邊坡工程穩(wěn)定性極限分析.pdf

1、本論文研究了邊坡及其支護結構穩(wěn)定性分析的塑性力學極限分析法，從自然極限分析非線性破壞準則的應用、自然邊坡破裂面位置和形狀的判識、邊坡支護結構的動、靜穩(wěn)定性分析的角度探討了邊坡及其支護結構塑性力學極限分析的上限解答。
　　 1.Baker提出非線性破壞準則是一種廣義的巖土體強度準則，常規(guī)的M-C強度準則、格里菲斯強度準則以及Hoek-Brown強度準則均為其特例。該準則通過大量的三軸試驗引入無量綱強度參數A、n、T，A為尺度參數用

2、于控制剪切強度的大小；n為準則曲線的次數用于控制曲率；T為轉換參數用于控制準則曲線與σ軸的位置并反映出無量綱拉伸強度。以Baker非線性強度準則為基礎，以極限分析上限法為工具，采用“切線法”思想研究了靜、動荷載下邊坡的穩(wěn)定性，推導了相關的計算公式，將邊坡的穩(wěn)定性問題轉化為含多變量的數學優(yōu)化問題并給出最優(yōu)解。通過算例分析，研究了非線性強度參數對邊坡穩(wěn)定系數與屈服加速度系數的影響。結果表明：邊坡穩(wěn)定系數隨無量綱參數A、T的增加而增大；邊坡屈

3、服加速度系數隨坡高、坡角的增加而降低。
　　 2.將極限分析上限定理與條分法結合，研究了邊坡潛在破裂面的位置和形狀與穩(wěn)定性判識。將邊坡潛在破裂面看成是由若干段組合而成的復合破裂面，并沿各段將邊坡垂直條分為多塊體，分別計算各塊體外功率與內能耗散，建立邊坡穩(wěn)定系數的多元函數，利用數學優(yōu)化方法給出邊坡穩(wěn)定系數的最優(yōu)解，從而可以方便地給出邊坡潛在破裂面形狀及其對應的邊坡穩(wěn)定系數。
　　 3.研究了地震荷載作用下擋土墻動力穩(wěn)定性分

4、析與填土破裂面滑移位置的確定方法。將擋土墻與填土作為一個整體體系進行考慮并發(fā)生滑移破壞，建立地震屈服加速度系數關于破裂面與水平方向的夾角、第二破裂面與豎直方向的夾角的二元函數，并給出地震屈服加速度系數的最優(yōu)解，從而得到臨界屈服加速度系數，并揭示了各參數對擋土墻動力穩(wěn)定性與破裂面滑移位置的影響。
　　 4.合理得沉入深度和最優(yōu)設置位置是沉入式抗滑樁設計的關鍵，如果沉入深度過大可能導致上部坡體發(fā)生越頂破壞，形成新的次級滑動，沉入深度

5、過小起不到降低工程投資的目地。在假設渭面為通過坡趾下端的對數螺旋曲線基礎上，研究了確保邊坡穩(wěn)定抗滑樁所需提供的最小抗力；在抗滑樁設置位置和沉入深度優(yōu)化分析中，采用基于極限分析的扇形條分法，對可能出現的次級滑面形狀及其穩(wěn)定性進行了預測研究。分析了沉入式抗滑樁設置位置、沉入深度對邊坡穩(wěn)定性及其抗力的影響，從而為沉入式抗滑樁的優(yōu)化設計提供了一種理論方法。
　　 5.邊坡上修筑各類建筑物與構筑物，由于基礎荷載會影響邊坡的穩(wěn)定性，荷載過大

6、甚至會引起滑坡。對此，以坡頂條形基礎荷載作用于邊坡穩(wěn)定性為研究模型，分析附加應力對邊坡的穩(wěn)定性的影響。對于穩(wěn)定性較差的土質邊坡，我們采用抗滑樁進行超前支護，研究地震荷載作用下超前支護樁加固邊坡的抗力荷載、臨界屈服加速度的影響因素。
　　 6.對于開挖邊坡，提出超前支護的思想。研究了高切坡穩(wěn)定性判識、超前支護樁和超前支護錨索加固高切坡的地震屈服加速度和永久位移計算的極限分析方法。根據上限定理進行推導，分別建立了安全系數以及屈服加速