基于斷裂力學(xué)的粘土邊坡穩(wěn)定性分析.pdf

1、土坡的穩(wěn)定性一直是工程界關(guān)注的問題，目前大都運(yùn)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)進(jìn)行土坡穩(wěn)定性分析。但這些方法都基于滑動(dòng)面形狀已知的情況下進(jìn)行分析，而且對(duì)滑動(dòng)面和條間力引入的假設(shè)具有一定的任意性，并且沒有考慮裂縫對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響。斷裂力學(xué)的研究對(duì)象是帶有宏觀裂縫的物體，而帶裂縫土坡正是這樣的物體，因此可以用斷裂力學(xué)對(duì)土坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 首先，需要建立土的斷裂判據(jù)。本文根據(jù)以往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式，得到了適合于粘土的Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型的斷裂判據(jù)和開裂角

2、公式。 其次，應(yīng)用斷裂力學(xué)的概念及粘土的Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型的斷裂判據(jù)和開裂角公式進(jìn)行粘土邊坡穩(wěn)定性分析。先確定土坡最易開裂的位置；再確定土坡的臨界縫長；最后在土坡最易開裂的位置設(shè)置等于或略大于臨界縫長的初始裂縫，進(jìn)行斷裂力學(xué)分析，模擬裂縫的擴(kuò)展過程，一直到裂縫擴(kuò)展出土坡為止，裂縫擴(kuò)展的軌跡即為土坡的最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。 在考慮降雨入滲的條件下，進(jìn)行粘土邊坡穩(wěn)定性分析。先在土坡中設(shè)立一條臨界線，臨界線以上為受降雨影響區(qū)，臨界線以下為不

3、受降雨影響區(qū)。再進(jìn)行基于斷裂力學(xué)的土坡穩(wěn)定性分析，同理可以確定考慮降雨入滲土坡的最易開裂位置；臨界縫長和最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。 最后，將本文得到的土坡穩(wěn)定性分析結(jié)果與常規(guī)邊坡軟件得到的結(jié)果比較，結(jié)果表明基于斷裂力學(xué)的粘土邊坡穩(wěn)定性分析的可行性。 粘土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂判據(jù)和開裂角公式的建立，為斷裂力學(xué)在土體中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。土坡最易開裂位置、臨界縫長和最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的確定可以為工程設(shè)計(jì)人員提供防裂依據(jù)，幫助施工人員判定土坡的穩(wěn)定性