相关联流动法则是三维边坡稳定极限分析上限方法的理论基础,相关联法则认为岩土体的塑性剪胀速率(应变率)与屈服面正交,但是这一假定与岩土体的某些试验成果不相符合,在某种程度上过高地估计了岩土体的剪胀特性。岩上体的剪胀特性和相关联流动法则在某些特殊条件下的不相吻合性导致了以此为理论基础的三维边坡极限分析上限分析方法会过高估计边坡的极限承载能力(或稳定安全系数),而且在数值分析中由于剪胀角过大而导致速度场不收敛的问题。因此,在三维边坡稳定极限分析方法中引入非相关联流动法则,使岩土体按照物理许可的剪胀特性来剪胀,是解决这一问题的根本途径。 文中提出了一种基于非相关联流动法则的三维边坡稳定极限分析方法,这一方法认为岩土体按照小于或等于摩擦角的某一角度(取决于物理许可条件)来剪胀,从而可以从根本上克服相关联流动法则带来的局限性。为了解决引入非相关联流动法则后速度间断面上的内能耗散与不能事先确定的法向力有关的问题,文中建议的方法为,通过引入一个“虚拟”的二次速度场,利用虚功原理,巧妙地将速度间断面上的未知内力全部消去,从而可以象相关联流动法则一样简单确定内能耗散,问题最终归结于求解一个仅含一个未知数(安全系数F)的非线性方程,可以应用数值方法通过迭代确定安全系数。文中建议的基于非相关联流动法则的三维边坡稳定极限分析方法避免了基于相关联流动法则的三维边坡稳定极限分析上限方法由于摩擦角过大而导致速度场不收敛的局限性。一系列的算例表明,本方法可以与楔体问题的广义解取得完全一致的结果,同时对于任意形状滑面的三维稳定问题,本方法的计算结果是完全可行的。 将混合优化策略引入三维边坡稳定临界滑裂面与临界滑动模式的搜索问题,取得了较好的效果,为解决边坡稳定中的优化问题提供了一个强有力的工具。 将可视化方法引入边坡稳定分析领域,根据随机分形与线性插值相结合重构边坡滑动前与滑动后的地形,利用离散点空间曲面生成技术重构地层,以建立边坡三维可视化模型,取得了较好的效果。