的稳定系数计算方法的基础上,基于本构模型提出了新型定义方法,且具体演示了主推力法(MPM)、富余位移法(RDM)、综合位移法(CDM)和综合下滑力—抗滑力法(CSRM)。
(5)分别用传统的稳定性计算方法和基于边坡应力—理论解稳定性分析方法,结合新的本构模型对木鱼包滑坡进行稳定性评价,并在此基础上使用midasGeoX对该滑坡进行仿真模拟,通过比较得出:边坡应力理论解同样适用于滑坡计算,并贴近于工程实际。
(1)回顾了国内外现行边坡失稳机理和稳定性研究的发展现状,指出了现行各种分析方法存在的不足及发展趋势。
(2)提出一般连续介质边坡理论解的基本思想,考虑边坡在工程及自然作用的条件下,获得边坡在不同边界条件下的应力理论解表达式,使理论解满足平衡方程和边界力边界条件。
(3)对于不连续问题,亦即破坏问题,由于滑面破坏区应力和位移不连续,提出力的平衡条件和位移计算方法,从而获得整个边坡破坏过程的应力、应变的理论解,并建立临界状态确定方法,创造性地解决边坡潜在滑动面决定方法。
(4)引入新的本构模型,并且对新的本构模型的基本方程、参数的决定、临界状态分析进行了详细介绍。建立基于应力和应变的地质材料单元的稳定性评价标准,创建基于应力和应变的边坡整体稳定评价方法,将其结果与传统的临界状态法加以比较,并揭示其深刻的物理意义。另外,在现有的滑坡的稳定系数计算方法的基础上,基于本构模型提出了新型定义方法,且具体演示了主推力法(MPM)、富余位移法(RDM)、综合位移法(CDM)和综合下滑力—抗滑力法(CSRM)。
(5)分别用传统的稳定性计算方法和基于边坡应力—理论解稳定性分析方法,结合新的本构模型对木鱼包滑坡进行稳定性评价,并在此基础上使用midasGeoX对该滑坡进行仿真模拟,通过比较得出:边坡应力理论解同样适用于滑坡计算,并贴近于工程实际。