浅论基于破坏接近度的岩质边坡稳定性分析

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1、重庆交通大学硕士学位论文基于破坏接近度的岩质边坡稳定性分析姓名：胡明军申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：赖勇20100401摘要迄今为止，边坡稳定分析方法包括极限平衡法、极限分析法、强度折减法等。极限平衡法是国内外分析边坡稳定最常用的方法。同时，随着计算机技术的发展，基于数值计算的强度折减法也得到了快速发展。本文在总结前人的研究工作基础上，从岩石损伤断裂的角度出发，在严格区分屈服和破坏的前提下，提出破坏接近度的指标，用于岩质边坡的稳定性判断，其主要内容包括：(1)总结了三种基于损伤断裂力学不同理论下岩石的本构方程，结合岩石损伤本构

2、方程和全应力应变曲线特征点，推求了岩石基本参数在宏细观层面对岩石基本特性的影响，并探讨了岩石损伤断裂的时效特性。(2)在对岩石损伤本构曲线特征点进行研究的基础上，提出了破坏接近度FAI(FailureApproachIndex)的概念。破坏接近度是在严格区分屈服与破坏两个概念的前提下，以岩土体当前应力应变状态作为基本参量，利用岩石损伤本构方程建立的一个评价指标，其取值为[0，1]，其值越大，表明其越接近破坏状态。(3)FLAC3D可以用于模拟大变形问题，而且对岩土类材料的计算十分准确，本文在FLAC3D环境下，利用三个例子阐述FAI作为评

3、价指标在实验以及工程中的运用。实例证明，利用FAI可以作为岩土体是否失稳的评判指标，同时，通过对失稳区的FAI单元图进行绘制，可以判断破坏趋势和破坏面等。(4)针对提出的FAI的概念，详细阐述了在FALC3D中利用FAI对岩质边坡进行滑动面搜索、利用FAI进行安全系数计算的方法。结果表明利用FAI找到的滑裂面和计算的安全系数与FLAC3D内置的计算方法一致，表明利用FAI对边坡进行稳定性分析是可行的。关键词：边坡稳定性、屈服、破坏、损伤本构方程、时效特征、岩石特征点、破坏接近度AbstractUpuntilnow,severalkinds

4、ofmethodshavebeendevelopedtoanalyzetheslopestability,includinglimitequilibriummethod，limitanalysis，strengthreductionmethod，etc．nelimitequilibriummethodisusedwidelyinslopestabilityanalysisbothindomesticandinternational．Thestrengthreductionmethod，whichisbasedonnumericalcalc

5、ulation，hasarapiddevelopmentwiththedevelopmentofthecomputerscience．Basedontheotherresearchers’achievements，wimtherockmassdamagefracturetheory,anewvariablecalledFAI(failureapproachindex)isattained．FAIisbasedonrockmassdamagestrainandstressatacertainseconds，itisusedtoevaluat

6、ethestabilityofrockmassslope．Themaincontentsareasfollows：(1)Threedifferentrockmassconstitutiveequationsindamagefracturetheoriesarededuced．Linkingwithconstitutiveequationsandrockmasscharacteristicpoints，basiccharactersofrockmassareanalysedonmacroandmesolevel．Andthetime—dep

7、endentcharacteristicsofrockmassdamagefractureareresearched．(2)Basedontheresearchingofrockmasscharacteristicpoints，anewvariablecalledFAIisattained．FAItakesthestrainandstressatacertainsecondasvariable，itrangesbetween0and1．Whenitisbigger,therockmassismuchnearfailure．(3)FLAC3

8、DCanbeusedtosimulatelargedeformation,anditCanaccuratelyanswerthecomputationofrockandsoilmaterial