不同形狀邊坡穩(wěn)定性研究及其工程應(yīng)用.pdf

1、隨著大規(guī)模工程建設(shè)的開展,在工程建設(shè)領(lǐng)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(jì)合理乃至成敗的重要因素?；隆⒈浪瘸Ｒ姷倪吰率Х€(wěn)形式,均受到邊坡形狀因子的影響,諸如坡度、坡長(zhǎng)、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(duì)其穩(wěn)定性的影響是一項(xiàng)具有理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)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(chǔ)上,采用理論分析、數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,對(duì)不同形狀因子的邊

2、坡穩(wěn)定性問題進(jìn)行了研究,并將研究結(jié)果應(yīng)用到實(shí)際工程中。本文的主要研究成果如下:
　　 1、運(yùn)用彈性力學(xué)對(duì)圓形和橢圓形邊坡進(jìn)行了空間力學(xué)分析,推導(dǎo)出兩種形狀邊坡的臨界滑動(dòng)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(guān)系,結(jié)果表明臨界滑動(dòng)角與開挖深度成正比關(guān)系;另外,基于彈性力學(xué)基本理論,推導(dǎo)出了深凹邊坡最佳形狀和最佳邊坡角的數(shù)學(xué)公式。
　　 2、首次提出利用軸比λ(λ=a/6,a橢圓短軸、b橢圓長(zhǎng)軸)定義邊坡

3、的形狀,當(dāng)λ=0時(shí),坡面形狀為平面型;當(dāng)λ=1/5,1/4,1/3,1/2時(shí),坡面形狀為橢圓型。當(dāng)λ=1/1時(shí),坡面形狀為圓型。
　　 3、當(dāng)λ=0時(shí),即邊坡坡面為直線型時(shí),利用數(shù)值模擬分析軟件研究得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　 ①當(dāng)邊坡形狀,容重、尺寸一定時(shí),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(guān)系,滑移面隨著λcφ的增大而加深;②當(dāng)λcφ為一定值時(shí),破壞面的最大深度

4、D的增加與坡高H0成正比例關(guān)系。而D/H0數(shù)值的大小與H0無關(guān)。Λcφ與D/H0的之間的數(shù)量關(guān)系可以通過數(shù)學(xué)理論的推導(dǎo)得出,D/H0也是一個(gè)無量綱的參數(shù);③當(dāng)λcφ一定時(shí),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(shí),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(shí),安全系數(shù)F、坡高h(yuǎn)的關(guān)系與安全系數(shù)F、邊坡角α關(guān)系相似。4、當(dāng)λ=1/5、1/4、1/3、1/2、1/1時(shí),即邊坡坡面為凹型時(shí)(包括圓型和