考虑土体流变特性的边坡参数反演及其稳定性分析

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众多研究成果显示,边坡位移的变化具有明显的时效性,随时间的发展其变形也在不断地发展,边坡从开始变形到最终破坏,都要经历一段时间,短则几个月,长则达几年甚至几十年。土的蠕变分为衰减蠕变和非衰减蠕变,在流变模型中三参数流变模型可以模拟衰减蠕变过程。本文选用一边坡工程实例对其进行流变分析。根据测斜孔的水平位移监测数据可以看出其呈现衰减蠕变的特征,本文选用三参数流变模型和人工神经网络-遗传算法对流变参数进行反演,再将反演得到的流变参数用于数值计算,从而与工程实际量测位移值进行对比。然后再利用边坡失稳判据算出本文边坡考虑流变与不考虑流变的安全系数,从而对边坡的稳定性进行分析。本文主要的研究成果概括如下:(1)三参数蠕变模型(H-K模型)模型参数少,物理意义明确,能描述土体衰减蠕变的特点。本文所选用的工程实例边坡水平位移随时间变化呈现衰减蠕变特征,因此本文采用H-K模型进行数值分析。(2)根据各个时间所对应的边坡水平实测位移,以及采用FLAC3D进行流变数值计算得到的位移值,采用人工神经网络-遗传算法对H-K模型的流变参数进行反演。再利用反演得到的流变参数进行数值计算得出计算位移值,从而与实测值作对比,计算结果表明,位移初期增加较快,之后逐渐的趋于稳定。(3)考虑流变时,很难用计算不收敛准则作为边坡失稳的判据。选用位移突变准则作为考虑流变的边坡失稳的判据对本文边坡的稳定性进行分析,分析表明边坡的安全系数呈现衰减趋势,开始时衰减速度较快,之后衰减速度逐渐变慢,最后趋于稳定。
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