成层土质边坡稳定性极限曲线法-长江科学院院报.PDF

　 第３２卷第１期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．１　　 　　２０１５年 １月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｊａｎ．２０ １５　 　 　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１５．０１．０２０ ２０１５，３２（０１）：９７－１０１ 成层土质边坡稳定性极限曲线法 方宏伟，赵丽军 （辽宁省交通高等专科学校 道桥系，沈阳　１１０１２２） 摘　要：滑移线场理论在非均质边坡稳定性分析中的单独应用还未见相关报道，提出了基于该理论以土坡变形情 况评价成层土坡稳定性的极限曲线法。该法是求有重边坡极限荷载的逆过程，是强度折减法的对偶过程。以极限 稳定状态下坡面曲线与原坡面线相交为变形破坏准则，定义了安全度（ＤＯＳ）和破坏度（ＤＯＦ）２个稳定性评价指标。 将均质土体的特征线法方程组拓展为成层土体情形，原方程组为其特例；依据将土层分界面看成特殊应力间断面 的观点，研究了滑移线在土层分界面发生折射的条件与公式。相对于传统方法，该法不必假定和搜索滑裂面。７个 成层土坡实例计算结果证明了变形破坏准则的正确性，ＤＯＳ，ＤＯＦ与安全系数的评价结论一致，表明该法对成层土 坡具有一定适用性。 关键词：成层土质边坡；极限曲线法；变形破坏准则；土体特征线方程组；滑移线折射 中图分类号：Ｐ６４２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－５４８５（２０１５）０１－００９７－０５ 　　目前，滑移线法在边坡稳定性分析中的应用主 ［１］ 要是求无重均质土体极限荷载 及根据有限元计 １　基本概念与计算公式 ［２］ 算结果求临界滑裂面 ，而独立的在非均质边坡中 的应用还未见相关报道。文献［３］在应用该法计算 １．１　基本概念 基坑土压力时，提出将土层分界面看成一种特殊应 对于有重均质边坡，滑移线法计算极限荷载时要 ［１］ 力间断面的观点，并给出了相应计算公式。文献 求坡面为凹形曲线 ，其逆过程为在极限荷载作用 ［４］认为该法对边坡合理形状设计具有启发意义， 下，极限稳定状态下的坡面形状为凹形曲线。以坡脚 Ａ．Ｍ．Ｃｅｈｋｏｂ通过以该理论为依据的试验得到的 为原点，将地基以上边坡土体放入第一象限，设坡高 均质土体边坡在自重作用下极限稳定坡面曲线公 为Ｈ，将边坡坡面线与极限稳定坡面曲线之间的面积 式，与文献［５］通过有限元分析论证堆石坝合理边 Ｓ和边坡坡面线覆盖在正ｘ轴上的面积Ｓ之比定义 １ ２ 坡形状是上陡下缓（凹形）非线性函数的结论相一 为安全度ＤＯＳ（ＤｅｇｒｅｅｏｆＳａｆｅｔｙ），见图１（ａ）。此时极 致。文献［６］认为应该联系边坡变形发展过程定量 限坡面曲线与正ｘ轴的交点ｘ ＞０，设坡脚到坡顶横 １１ ｘ 估定其稳定性和安全程度，提出将破坏坡度与实际 ２２ 坐标ｘ，Ｓ ＝ｘＨ／２，Ｓ ＝ ｆｄｘ，ｆ为极限坡面曲线 ２２ ２ ２２ ３ ∫ 坡度之比作为安全系数