多滑面滑坡稳定性分析

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1、收稿日期：作者简介：王骁中铁十一局集团有限公司电话13296650910/13995671966E-mail:lazywx6640270@163.com多滑面滑坡稳定性分析（中铁十一局集团有限公司王骁）摘要：大型滑坡往往具有多个滑动面，然而工程中却较少考虑各滑面之间的相互作用。基于塑性力学上限定理，提出了一种能够考虑滑面之间相互作用的滑坡稳定性分析方法。采用竖直条分法将上下滑体分为条块，根据条块间速度间断构造出机动许可的速度场，然后根据外力功率和内能耗散率相等建立平衡条件，通过迭代计算得到最小安全系数。最后，通过将

2、本文的安全系数解与其它人的计算结果对比证明了本文解的可靠性。关键词：滑坡，稳定性分析，多滑面，上限法中图分类号：文献标识码：StabilityAnalysisofLandslideswithMultiSlipSurfaceAbstract:Theremultislipsurfaceinlandslideswithlargescale.However,theinteractionbetweenslipsurfaceoflandslidesusuallybeneglectedinthegeo-technicalengi

3、neering.Anewslopestabilityanalysismethodareproposedinthispaper,basedontheupperboundtheoremofplasticity,inwhichtheinteractionbetweenslipsurfacearetakenintoaccount.Firstly,theupperandlowerslidingbodyaredividedintocolumns,acompatiblevelocityfieldareestablished.Th

4、entheenergy-workbalanceequationaredefinedandthefactorofsafetyareobtained.Finally,comparisonswithexistinganalyticalsolutionsdemonstrateefficiencyofthecurrentmethod.Keywords:Landslides,Stabilityanalysis,Multislipsurface,Upperboundmethod.51引言大型堆积层滑坡的稳定性分析，历来以单滑面分

5、析为基础。大多数堆积层滑坡与下伏基岩面是滑体的第一不连续面，由于地下水及其它因素的长期作用，此面与堆积体间的力学强度指标通常较低，再加上地下水所产生的孔隙水压力和渗透力的共同作用，对厚度不大的堆积层边坡，此滑面常常是斜坡失稳的滑移面。因此，以该面为滑坡稳定性分析基础常常行之有效。但对许多实际滑坡，特别是较大型堆积层滑坡的失稳，常产生多级滑移或解体现象，有的斜坡还产生双层平行滑移和多层滑移。产生上述现象的原因除物质构成的差异及下滑动力解体外，主要是滑体的内部应力场变化而产生双层滑移面或多层滑移面，从而产生双层滑移或多

6、层滑移[1]。极限分析是塑性力学求解结构破坏时承载能力的一个重要方法。1975年，ChenW.F.在其专著《极限分析和土的塑性力学》中将极限分析法引入到地基承载力、边坡稳定和土压力分析等领域，作出了开创性的工作[2]。ChenZ.Y.等基于塑性力学上限法建立了单滑面滑坡三维稳定性分析模型[3]。刘小丽等在塑性力学极限分析基础上采用机动位移法研究了具有软弱夹层岩体边坡的稳定性，提出了可以用能量系数作为稳定性评价标准[4]。现有的研究大多数集中在单滑面滑坡的稳定性计算，而对多滑面滑坡研究较少，实际中对于大型堆积层滑坡通

7、常表现为多滑面。因此，现有的滑坡稳定性计算方法没有考虑滑面之间的相互作用，可能导致计算结果偏不安全。本文将从塑性力学极限分析上限定理出发，建立上下滑体机动许可的速度场，然后根据外部作用荷载和土体自重所做的外功率与塑性变形区的内部能量损耗率相等的条件建立虚功率方程，当滑面达到极限状态时，根据功能平衡方程求解考虑了滑面相互作用的安全系数。52机动许可的速度场建立图1所示的坐标系，整个滑体均在第一象限。首先将滑体按照折线滑面的转折点离散为一系列垂直的条块，视每一条块为刚体，滑带和条块间错动部位被视为塑性体。滑体被竖直条分

8、，竖直间断面自边坡表面一直贯通至最底层滑面。条块编号如图1所示，后缘编号为1，滑体前缘编号为。上层滑体的编号用上标“”表示，下层滑体的编号用上标“”表示。图1多滑面滑坡示意图Fig.1Sketchoflandslideswithmultislipsurface上滑面下滑面在塑性极限分析的上限法中，要确定边坡的安全系数，首先要构造一个机动许可的速度场。当材料服