地震作用下双层土质边坡稳定性上限分析

为探究地震作用对双层土质边坡稳定性的影响,基于极限分析上限理论,建立了地震作用下双层土质边坡旋转破坏机构。采用拟静力法简化地震荷载作用,推导了双层土质边坡安全系数表达式。分析土体黏聚力比、边坡坡角以及地震作用对双层土质边坡稳定性及其滑动面参数的影响。研究结果表明:在水平地震作用下,随着黏聚力比的增大,边坡安全系数呈非线性增大且潜在滑动面变浅;当水平地震作用增强时,边坡失稳破坏范围显著加大;随着竖向地震系数及黏聚力比的增大,边坡安全系数略微降低;水平地震作用增强时,竖向地震作用对边坡稳定性的影响逐渐增大,此时需要考虑竖向地震的影响。

双层土质边坡稳定性评价的解析上限法

极限分析上限法在边坡稳定性分析中广泛应用。基于极限分析上限定理,针对一般几何形状的双层土质边坡,通过建立两段对数螺旋线滑面和引入土层分界变量,推导得到该破坏机制下外力功率及内部能量耗散功率的解析式;在求解过程中构建了关于土层分界变量的函数,结合最优化方法与强度折减技术,建立了以安全系数为求解目标的且含多元变量的非线性隐式方程,借助对土层分界参数与安全系数双变量的迭代求解方法,实现了体系内外功率的精确求解,进而得到适用于双层土质边坡的简便且易于实现的上限解答。依托若干典型算例,将所得结果与其它上限法、极限平衡法以及有限元强度折减法进行了对比分析,结果表明该方法合理可行。

强降雨条件下非饱和双层土质边坡稳定性有限元分析

结合实际边坡工程项目,利用非饱和土的渗流理论和强度理论,建立非饱和双层土质边坡的二维有限元模型,分析非饱和土边坡在强降雨条件下孔隙水压力场的分布规律和稳定性变化规律,研究表明:非饱和土边坡的孔隙水压力场的分布与降雨持续时间有关,在降雨初期,边坡坡脚的孔隙水压力有所增加,随着降雨时间的增长,边坡的斜坡面和顶面的正孔隙水压力逐渐扩展并贯通,负孔隙水压力范围逐渐缩小;非饱和土双层土质边坡的稳定性系数随着降雨时间的增长大致呈线性减小。