改進的最小勢能邊坡穩(wěn)定性分析方法及程序開發(fā).pdf

1、我國自然地理環(huán)境及工程中存在大量的邊坡，邊坡一旦發(fā)生失穩(wěn)、滑塌等災(zāi)害，就會造成重大人員傷亡、巨額經(jīng)濟損失和工程建設(shè)受阻等事件，因此開展邊坡穩(wěn)定性的研究具有重要的理論和實踐意義。論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目（NO.51304084）以及江西省自然科學(xué)基金（NO.20151BAB206026），針對任意形狀滑面的邊坡，考慮了剪切勢能對邊坡穩(wěn)定性的影響，提出了改進的最小勢能邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究，主要的研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）

2、針對任意形狀滑裂面的二維邊坡，考慮了滑面上儲存的剪切勢能建立計算模型，通過滑體上的作用力沿著虛位移方向上的靜力平衡關(guān)系求解提供剪切勢能的剪應(yīng)力，進而得到系統(tǒng)總勢能函數(shù)?；谧钚菽茉砬蟮没w虛位移，通過力與位移的關(guān)系求得相應(yīng)的抗滑力與下滑力，進而得到安全系數(shù)，改進了最小勢能二維邊坡穩(wěn)定性分析方法。
　?。?）在最小勢能二維邊坡穩(wěn)定性分析方法的基礎(chǔ)上進行擴展，建立三維計算模型。針對任意形狀破壞面的邊坡，考慮了滑面上的剪切勢能，通過

3、滑體虛位移方向上力的靜力平衡關(guān)系求解提供剪切勢能的剪應(yīng)力，提出了一種簡便且合理的剪切勢能計算方式，改進了邊坡三維最小勢能穩(wěn)定性分析方法。
　　（3）運用改進的最小勢能穩(wěn)定性分析方法求解經(jīng)典算例的安全系數(shù)，并其它分析方法的結(jié)果進行對比。結(jié)果表明：文中計算方法得到的結(jié)果與其它方法得到的安全系數(shù)較為接近，表明文中的計算方法是合理且可行的；滑面上儲存的剪切勢能對邊坡的安全系數(shù)的計算結(jié)果會產(chǎn)生影響，且考慮了剪切勢能的計算結(jié)果與其它分析方法的

4、結(jié)果更為接近。
　?。?）為進一步驗證文中改進的三維邊坡最小勢能穩(wěn)定性分析方法的合理性與適用性，設(shè)計了4個不同尺寸的邊坡模型開展室內(nèi)模型試驗，通過堆載得到臨界滑裂面，并借助MATLAB軟件平臺獲取臨界滑面方程，進而運用文中的計算方法求解安全系數(shù)，并將得到的安全系數(shù)與1作比較。
　?。?）基于以上提出的改進的最小勢能邊坡穩(wěn)定性分析方法，運用MATLAB軟件進行了GUI界面模塊設(shè)計，并且將計算模塊與界GUI面模塊進行封裝，完成了