考虑土体非均质性的三维土坡稳定性上限分析

基于极限分析上限法,构建了三维土质边坡牛角状对数螺旋锥体破坏机制.通过与经典文献解答的对比分析,验证了方法的可靠性.探讨了忽略土体体积压缩耗能对三维土坡稳定性系数的影响,并分析了不同坡角、不同内摩擦角和不同宽高比三维土坡稳定性随土体非均质性变化的规律.计算分析结果表明,在内摩擦角较大而坡角和宽高比均较小的情况下,土体体积压缩耗能需要考虑;而在内摩擦角和坡角均较大或仅内摩擦角较小的情况下,土体体积压缩耗能可以被忽略.三维土坡稳定性随非均质性的增强而下降,当坡角越小或内摩擦角越大时,边坡稳定性受土体非均质性的影响越大;边坡宽高比反映边坡的三维效应,三维效应强的边坡的稳定性受土体非均质性的影响越大,其稳定性系数在土体非均质性很强时小于三维效应较弱的边坡.

地震作用下土质边坡稳定极限上限分析

地震作用是影响边坡稳定性的重要因素之一。基于极限上限分析法,建立了地震作用下的三维土质边坡转动破环机制,采用拟静力法将地震作用简化为水平作用于三维土质边坡的荷载,给出了三维潜在滑动面搜索方法;并考虑内摩擦角、宽高比或坡角等因素,探究了地震作用对三维土质边坡稳定性的影响。分析表明:在地震作用下,内摩擦角较大的三维土质边坡的稳定性系数较大,而内摩擦角较小的边坡的稳定性系数较小;而在地震作用下,坡角较大的三维土质边坡的稳定性系数较小,而坡角较小的边坡的稳定性系数较大;地震作用对具有不同宽高比(三维效应强弱不同)的三维土质边坡的稳定性影响基本相同。因此,在工程设计与施工中一定要注意内摩擦角小和坡角大情况下地震作用对边坡稳定性的影响,研究结果对于地震作用下三维土质边坡的稳定性评估及工程设计具有一定参考价值。