邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)法改進(jìn)與計(jì)算系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)法是目前確定任意形狀臨界滑動(dòng)面最有效的方法之一。經(jīng)過十余年的發(fā)展，邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)法已初步成為計(jì)算邊坡穩(wěn)定性的新方法，但其在水力、加固等復(fù)雜條件下的應(yīng)用尚需進(jìn)一步研究、完善。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，在不同水力條件及加固措施下對(duì)邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，拓展其應(yīng)用范圍，使其成為理論嚴(yán)密、功能完善、通用性更強(qiáng)的邊坡穩(wěn)定分析新方法。同時(shí)，本文在課題組已有研究成果的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一款人機(jī)交互性能良好的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算系統(tǒng)

2、。本文完成的主要研究工作和成果總結(jié)如下:
　　(1)水力條件下的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法研究。針對(duì)鄰水岸坡坡外水位變化及坡內(nèi)非飽和-非穩(wěn)定滲流的復(fù)雜情況，結(jié)合有限元滲流計(jì)算得到孔隙水壓力場(chǎng)，并基于非飽和土的抗剪強(qiáng)度理論，對(duì)邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行改進(jìn)，提出非飽和-非穩(wěn)定滲流條件下的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法;針對(duì)河岸崩塌問題的分析和研究，在考慮江河水位變化及坡內(nèi)非穩(wěn)定滲流基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮水流沖刷引起的河床沖深及河岸后退，提出了水流沖刷過程中的

3、邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法，適用于天然江河崩岸的預(yù)測(cè)與模擬;針對(duì)具有較大張裂縫的邊坡，在強(qiáng)降雨條件下雨水沿張裂縫入滲易積水形成靜水壓力而對(duì)邊坡穩(wěn)定不利的情況，結(jié)合降雨條件下飽和-非飽和滲流分析，考慮降雨過程中的瞬態(tài)孔隙水壓力場(chǎng)與瞬態(tài)強(qiáng)度場(chǎng)，并同時(shí)考慮張裂縫充水時(shí)的靜水壓力，提出降雨條件下具有張裂縫的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法，解決了張裂縫靜水壓力影響下的任意形狀滑動(dòng)面搜索問題。代表性算例及工程應(yīng)用驗(yàn)證了水力條件下邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法的合理性及

4、可靠性。
　　(2)加固條件下的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法研究。傳統(tǒng)方法計(jì)算錨固力作用下邊坡穩(wěn)定性時(shí)，將錨固力作為集中力處理，針對(duì)錨固力傳統(tǒng)處理方式下的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)方法在搜索任意形狀臨界滑動(dòng)面時(shí)會(huì)使得滑面發(fā)生突變，且得到的滑面正應(yīng)力和條間力分布極不合理的問題，將半無(wú)限體受集中力作用的彈性力學(xué)近似解作為錨固力等效內(nèi)力模型，提出了更為合理的錨固結(jié)構(gòu)作用下的邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法;此外，針對(duì)確定加筋土邊坡破裂面位置和形狀這一難點(diǎn)，將加筋作

5、用視為滑動(dòng)面上的等效力，同時(shí)考慮力與力矩平衡，建立了基于嚴(yán)格法的加筋土邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算方法。通過典型算例及工程應(yīng)用表明，加固措施會(huì)影響邊坡臨界滑動(dòng)面的形狀和位置，上述方法能夠搜索到加固作用下更合理的臨界滑動(dòng)面，得到的安全系數(shù)也更合理、更可靠。
　　(3)以面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言C＃為開發(fā)工具，在Visual Studio2013開發(fā)平臺(tái)上，建立了邊坡臨界滑動(dòng)場(chǎng)計(jì)算系統(tǒng)，并自帶繪圖功能，可通過繪圖來(lái)建立邊坡計(jì)算幾何模型。通過4個(gè)典