地震作用下錨固邊坡穩(wěn)定性的上限極限分析.pdf

1、以極限分析上限定理為基礎(chǔ)，發(fā)展了地震荷載作用下錨固邊坡穩(wěn)定性的極限分析上限方法?；趯?duì)數(shù)螺線破壞機(jī)構(gòu)，考慮地震荷載、錨固荷載以及巖土介質(zhì)的非線性破壞準(zhǔn)則，對(duì)均質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了上限分析。在此基礎(chǔ)上，考慮邊坡土層分布與坡面型式的復(fù)雜性，基于組合對(duì)數(shù)螺線破壞機(jī)構(gòu)，引入數(shù)值積分，實(shí)現(xiàn)了多階多層復(fù)雜邊坡的穩(wěn)定性上限分析，并拓展至地震荷載以及錨固荷載條件。具體研究?jī)?nèi)容包括四個(gè)方面:
　　(1)以均質(zhì)邊坡為研究對(duì)象，推導(dǎo)了潛在滑坡體上的外力

2、功率與內(nèi)能耗散率的解析表達(dá)式，結(jié)合強(qiáng)度折減技術(shù)和優(yōu)化方法，得到了邊坡的安全系數(shù)上限解及臨界滑動(dòng)面。在此基礎(chǔ)上，考慮地震荷載作用，分別得到了邊坡的安全系數(shù)與屈服加速度系數(shù)上限解，并求解了邊坡的永久位移。通過(guò)典型算例對(duì)比分析，驗(yàn)證了本文方法的正確性，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。此外，對(duì)地震力偏角的分析表明，地震系數(shù)一定時(shí)，可以認(rèn)為最不利方向與邊坡傾向一致。
　　(2)考慮錨固荷載作用，對(duì)地震作用下的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了上限分析。參數(shù)分析表明:單

3、排錨的最優(yōu)錨固角度有隨著錨固位置靠近坡趾增大的趨勢(shì)，但總體保持在0°～15°范圍內(nèi);錨固位置越靠近坡趾時(shí)加固效果越好，但應(yīng)注意邊坡的局部穩(wěn)定性，防止不利的局部失穩(wěn);多排錨加固邊坡時(shí)，坡面上部的錨應(yīng)盡量水平設(shè)置，下部錨的錨固角度應(yīng)在0°～15°范圍內(nèi);水平地震荷載對(duì)錨加固邊坡的穩(wěn)定性影響顯著，在水平地震荷載較大時(shí)，應(yīng)考慮地震荷載對(duì)邊坡穩(wěn)定性的不利影響。
　　(3)考慮非線性Hoek-Brown破壞準(zhǔn)則，采用“外切線法”，對(duì)錨固邊坡的

4、地震穩(wěn)定性進(jìn)行了上限分析。參數(shù)分析表明:Hoek-Brown參數(shù)GSI、mi與D均對(duì)邊坡的穩(wěn)定性有顯著影響，尤其以GSI的影響最為顯著，D次之，mi的影響最小;對(duì)于巖體綜合質(zhì)量好、外部擾動(dòng)小的邊坡，地震荷載對(duì)其穩(wěn)定性的削弱更為顯著;單排錨的最優(yōu)錨固角度在0°～15°范圍內(nèi)，而錨的位置越靠近坡趾加固效果越好，但應(yīng)考慮錨上部坡體的局部穩(wěn)定性，為避免局部失穩(wěn)，可采用多排錨的加固方案。
　　(4)以多階多層復(fù)雜邊坡為研究對(duì)象，使用直角坐標(biāo)