基于边坡稳定矢量和安全系数三维条分法研究

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1、三峡大学硕士学位论文边坡稳定矢量和安全系数三维条分法研究姓名：袁恒申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：罗先启;张振华20100501三峡大学硕士学位论文内容摘要本文总结了边坡稳定分析极限平衡方法已有的研究结果，分析各种不同计算方法的自身特点及其存在的局限性，并在此基础上，展开了以下研究工作：(1)讨论了常见几种三维极限平衡方法中对条间力的假定和条柱底滑面抗滑力的方向假定，分析条柱间作用力假定的局限性，对条柱间力作如下假定：条柱间剪切力与法向力遵循摩尔-库仑定律，且在达到极限平衡时侧面抗剪强度并未全部发挥，提出横向抗剪强度发挥系数λ和竖向抗剪强度发挥系数λ；分析

2、底滑面抗滑力方向假定12的不足，根据物体运动规律，提出底滑面上的抗滑力S的方向垂直于滑面与水平面XOZ平面的交线L的合理假定。(2)基于提出的合理假定，推导了一种满足了各条柱三个轴向上力平衡及滑体整体三个轴向上力矩平衡的计算边坡稳定安全系数的三维极限平衡方法。还通过算例的计算结果与已有算法计算结果进行对比，说明了该方法的合理性。(3)总结了现有的边坡稳定分析的安全系数的定义，指出矢量和安全系数定义较为合理。(4)运用矢量和安全系数的定义，基于对条柱间力的合理假定，还提出底滑面抗剪强度发挥系数的概念，在边坡处于静止平衡状态下，对边坡进行静力平衡分析，推导出一种求解边坡

3、矢量和安全系数的三维条分法，并基于Windows平台，采用面向对象的设计方法，用VisualC++语言结合OpenGL技术实现计算方法的可视化。(5)采用本文提出的两种计算边坡稳定安全系数的方法，对千将坪滑坡未滑前的状态，进行了稳定分析研究。关键词：边坡稳定分析抗滑力方向强度发挥系数矢量和安全系数Ⅱ三峡大学硕士学位论文AbstractSummarizedexistingresearchfindingsoflimitequilibriummethodforslopestabilityanalysis,analyzedthelimitationsofthevarious

4、kindsofcalculationmethods,andonthisbasis,carriedoutthefollowingresearchwork:(1)Discussedtheassumptionsaboutinter-sliceforcesofthecolumnandaboutthedirectionofslidingsurfacestabilizingforceinthemethodsofthree-dimensionallimitequilibrium,analyzedthelimitationsofassumptionsaboutinter-slice

5、forcesofthecolumn,assumedthatshearforceandnormalforcebetweenthecolumnfollowedMoore-Coulomb'slaw,andtheshearstrengthofthecolumnisnotallplaywhenthelimitequilibriumisreached.Proposedtheplayedfactorsofhorizontalshearstrengthλand1verticalshearstrengthλ;analyzedthelimitationsofassumptionsabo

6、utthedirectionof2slidingsurfacestabilizingforce,madetheassumptionthatthedirectionoftheresistedshearstressplumbedthelineLoftheslidingsurfaceandthehorizontalfaceXOZ.(2)Basedontheproposedreasonableassumptions,derivedanewmethodofthree-dimensionallimitequilibriumslopestabilityanalysis,theme

7、thodmeettoforcebalanceofeachcolumnandtheoveralltorquebalanceonthethreeaxes.Throughcomparingtheresultsofexamplescalculatedbythenewmethodtotheresultswithexistingalgorithmsshowsthatthismethodisreasonable(3)Summeduptheexistingthedefinitionofthesafetyfactor,notedthatthedefinitionofvectors