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在边坡稳定性分析领域中,二维极限平衡法仍是目前最常用的手段,也是规范中唯一指定的分析依据。但由于实际中的边坡具有三维效应,故将二维分析拓展到三维势在必行。本文在这一背景下,对其中的三维Spencer法进行了学习和研究,并将其运用到实际工程的分析计算中。主要内容如下:
首先通过阅读大量国内外相关文献,对极限平衡法的研究历程进行了概括和总结,从中可清晰了解到二维极限平衡法是如何过渡到三维,并在三维领域中逐步发展的过程。随后基于统一的坐标系和相关参数,对几个典型的三维极限平衡理论的基本原理进行了较为详细的综述。比较了它们之间的不同。
其次,提出本文主要依托的理论框架,即水科院陈祖煜院士提出的三维Spencer法作,详细的阐述了该方法的理论框架,求解过程。并在计算分析理论部分已有所依托的基础上,侧重于如何进行前处理环节,通过模型建立获得输入数据,并处理为能够直接进行计算的有效数据。同时结合中性面和二维分析结果,运用简化的方法进行对、初值的设定。
再次,依据具体工程的地质情况,选择对特定边坡工程稳定性影响显著的因素。并基于正交试验法,分别用二维极限平衡和本文的三维Spencer法进行参数敏感性分析工作,综合对比分析所得结果,验证方法的可靠性,并为工程设计提供一定的参考。
最后,对牙根右岸1[#]拉裂松动体进行了详细的地质分析,在此基础上得到了地质概化模型,并分别运用二维极限平衡法(Spencer法、Janbu法),二维有限元折减法,本文的三维Spencer法、三维Janbu法对该边坡工程的稳定性进行综合分析,并比较分析了各方法计算结果之间的差异。