邊坡臨界滑動場法改進(jìn)與計(jì)算系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、邊坡臨界滑動場法是目前確定任意形狀臨界滑動面最有效的方法之一。經(jīng)過十余年的發(fā)展，邊坡臨界滑動場法已初步成為計(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邊坡臨界滑動場計(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，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場計(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場計(jì)算方法研究。針對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，并基于非飽和土的抗剪強(qiáng)度理論，對邊坡臨界滑動場進(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場計(jì)算方法;針對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、邊坡臨界滑動場計(jì)算方法，適用于天然江河崩岸的預(yù)測與模擬;針對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)孔隙水壓力場與瞬態(tài)強(qiáng)度場，并同時考慮張裂縫充水時的靜水壓力，提出降雨條件下具有張裂縫的邊坡臨界滑動場計(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場計(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場計(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，將錨固力作為集中力處理，針對錨固力傳統(tǒng)處理方式下的邊坡臨界滑動場方法在搜索任意形狀臨界滑動面時會使得滑面發(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場計(jì)算方法;此外，針對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、用視為滑動面上的等效力，同時考慮力與力矩平衡，建立了基于嚴(yán)格法的加筋土邊坡臨界滑動場計(jì)算方法。通過典型算例及工程應(yīng)用表明，加固措施會影響邊坡臨界滑動面的形狀和位置，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)語言C＃為開發(fā)工具，在Visual Studio2013開發(fā)平臺上，建立了邊坡臨界滑動場計(jì)算系統(tǒng)，并自帶繪圖功能，可通過繪圖來建立邊坡計(jì)算幾何模型。通過4個典