基于点稳定系数法的斜坡稳定性分析_马建全

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1、第４５卷第２期吉林大学学报（地球科学版）Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．２２０１５年０３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｒ．２０１５马建全，王念秦，张新社．基于点稳定系数法的斜坡稳定性分析．吉林大学学报：地球科学版，２０１５，４５（２）：５３３－５４０．ｄｏｉ：１０．１３２７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｊｕｅｓｅ．２０１５０２２０１．ＭａＪｉａｎｑｕａｎ，ＷａｎｇＮｉａｎｑｉｎ，ＺｈａｎｇＸｉｎｓｈｅ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＳｌｏｐｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄｏｎＬｏｃａｌＦａｃｔｏｒｏｆＳａｆｅｔｙ．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ

2、ＪｉｌｉｎＵｎｉ－ｖｅｒｓｉｔｙ：ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ，２０１５，４５（２）：５３３－５４０．ｄｏｉ：１０．１３２７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｊｕｅｓｅ．２０１５０２２０１．基于点稳定系数法的斜坡稳定性分析马建全１，王念秦１，张新社２１．西安科技大学地质与环境学院，西安７１００５４２．中国地质调查局西安地质调查中心，西安７１００５４摘要：基于莫尔－库伦强度理论构架，界定了点稳定系数的概念，并推导其计算公式。利用Ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ软件建立了均质斜坡模型及计算其应力分布，并在此基础上结合ＭＡＴＬＡＢ软件计算斜坡模型中各点的点稳定系数，勾绘出斜坡体内不同稳

3、定度区域，探析了斜坡稳定性，并与传统极限平衡法进行了对比。对比结果表明：对直立斜坡，两种方法的计算结果均为不稳定，但点稳定性系数法勾绘出坡脚及坡脚底部存在两处不稳定区域；对６０°斜坡，点稳定系数法的计算结果表明坡脚处存在潜在不稳定区域，而极限平衡法的计算结果表明坡体处于稳定状态；对４５°斜坡，两种方法的计算结果均为稳定，计算结果一致。进一步分析得到结论：点稳定系数法不需要假设或指定某一形状滑面进行斜坡稳定性评价，且可考虑应力集中对坡体稳定性的影响；极限平衡法以稳定系数表达计算结果，而点稳定系数法以不稳定区域表达计算结果。在分析了应力和岩土体力学参数因素对点稳定系

4、数法计算结果的敏感性后发现：相对于极限平衡法，岩土体力学参数对点稳定系数法影响更为敏感，存在黏聚力界限点和内摩擦角界限点，且对均质斜坡破坏形式（局部滑动变形破坏或整体压缩变形破坏）起着非常重要的作用。关键词：点稳定系数；极限平衡法；斜坡稳定性ｄｏｉ：１０．１３２７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｊｕｅｓｅ．２０１５０２２０１中图分类号：Ｐ６４２文献标志码：ＡＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＳｌｏｐｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄｏｎＬｏｃａｌＦａｃｔｏｒｏｆＳａｆｅｔｙ１，ＷａｎｇＮｉａｎｑｉｎ１，ＺｈａｎｇＸｉｎｓｈｅ２ＭａＪｉａｎｑｕａｎ１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎ

5、ｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ２．Ｘｉ’ａｎＣｅｎｔｅｒｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，ＣＧＳ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｏｃａｌｆａｃｔｏｒｏｆｓａｆｅｔｙ（ＬＦＳ）ｆｏｒｍｕｌａｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｏｈｒ－ＣｏｕｌｏｍｂｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆＬＦＳｗａｓｒｅｄｅｆｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙ

6、ｕｓｉｎｇＧｅｏｓｔｕｄｉｏｓｏｆｔｗａｒｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭＡＴＬＡＢｆｏｒｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＬＦＳｆｏｒｅａｃｈｐｏｉｎｔｉｎｔｈｅｓｌｏｐｅｍｏｄｅｌｔｏｏｕｔｌｉｎｅｔｈｅｓｔａｂｌｅａｎｄｕｎｓｔａｂｌｅｒｅｇｉｏｎｓｆｏｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｂｙｔｈｅｌｏｃａｌｆａｃｔｏｒｏｆｓａｆｅｔｙｍｅｔｈｏｄ（ＬＦＳＭ）ａｎｄｔｈｅｌｉｍｉｔｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｍｅｔｈｏｄ（ＬＥＭ）ｓｈｏｗｓｔｈａｔｆｏｒａｖｅｒｔｉｃａｌｓｌｏｐｅ，ｂｏｔｈＬＦＳＭａ

7、ｎｄＬＥＭｐｒｅｄｉｃｔｔｈａｔｉｔｉｓｕｎｓｔａｂｌｅ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅＬＦＳｄｅｌｉｎｅａｔｅｄａｚｏｎｅｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌｆａｉｌｕｒｅｂｅｈｉｎｄｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｆａｃｅａｎｄｎｅａｒｔｈｅｔｏｅ．Ｆｏｒａ６０°ｓｌｏｐｅ，ｔｈｅＬＥＭｐｒｅｄｉｃｔｓｔｈａｔ收稿日期：２０１４－０７－０２基金项目：国家自然科学基金重点项目（４１１３０７５３）；国家自然科学基金青年科学基金项目（４１３０２２７６）作者简介：马建全（１９８３—），男，在站博士后，主要从事岩土体稳定方面的科研工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｊｉａｎｑｕａｎ＠ｘｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。５３４

8、吉林大学学报（地球科学版