浅谈最小势能原理在边坡稳定性分析中的应用研究

《浅谈最小势能原理在边坡稳定性分析中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国科学院武汉岩土力学研究所博士学位论文最小势能原理在边坡稳定性分析中的应用研究姓名：李小强申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：白世伟20040101摘要Mauldon和Ureta针对一种特殊形状岩质边坡，利用最小势能原理进行稳定性分析。本文在他们工作的基础上，从能量角度出发，提出一种针对一般边坡的稳定性分析新方法；并对边坡稳定性分析软件的开发进行了研究。所做的具体工作主要有：1．验证了Mauldon和Ureta提出的岩质棱柱体模型。分别用Hock介绍的方法和Mauldon的方法对两个面的楔体边坡进行了计算，结果表明二者完全一致。2．在Mauldon工作基础上，推导T--维情况下，

2、边坡稳定分析计算公式。按照Fellenius对安全系数的定义，根据力矩平衡推导了匀质土坡安全系数公式；在此基础上，推导了多种材料边坡安全系数计算公式；针对非圆弧滑动面，推导了根据力平衡求解安全系数公式。3，比较了各种二维极限平衡方法和二维最小势能方法。通过大量的算例，计算结果表明最小势能方法和严格条分法误差在3％之内。4．在二维方法基础上，应用最小势能原理，推导了三维情况下，边坡稳定性分析公式；并用一些通用算例对三维方法进行了验证。5．开发了边玻稳定性分析软件原型MPE。此原型具有完善的前处理功能；可以用文中介绍的方法和Fcllcnius法进行稳定性分析；具有自动搜索最危险滑动面功能；在

3、此原型基础上可以方便的添加其他的计算方法。6．在开发软件原型中，提出了一种进行不规则区域求交的新算法。7，使用ACADS考题对软件原型进行了考核。8，应用本文介绍的方法对西源岭边坡进行了稳定性分析。关键词：边坡最小势能安全系数极限平衡RESEARCH0NSLOPESTABILllrYANALVSISUSINGTHEPRINCIPLEoF^ⅡNIMUMPOTENTIALENERGYLiXiaoqiang(GeotechnicalEngineering)DirectedByProfessorBaiShiweiAbstract：MauldonandUmtausedthePrincipleofM

4、inimumPotentialEnergytoanalyzethestabilityofrockprism．BasedontheirWOrk,fromthepointofviewoftheener雹”,thispaperproposedanewmethodtoanalyzecommonslopes'stability,endmadearesearchofsofrwaredevelomentonsinpe'sstability．Thespecificworkincluding：1．ValidatedtherockyprismmodelthatproposedbyMauldonendUret

5、a．UsedthetwomethodsthatproposedbyHockendMauldonendcalculatedwedgeslope，whichhastwosides，theresultsshowedthatthosetwomethodsarethesame．2．BasedonMauldontswork,ealeulatedtheformulaunderthetwo-dimeusionalsituation．Accordingtothedefineofthefactorofstabilityendmomentbalancetheory,calculatedthefactorofs

6、tabilityofsimpleslope，endonthebaseofwhich，proposedthefactorofstabilityformulaofallkindsofmaterialsslope．Fornon-circleslippage，proposedthefactorofstabilityformulaaccordingtopowerbalance．3．Comparedallkindsoftwo-dimensionlimitequilibriummathodsendtwo-dimensionthePrincipleofMinimumPotentialEnergymeth

7、ods．Bycalculatingalotofexamples，theresultsindicatedthatthePrincipleofMinimumPotentialEnergymethodandstrictspencermethods’errorswithin3％．4．Basedontwo,dimensionmethod，proposedslopestabilityanalyzeformulaunderthethree-dim