径向条分极限分析法在土坡稳定性分析中的应用.pdf

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1、第31卷第2期矿冶工程V01．31№22011年o4月MININGANDMETALLURGICALENG玎ERGApril201l径向条分极限分析法在土坡稳定性分析中的应用①刘秀军，贺建清(湖南科技大学湖南省普通高等学校土木工程施工过程与质量安全控制重点实验室，湖南湘潭411201)摘要：鉴于传统极限分析法中建立协调速度场的复杂性，构建了圆弧滑动土坡径向条分破坏模式，解决了协调速度场难以建立的问题。基于塑性力学极限分析原理，采用强度储备安全系数定义法，推导出了均质土坡稳定性径向条分极限分析法。算例验证结果表明，该法具有使用简便、可靠性强等优点，对于评价均质土

2、坡的稳定性具有重要的指导意义。关键词：边坡；土坡稳定；圆弧滑动；径向条分；协调速度场；极限分析中图分类号：TU441．35文献标识码：A文章编号：0253—6099(2011)02—0012—04SlopeStabilityAnalysisBasedonLimitAnalysisTheorywithRadialSliceMethodLIUXiu-jun，HEJian—qing(HunanCollegeKeyLaboratoryoftheConstructionProcess，QualityandSafetyofCivilEngineering，HunanUn

3、iversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，Hunan，China)Abstract：Duetothecomplexityinobtainingaharmoniousvelocityfieldwithtraditionallimitanalysismethod，afailuremodeofradialslicemethodwasestablishedforcircularslidingslope．Basedonthetheoryofplasticlimitanalysis，thelimitanalysisfor

4、mulaforhomogeneoussoilslopestabilitywithradialslicemethodwasderivedbasedonthesafetyfactorofthestrengthreserve．Anexampleofverificationshowedthatthismethod，withenhancedconvenienceandreliability，isofsignificantimportanceforevaluatingthestabilityofhomogeneousslopes．Keywords：slope；stabi

5、lityofslope；circularsliding；radialslice；harmoniousvelocityfield；limitanalysis目前众多的边坡稳定性分析方法所求得的安全系素，计算结果偏于保守，属于稳定性问题的下限解l2J。数各不相同，但其搜索出的最危险滑面位置却相差甚与此相比，极限分析法则是一种较新的方法。微⋯。因此，对于一个未知的边坡，可采用较简单的1975年，ChenWF首次在土力学的边坡稳定性评价方法来搜索其最危险滑动面，再采用相对较合理的计领域引入了极限分析方法，为土质边坡稳定性分析方算方法对该滑面上的滑动土体进行力学分析，

6、同样可法做出了开创性的工作j。1997年，Donald&Chen以得到比较精确的结果。然而，如何对一个滑面确定又提出了通过变形协调和塑性力学上限定理求解土质的边坡采用塑性力学原理，获得比较精确的安全系数，边坡稳定性的计算方法，进一步推动了土质边坡稳定仍值得研究和探讨。性极限分析方法的发展_4j。2002年，陈祖煜教授在极工程中常用的土坡稳定性分析方法主要是极限平限分析理论框架下，就土质边坡的垂直条分法和斜条衡法，这类方法的基本特点是把土体竖向分为很多条分法做了深入的研究j。极限分析上限定理从功能块，各条块按极限平衡的原则进行力的分析，各种方法平衡原理人手，考

7、虑了与应力一应变关系相适应的流动的最大不同之处仅仅在于对相邻土条问的内力假定。法则，建立土坡稳定性分析的极限分析计算公式，用于在这类方法中，比较著名的有瑞典圆弧法、毕肖普土坡稳定性分析时，不必象极限平衡法那样对条间力(Bishop)法和简布(Janbu)法等。此类方法由于计算作出假设，因而具有物理概念清晰、应用简单等优点，简单、方便、容易理解，在进行边坡稳定性分析时常常属于稳定性问题的上限解。然而传统上限定理，在建被工程师们作为首选。然而，该方法没有考虑土体的立协调速度场时带有较大的随意性，所建速度场也较应力．应变关系，对条间力的假定也带有一些主观因复杂，无

8、规律可循，使上限定理的应用受到限制。鉴于①收稿日期：