Taylor摩擦圓法在浸水邊坡穩(wěn)定性計(jì)算中的拓展.pdf

1、Taylor摩擦圓法是經(jīng)典的土坡穩(wěn)定性計(jì)算方法，該方法假定條件少，不需要條分，具有嚴(yán)格的解析結(jié)果，適用于均質(zhì)簡單土坡。本文將該法加以拓展，應(yīng)用于浸水邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算。研究的主要內(nèi)容和成果如下：
　　(1)通過疊加三個(gè)適當(dāng)重度的獨(dú)立邊坡，按照 Taylor摩擦圓法的原理，同時(shí)折減粘聚力和內(nèi)摩擦角，推導(dǎo)出水位下降時(shí)浸水邊坡穩(wěn)定系數(shù)的一般式，簡化該式可以得到水位突降、水位緩降、不浸水及完全浸水等特定工況的穩(wěn)定系數(shù)解析式。
　　(2

2、)在理論成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)已推導(dǎo)的穩(wěn)定系數(shù)式，編寫VB程序，給定水位參數(shù)，計(jì)算三種特定工況下邊坡的最小穩(wěn)定系數(shù)，同時(shí)搜索相應(yīng)的臨界滑動(dòng)面。這三種工況分別為：邊坡不浸水（Taylor模型）、水位緩降以及水位突降。將穩(wěn)定系數(shù)結(jié)果繪制成圖表，總結(jié)水對邊坡穩(wěn)定性的影響。
　　(3)邊坡不浸水時(shí)，進(jìn)一步推導(dǎo)表明：穩(wěn)定系數(shù)是 c/?H1（粘聚力/重度/坡高）的線性函數(shù)。因此，選取c/?H1的兩組值0.1和0.2，繪制穩(wěn)定系數(shù)與坡角、內(nèi)摩擦角的

3、關(guān)系圖表，c/?H1取任意值時(shí)，可以利用這兩張圖表線性插值得到相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)。簡化了利用Taylor穩(wěn)定數(shù)圖表求解穩(wěn)定系數(shù)時(shí)反復(fù)查表、類似迭代的過程。
　　(4)坡外水位下降速度非常慢、土體透水性好時(shí)，可以忽略臨界滑動(dòng)面上的孔隙水壓力。利用程序計(jì)算各個(gè)水位下邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，選取6組邊坡案例，繪制穩(wěn)定系數(shù)與水位位置的關(guān)系，總結(jié)水位緩慢下降對邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律：當(dāng)斜坡陡時(shí)（一般坡角大于60°），穩(wěn)定系數(shù)隨水位下降單調(diào)減??；當(dāng)斜坡緩時(shí)

4、，穩(wěn)定系數(shù)隨水位下降先減小后增大，并且使穩(wěn)定系數(shù)最小的水位在坡腳以上坡高的1/5~1/3處。
　　(5)坡外水位突降、土體滲透性差時(shí)，水位突降范圍內(nèi)、滑面上的孔隙水壓力來不及消散，對邊坡穩(wěn)定性的影響不可忽略。利用程序計(jì)算2組邊坡案例，繪制水位突降程度與穩(wěn)定系數(shù)的關(guān)系，并將邊坡在水位突降與水位緩降時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)相比較，總結(jié)水位突降對邊坡穩(wěn)定性的影響：水位突降情況下，邊坡的穩(wěn)定系數(shù)明顯小于水位緩降時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)，并且水位突降幅度越大，穩(wěn)定