多阶边坡滑移面搜索模型及稳定性分析

基于极限平衡理论,根据边坡尺寸及几何关系,建立辅助坐标系与基本坐标系。借助于基本坐标系,首先推导出滑移面几何控制参数与滑移面圆心坐标之间的函数关系,再推导出安全系数计算式中各变量与圆心坐标之间的函数关系,从而得出滑移面的控制参数与安全系数之间的函数关系。辅助坐标系可沿多阶边坡表面移动,控制搜索过程中滑移面的位置及几何参数,实现边坡内任意潜在的滑移面的搜索,从而计算边坡内任意潜在滑移面对应的安全系数,并进一步确定边坡最小安全系数及最危险滑移面。该方法适用于多阶土体边坡最危险滑移面的确定,可避免由经验公式确定滑移面圆心搜索区域造成的不准确性,较好地解决多阶边坡最危险滑移面难确定的问题,是一种由计算机搜索法求解多阶边坡稳定性的新模型。最后,编制多阶边坡稳定性计算程序,并进行实例分析与计算。

基于临界位移等值线的多阶边坡多级滑动面搜索方法

搜索临界滑面是边坡稳定性分析及滑坡防治的关键,但坡体内次级滑动面隐患亦不容忽视。根据位移变形的分析方法认为边坡临界滑面位于位移等值线最密集处,但需深入探讨定量化评判临界滑面与位移等值线的重合度及定位次级滑面。以典型多台阶边坡为例,借助FLAC^(3D)平台,提出了边坡临界位移等值线的概念,通过逐步增加最大不平衡力比作为收敛条件获取坡体内剪应变增量极大值点,采用最小二乘法进行拟合,并计算剪应变增量极值点拟合曲线与位移等值线的最小相关面积,最终筛选确定边坡临界位移等值线,以表征多级临界滑动面的分布规律。通过多台阶边坡安全系数云图与工程实例验证了方法的合理性和可行性,计算结果表明该方法不仅可以得到最危险临界滑动面,还能获取次级滑动面的形态特征及安全系数,搜索结果更加直观可靠。