利用能量法的边坡强度参数反演研究

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1、第37卷，第1期公路工程Vo1．37，No．12012年2月HighwayEngineeringFeb．，2012利用能量法的边坡强度参数反演研究石耀华(常德市桃源公路管理局，湖南常德415700)[摘要]强度参数反演是获取岩土工程参数的重要手段之一。传统的位移反分析方法需要对岩土体进行位移监测，耗费较多的时间和资金。本文在极限分析上限定理的基础上进行安全系数的求解。并分析边坡的几何及参数连续性，将边坡破坏断面两侧的断面的安全系数视为1。通过做出不同断面的c一曲线，其曲线的交点即为反演所得的参数值。结果表明，其结果与试验值符合较好，效果较好。[关键词】极限分析

2、；边坡工程；参数反演；关系曲线【中图分类号】U416．14[文献标识码】A[文章编号]1674—0610(2012)O1—0203—04SoilslopestrengthparameterbackanalysisbasedonenergymethodSHIYaohua(TaoyuanHighwayAdministration，Changde，Hunan415700，China)[Abstract]Thebackanalysisisanimportantmeansforobtainingthestrengthparametersofthegeotechnical

3、mass．Thetraditionmethod，knownasthedisplacementbackanalysis，needthedataofthedisplacementmonitoring，whichspentmuchtimeandfunds．Inthispaper，thesafetyfactorissolvedbytheupperboundtheoremthesafetyfactoroftheslopesectionnearthefailuresectionisconsideredas1．Theinversionparameterisobtainedb

4、ythec—tpcurveofdifferentsections．’Theresultshowstheinversiondatacoincideswellwiththetestdata．[Keywords]limitanalysis；slopeengineering；bankanalysis；relationcurve析。但是明确岩土内部的位移，往往需要对土体进1概述行位移监测，而监测需要较长的时间和较多的资金对边坡或者隧道进行稳定性分析时，获取正确支持一引。的强度参数是保证分析结果正确的必要条件。实践本文通过将极限分析和反分析方法相结合，通中，土工试验是获取

5、c，等强度参数的基本且有效过对监测断面的选取和安全系数的估计，对路基边的方法。对于材料的空间变异性不强的岩土体，采坡进行参数反演。用试验方法技术成熟，结果可靠，被广泛的应用于实2基于能量原理的安全系数求解’际工程中。而对于某些岩土体，由于内部强度参数分布不均，取样地点将对试验结果造成较大影响，试根据摩尔库伦准则的原理，边坡的滑动面形状验结果离散型较大，如果将试验结果作为计算参数，为对数螺旋线，因此在边坡上限分析中滑也较将对计算结果造成较大影响。在这些情况下，强度常采用这种旋转破坏机构。在评价边坡稳定性时，参数反分析作为获取强度参数的有效手段，得到广常常采用稳定

6、系数Ⅳ，将作为边坡稳定性的评价指泛的应用。标，和常用的边坡安全系数F不能统一，不利于工传统的反分析方法往往需要建立数值计算模程应用。基于极限分析上限定理分析了边坡的安全型¨】，通过调整模型参数使计算位移值与实测位系数F。以通过坡趾的对数螺旋线间断机构为例移值差值最小，此时的模型的强度参数即为反演所说明方法：得的强度参数。这种反演方法的目标函数主要依据图l表示一个旋转间断机构，其破坏面假设通是计算和实测为位移值的差值，可以称为位移反分过坡趾。三角形区域ABC绕旋转中心O相对对数[收稿日期】2011—12-16[作者简介】石耀华(1971一)，男，常德桃源人，工程

7、师，主要从事公路项目养护、管理与研究工作。204公路工程37卷螺旋线BC以下的静止材料作刚体旋转。因此BC是一速度间断面。假象机构可由三个变量确定。由{cos寺co+cos×几何关系可知，H／r。、L／r。可由变量0h，0。确定：exp[(^一。)tan])(6)昙={sinc+×内部耗散功率：(。。)：exp[(^一Oo)tan]一sin(0。+))(1)sin(0^一0o)sin(0+卢)r0sin(Oh+a)sin(h+)sin(fl一0c)×{exp[2(tan]一1)(7)使外功率与内部能量耗散功率相等，得边坡的{exp[(0^一00)tanq~]s

8、in(0^+)一临界高度：sin(00