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基于颗粒流的容重增加对边坡破坏模式影响研究 龙鹏伟， 马双科：郑亚娜， (1．西北电力设计院 陕西 西安 710075； 2．西安公路研究院 陕西 西安 710054： 3．西安长庆科技工程有限责任公司建筑设计部 陕西 西安 7lf)021) 摘 要 容重增加可以使边坡达到极限状态，并求得相应的安全系数。为了研究超载对边坡破坏模式 的影响，利用颗粒流PFC2D建立了边坡初始模型。在此基础上，设计了容重单次和连续增加 1．5、2．O、2．5、3．0、3．5、4．0、4．5、5．0倍两类计算方案。通过分析容重增加每个工况的坡面演替、 监测点名方向速度变化曲线等计算结果．发现：对干碎石土边坡客重增加边坡往往发生浅表 滑移，不平衡力较大，但是更容易达到新的稳定状态。客重增加对坡面形态改变存在临界稳定 坡角，达到稳定坡角后再增加容重边坡也不会发生破坏。 关键词 碎石土边坡；颗粒流；容重增加；破坏模式 457 中图分类号：TU 文献标识码：A 1引言 一般来说，工程技术人员最关心的就是 限元中采用增加外荷载或降低材料强度来 安全系数和滑动面或者滑体的分布范围。在 计算岩土工程的安全系数，这就是强度折减 重力增加法的基本思想就是单调增加 极限平衡分析中，安全系数的定义通常有： 法和重力增加法的启蒙思想。 边坡的重力荷载，直至边坡失稳。这与求结 ①是降低材料的强度达到极限平衡，具有强 颗粒流具有很好的反应研究问题破损 构极限承载能力以及地基承载力的思路一 度储备的性质；⑦是加大荷载达到极限平 机理的优点，本文在此平台上，设计了容重 衡，具有超载的性质【wl{wI。早在1975年． 样，即单调递增作用在结构(地基)上的荷 增加和强度折减两类计算方案，对这两类物 载，荷载位移曲线峰点(地基变形失稳)对应 Zi∞kie而cz，Humphewl和L胛i$ft’就提出在有理和力学因素变化遗成的边坡破坏和运动 的就是结构(地基)的极限承载能力。这也符 合评价问题的受力失效模式。问题在于容重 7∞O 鼬loo 增加在坡体的不同部位带来的剪切力的滑 g姗 动和法向应力及摩擦作用的抗滑效果截然 R∞∞ 不同。一般来说，边(滑)坡的破坏分为后缘 挈娜 *2∞O 拉裂破坏．中部剪切破坏、前缘挤压破坏三 lO∞ 段，后缘容重增加带来的滑动影响大．中部 O O∞OloO∞O∞O100012∞ 是剪切起主导作用．前缘容重增加造成的阻 时伺步(吐i面OO) 滑作用明显。多数人工边坡就是前缘切坡诱 发的滑坡‘“I， (a)物理模型 (b)不平衡力