牛顿法计算Sarma法边坡安全系数

根据Sarma法的基本假定即条块侧面与底面抗剪强度按同一比例调用，将斜条块侧面的推力分解为分别与摩擦力和凝聚力有关的2个分量，由条块力的平衡条件，推导出更为简洁的隐含安全系数的条块推力递推方程。为了加速收敛，采用牛顿法迭代法计算安全系数，并推导出计算中所需有关导数的解析表达式。同时，利用所得推力递推方程重新推导出了临界地震加速度系数Ke的显式表达式，该式与原始的Sarma法等效，但形式上更为简明且便于应用。算例表明，本文的改进的Sarma法算法收敛迅速，迭代3～5步即可达到工程所需精度，计算结果与经典算例Sarma法解答及塑性力学理论解均非常接近。

L型挡土墙滑裂面确定方法与地震稳定性分析

提出了L型挡土墙两种破坏模式,即长踵板式和短踵板式,且破坏模式受几何参数和物理力学参数影响。研究了两种破坏模式下L型挡土墙滑裂面确定方法和地震稳定性问题,界定了两种破坏模式的临界条件。考虑第二、第三滑裂面产生条件,应用极限分析运动学原理,建立地震荷载作用下L型挡土墙临界状态方程,推导出地震加速度系数表达式。根据极值原理,给出最优解,从而计算得到临界屈服加速度系数及其对应的滑裂面倾角。通过算例分析可知:临界屈服加速度系数小于M-O公式法,长踵板式L型挡土墙滑裂面倾角与坦墙判别公式结果相同,且滑裂面之间的夹角等于90°-φ,即与滑移线场的结论相同。短踵板式L型挡土墙滑裂面夹角近似等于90°-φ。

地震作用下黄土边坡动态滑动位移研究

提出在地震作用下黄土边坡滑动的新模型,该模型由一个四边形块体和一个扇形块体构成。根据牛顿第二定律,分析该边坡在地震作用下两滑动块体的受力状态,推导任一时刻滑动块体的加速度。从而给出该边坡模型的临界地震加速度系数表达式并计算不同参数下,临界地震加速度系数的值。对已推导边坡块体加速度积分,解得任一时刻滑动块体的位移表达式,计算此时滑动块体的位移特解,并根据给定的三种实例,计算不同参数下滑动块体的位移。结果表明:块体交界面的倾角对临界地震加速度系数和块体滑动位移有显著的影响,当块体交界面倾角为正时,滑体越大,则临界地震加速度系数越小;当块体交界面的倾角为负时,滑体越小,则临界地震加速度系数越小;当块体交界面的倾角相等、持时相同时,滑块越大,位移越小。研究结果可为相关边坡的抗震设计及地震滑坡位移计算提供新的参考。

Relationship between critical seismic acceleration coefficient and static factor of safety of 3D slopes

Many analytical methods have been adopted to estimate the slope stability by providing various stability numbers,e.g.static safety of factor(static FoS)or the critical seismic acceleration coefficient,while little attention has been given to the relationship between the slope stability numbers and the critical seismic acceleration coefficient.This study aims to investigate the relationship between the static FoS and the critical seismic acceleration coefficient of soil slopes in the framework of the upper-bound limit analysis.Based on the 3D rotational failure mechanism,the critical seismic acceleration coefficient using the pseudo-static method and the static FoS using the strength reduction technique are first determined.Then,the relationship between the static FoS and the critical seismic acceleration coefficient is presented under considering the slope angleβ,the frictional angleφ,and the dimensionless coefficients B/H and c/γH.Finally,a fitting formula between the static FoS and the critical seismic acceleration coefficient is proposed and validated by analytical and numerical results.

基于改进Sarma法的岩质边坡稳定性分析

以简单非均质岩质边坡的滑动为研究对象,建立了Sarma法力学模型。根据岩质边坡块体静力平衡条件,得出侧向正压力与临界加速度系数之间的关系,推导了临界加速度系数公式,得到边坡处于地震烈度条件下的安全稳定系数。分析了边坡的安全稳定系数与临界加速度系数之间的函数关系,并利用此函数关系将传统Sarma法进行了改进。计算结果表明:岩质边坡安全稳定系数与临界加速度系数之间呈单调递减的函数关系;与传统Sarma法相比,改进Sarma法无需迭代,不存在收敛性问题,算例分析中仅需6次计算就得到结果,并能满足要求。