斷裂力學在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、邊坡工程的穩(wěn)定性是土木行業(yè)一直以來比較關(guān)注的問題，目前常用連續(xù)介質(zhì)力學的方法對邊坡穩(wěn)定性進行分析，但這些方法都無法考慮邊坡內(nèi)部缺陷對邊坡穩(wěn)定性的影響。斷裂力學的研究對象是帶有宏觀裂縫的結(jié)構(gòu)體，而實際的邊坡正是這種結(jié)構(gòu)體，因此可以用斷裂力學原理分析邊坡的穩(wěn)定性。本文主要針對兩種不同的破壞模式對邊坡的穩(wěn)定性進行分析。
　　對于普通均質(zhì)粘土邊坡，假設(shè)其破壞是由坡項開裂引起的，邊坡穩(wěn)定性的判據(jù)是坡頂裂縫長度是否達到臨界縫長。主要研究內(nèi)容及

2、結(jié)論為:
　?、龠\用有限元軟件，根據(jù)邊坡坡頂不同位置的應(yīng)力強度因子分布確定邊坡最易開裂位置;再確定臨界縫長;在最易開裂位置設(shè)置大于臨界縫長的裂縫，按計算的裂縫擴展角依次往下擴展，直至裂縫貫通，所得破裂面即為基于斷裂力學的邊坡最危險滑動面。根據(jù)裂縫擴展時Ⅰ、Ⅱ型應(yīng)力強度因子的比值判斷邊坡破壞類型為Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型，但是更加趨近于Ⅰ型破壞。
　?、趯⒒跀嗔蚜W和傳統(tǒng)極限平衡法求得的最危險滑動面對比，表明運用斷裂力學原理研究粘土邊坡

3、穩(wěn)定性是可行的。
　　③運用有限元軟件，研究邊坡高度及傾角對邊坡斷裂破壞的影響。得到坡頂最易開裂位置與坡緣距離隨著邊坡高度或傾角的增加而增加;臨界縫長隨著邊坡高度或傾角的增加而減小;隨著邊坡高度或傾角增加，邊坡更加趨近于Ⅰ型破壞。
　　對于內(nèi)部含有共線缺陷裂縫或由層狀巖體構(gòu)成的邊坡，將其缺陷簡化為內(nèi)部的一組共線裂縫，假設(shè)邊坡破壞是由這組共線裂縫擴展導(dǎo)致的。邊坡穩(wěn)定性的判據(jù)是裂縫尖端等效應(yīng)力強度因子是否小于斷裂韌度。主要研究內(nèi)