带台阶的多级边坡稳定性上限分析.pdf

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1、第31卷第6期2014年6月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．3lNo．6Jun．2014doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2014．06．001带台阶的多级边坡稳定性上限分析高连生，赵炼恒，李亮，唐高朋(中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)摘要：基于极限分析上限法基本原理和强度折减技术，根据滑坡体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)条件，推导了带台阶的多级边坡整体失稳和可能出现的局部失稳安全系数计算公式。并以3级边坡为例，编审l优化程序，采用序列二次规

2、划迭代算法计算确定最危险滑动面的位置：即对多个可能的滑动面进行搜索，获得安全系数最小(也即稳定性最差)的面作为潜在最危险滑裂面。采用具体算例，对比分析了3级边坡的整体稳定性和可能出现的局部稳定性问题，并由此开展了参数分析。对比分析表明：获得的安全系数较已有方法略小，得到的最危险滑动面与已有结果颇为接近，可以验证其有效性和可行性；参数分析表明：对均质多级边坡，当桌级边坡坡角过大时，边坡更易发生局部失稳；高边坡增设边坡台阶可以有效提高边坡稳定性并降低施工难度。关键词：道路工程；多级边坡；整体失稳；局部失稳；安全系数；强度折减技术；极限分析上限理论中图分类号：U416．1+4文献标识码：

3、A文章编号：1002—0268(2014)06—0001—10AnalysisonUpperBoundofStabilityofMulti-stageSlopewithBenchesGAOLian—sheng，ZHAOLian·heng，LILiang，TANGGao—peng(SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410075，China)Abstract：Basedonthetheoryofupperboundmethodinlimitanalysisandthestrengthreductio

4、ntechnics，accordingtotheconditionofthepoweroftheinternalforceequalstothatoftheexternalforce(virtualpowerequation)whenlandslidebodyisinultimatestate，theformulaofsafetyfactorofmulti—stageslopewithstepswhichoccursoverallinstabilityandpotentiallocalinstabilityisderived．Takinga3一stageslopeforexampl

5、e，thelocationofthemostdangerousslidingsurfaceisdeterminedbyusingpreparedoptimizationprocedureandsequentialquadraticplaniterativealgorithm：whichmeanssearchingapotentialpluralityofslidingsurfacetofindtheslidingsurfacewhosesafetyfactoristheleast(whosestabilityistheworst)asthemostpotentialdangerou

6、sone．Theoverallstabilityandpotentiallocalstabilityof3-stageslopearecomparativelyanalysedbyanalyzingexampleandparameters．Theresultofcomparativeanalysisshowsthat(1)theobtainedsafetyfactorisslightlysmaller，andtheobtainedmostdangerousslidingsurfaceisalsoquiteclosetotheexistingresults，whichcanverif

7、ytheeffectivenessandviabilityofthismethod．Theresultofparametricanalysisshowsthat(1)tohomogeneousmulti—stageslope，localinstabilityiseasilyhappenedwhenslopeangleofastagebecomeslarger；(2)thestabilityofhighslopecanbeimprovedandthedifficulty