岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索

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1、第32卷第1期姜清辉等：岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索•9•岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索姜清辉1，2，刘献华2，位伟2，周创兵1，2(1.武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072；2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072)摘要：在楔体稳定分析中，滑动模式判断正确与否对楔体稳定性评价以及边坡开挖支护方案的选择具有重要意义。探讨Hoek-Bray方法在判断楔体破坏模式时存在的问题和产生错误的原因，并根据楔体破坏的运动学条件对Hoek-Bray方法进行修正，提出理论上较为完备的楔体稳定性计算方法。考虑到现场测量得到的不连续面的

2、产状通常具有一定的离散性和分布范围，导致构成楔体的某一组或两组结构面并非完全确定。鉴于此，提出楔体稳定性的优化分析方法，采用遗传算法搜索具有最小安全系数的楔体及其临界滑面组成，为工程支护设计提供一个具有保守性优点的低限解答，确保边坡的稳定与安全。关键词：边坡工程；岩质边坡；楔体稳定性；破坏模式；临界滑面搜索中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1000–6915(2013)01–0024–09WEDGESTABILITYANALYSISFORROCKSLOPEANDSEARCHFORCRITICALSLIPSURFACESJIANGQinghui1，2，LI

3、UXianhua2，WEIWei2，ZHOUChuangbing1，2(1.SchoolofCivilandArchitecturalEngineering，WuhanUniversity，Wuhan，Hubei430072，China；2.StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity，Wuhan，Hubei430072，China)Abstract：Inthestabilityanalysisofrockwedge，judgmentforslid

4、ingmodesofthewedgeisveryimportantforstabilityassessmentofrockslopeanddesignofexcavationandsupportschemes.ThispaperdiscussestheproblemofslidingmodesofthewedgesandanalyzesthecausesofresultinginfalseslidingmodesinHoek-Braymethod.Animprovedmethodforwedgestabilityanalysisisproposedbyemploy

5、ingthekinematicalconditionsforwedgefailurestomodifyHoek-Braymethod.Consideringthescatterinthedipanddipdirectionmeasurements，onesetortwosetsofdiscontinuitiesformingthewedgesarenotdetermined.Thispaperdevelopedanoptimalapproachforundeterminedwedgeblocks，inwhichthegeneticalgorithmisusedto

6、locatethecriticalslidingsurfacesandsearchforthewedgewhichhastheminimumfactorofsafety.Themethodprovidesalowerboundsolutionwithconservativeadvantageandthestabilityofrockslopecanbeassured.Keywords：slopeengineering；rockslope；stabilityofrockwedge；failuremodes；locatingcriticalfailuresurface

7、s第32卷第1期姜清辉等：岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索•9•1引言在岩质边坡中，边坡稳定性主要受坡体内部大量发育的不连续结构面所控制，由不连续面交切组合形成的楔体破坏是岩质边坡工程中常见的一种失稳现象[1-3]。由于岩石楔体的稳定评价对指导边坡的开挖与支护设计具有重要意义，有关楔体失稳的运动学条件及稳定分析方法在众多岩土工程研究成果[4-11]中被广泛深入地讨论。第32卷第1期姜清辉等：岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索•9•数十年来，尽管岩质边坡楔体稳定分析方法得到了很大发展，但由E.T.Hoek和J.W.Bray[1]建立的楔体法由于其概念清晰，所需输入

8、的参数简单