基于能量守恒对三维边坡稳定性的分析.pdfVIP

基孑链量牙n亘对三维边坡稳定牲昀分析 江西理工大学建筑与测绘工程学院景文强 [摘要]本文介绍了一种从能量角度出发，依据能量守恒原理，对边三维坡稳定性安全系数的求解方法，此方法把滑体看成一个不 变的刚性体，模拟--}tt弹簧连接，当滑体处于稳定状态，依据势能最小原理求得滑体的位移，然后求得滑体所受的抗滑力和下滑力， 进而求得安全系数。该方法不用考虑滑体内部作用，不用对滑体进行划分。安全系数可以直接求得。 [关键词]能量守恒边坡稳定性 1．引言 由摩尔一库仑破坏准则，每一微面dS的极限抗滑在z方向上的 目前在边坡稳定性分析领域分析方法有很多种，如工程类比法、极 分量为dG，沿滑面对dS进行积分，得到总的抗滑力在z方向上的分 限平衡法、有限元法等等，但这些方法都有一定的局限性。边坡稳定性 量为丁，。 研究是一向长期不断深化的重要研究方向。构想于能量守恒原理，本 dG=dTxcos(01) (5) 文将运用能量守恒原理对三维边坡稳定性分析讨论，并且对边坡稳定 P舵 L=cos(01)x 性安全系数的求解理论公式进行推导。 2．理论公式推导 每一微面dS接触的土体对其法向正应力在z方向上的分量为 槲，，对整个滑面区域积分得到总正应力在z方向的分量N，。 针对球面边坡滑裂面OAB如图1，滑面方程为z=±、慷2一，一Y2， 刎也=dNxcos(02) (7) 取z正来分析，z负同理，把滑体整体看做是不能变形的刚体，但在滑裂 ，艘 斗 M=cos(09x (8) 面上发生弹性变形，对滑裂面上任一微面，其变形用法向弹簧来模拟。 I“啪×dSxdx齐出匆 女=棚×dS=mo zflx,y)分 工方向上的抗滑力只抗滑=L，下滑力t下滑=N，， Jx+zx2(x,y)+Zy2b∥)，在这里G(x，yx 别代表对z求x，y求偏导。 所以z方向的安全系数F，：；塑。 (9) ，T下滑 一 位移d方向： 4-03=n “1 、／≈2+zv2+1×√d12+如2 由摩尔一库仑破坏准则，每一微面dS的极限抗滑力在d方向上 的分量为d乃，沿滑面对dS进行积分，得到总的抗滑力在d方向上的 分量为乃。 d乃=dTxcos(03—01) (10) 图l边坡示意图 X