基于模型試驗(yàn)和數(shù)值分析的粗粒土邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、以往的土坡穩(wěn)定分析基本上都是基于粘性土邊坡展開的，研究較多。對于粗粒土，由于在強(qiáng)度與變形特性方面與粘性土存在差異，其土坡失穩(wěn)時(shí)的變形破壞規(guī)律和滑面形態(tài)與粘性土坡有一定不同，在這方面少有人進(jìn)行專門研究，值得深入研究。 土坡在發(fā)生整體破壞之前，往往伴隨著相當(dāng)大的垂直沉降和側(cè)向變形，剛體極限平衡法因沒有考慮邊坡的變形不能準(zhǔn)確反映邊坡的穩(wěn)定性，其計(jì)算結(jié)果是有誤差的；有限元強(qiáng)度折減法是一種很有前景的邊坡穩(wěn)定分析方法，該法的關(guān)鍵問題是臨界破

2、壞狀態(tài)的確定，即如何定義失穩(wěn)判據(jù)，而現(xiàn)有的各種失穩(wěn)判據(jù)存在一些應(yīng)用上的缺陷。 基于以上分析，本文進(jìn)行了室內(nèi)粗粒土邊坡的模型試驗(yàn)，研究了粗粒土邊坡變形失穩(wěn)規(guī)律及其失穩(wěn)時(shí)的滑裂面形態(tài)特征；同時(shí)利用非線性彈性有限元法模擬了模型土坡極限狀態(tài)時(shí)的變形特征和失穩(wěn)時(shí)的滑面形態(tài)；采用有限元法研究了變形對土坡穩(wěn)定性的影響；最后，對有限元強(qiáng)度折減法在粗粒土邊坡中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。 具體研究成果如下：(1)利用模型試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了不同坡比和加壓

3、板寬的6組粗粒土邊坡模型試驗(yàn)，研究了模型土坡坡面特征點(diǎn)的位移規(guī)律、邊坡內(nèi)的位移場分布和發(fā)生失穩(wěn)破壞后滑裂面的形態(tài)特征； (2)采用傳統(tǒng)極限平衡條分法計(jì)算了各模型土坡極限狀態(tài)時(shí)坡項(xiàng)的極限荷載，用非線性彈性有限元法模擬了極限荷載作用下各模型土坡的變形、破壞特征和滑裂面形態(tài)，并與模型試驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了有限元法的可靠性； (3)利用平面應(yīng)變有限元法計(jì)算土坡的應(yīng)力場，再利用圓弧搜索法對土坡在不同變形條件下穩(wěn)定性的變化規(guī)