不同形狀邊坡穩(wěn)定性研究及其工程應用.pdf

1、隨著大規(guī)模工程建設的開展,在工程建設領域出現(xiàn)了越來越多的工程邊坡,這些邊坡又往往制約工程是否經(jīng)濟合理乃至成敗的重要因素?；?、崩塌等常見的邊坡失穩(wěn)形式,均受到邊坡形狀因子的影響,諸如坡度、坡長、坡高、表面形態(tài)等,其中最重要的因素是邊坡形狀。因此,研究邊坡形狀對其穩(wěn)定性的影響是一項具有理論研究價值和實際工程應用價值的重大課題。
　　 本文在回顧和總結(jié)國內(nèi)外邊坡研究現(xiàn)狀的基礎上,采用理論分析、數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,對不同形狀因子的邊

2、坡穩(wěn)定性問題進行了研究,并將研究結(jié)果應用到實際工程中。本文的主要研究成果如下:
　　 1、運用彈性力學對圓形和橢圓形邊坡進行了空間力學分析,推導出兩種形狀邊坡的臨界滑動角,巖石容重,巖石的環(huán)向彈性模量,開挖半徑及摩擦系數(shù)之間的關系,結(jié)果表明臨界滑動角與開挖深度成正比關系;另外,基于彈性力學基本理論,推導出了深凹邊坡最佳形狀和最佳邊坡角的數(shù)學公式。
　　 2、首次提出利用軸比λ(λ=a/6,a橢圓短軸、b橢圓長軸)定義邊坡

3、的形狀,當λ=0時,坡面形狀為平面型;當λ=1/5,1/4,1/3,1/2時,坡面形狀為橢圓型。當λ=1/1時,坡面形狀為圓型。
　　 3、當λ=0時,即邊坡坡面為直線型時,利用數(shù)值模擬分析軟件研究得出以下幾點結(jié)論:
　　 ①當邊坡形狀,容重、尺寸一定時,滑移面的的位置僅僅依賴于λcφ(無量綱參數(shù):λcφ=c'/γH0tanφ'),而與其他參數(shù)沒有關系,滑移面隨著λcφ的增大而加深;②當λcφ為一定值時,破壞面的最大深度

4、D的增加與坡高H0成正比例關系。而D/H0數(shù)值的大小與H0無關。Λcφ與D/H0的之間的數(shù)量關系可以通過數(shù)學理論的推導得出,D/H0也是一個無量綱的參數(shù);③當λcφ一定時,內(nèi)摩擦角φ'的大小在邊坡安全系數(shù)F=1.0是不隨著高度H0變化的;④h不變時,安全系數(shù)F隨邊坡角α的增大而呈現(xiàn)遞減規(guī)律;α不變時,安全系數(shù)F、坡高h的關系與安全系數(shù)F、邊坡角α關系相似。4、當λ=1/5、1/4、1/3、1/2、1/1時,即邊坡坡面為凹型時(包括圓型和