劉 勛 徐順暢

邊坡穩(wěn)定分析是土力學(xué)中的經(jīng)典和熱點(diǎn)問題，在土木工程中，邊坡穩(wěn)定分析是十分重要的問題，例如各種各樣的天然邊坡，高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、港口、碼頭和運(yùn)河等交通設(shè)施，露天礦井、廢渣處理、填埋場(chǎng)、土石壩工程等都需要進(jìn)行穩(wěn)定分析;另外許多其他的人類活動(dòng)包括房屋建筑以及各種填方和挖方工程也需要進(jìn)行穩(wěn)定分析。

目前進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析主要還是應(yīng)用極限平衡方法［1-6］，各相關(guān)規(guī)范均規(guī)定了應(yīng)用簡(jiǎn)化畢曉普法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析的設(shè)計(jì)與校核，在應(yīng)用簡(jiǎn)化畢曉普法進(jìn)行極限平衡穩(wěn)定分析時(shí)，條塊數(shù)目的多少對(duì)結(jié)果影響需要了解，本文針對(duì)這一目的展開探討工作，針對(duì)具體的算例分析得到了許多有意義的結(jié)論。

1 簡(jiǎn)化畢曉普法

簡(jiǎn)化畢曉普法適用于圓弧滑動(dòng)面假定的情況，該法考慮了條塊間水平力的作用，通過考慮失穩(wěn)時(shí)刻的整體力矩平衡條件迭代求解得到滑動(dòng)土體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。

典型土條受力分析示意圖如圖1所示。

其中，F(xiàn)s為潛在滑動(dòng)面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);Wi為土條i重力;coi為土條底部總凝聚力;Qi為水平向的外荷載;Ni，Ui分別為條底的有效法向力和孔隙水壓力;Si為條底剪切力;Rd為Qi對(duì)滑弧圓心的力臂;Ei，Ei-1均為條間力。限于篇幅不再贅述其詳細(xì)的迭代求解過程。

2 算例分析

考慮一典型邊坡，其剖面如圖2所示，土層的計(jì)算參數(shù)如表1所示?？紤]條塊數(shù)目從5到20變化，利用自編的程序?qū)ζ渥钚“踩禂?shù)進(jìn)行了計(jì)算，得到的變化曲線如圖3所示。

表1 土層計(jì)算參數(shù)

由圖3可以看出，隨著條塊數(shù)目的增加，最小安全系數(shù)有變小的趨勢(shì)，但是中間略有反復(fù)，建議在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析時(shí)取條塊數(shù)目為20或者更大，但過大的條塊數(shù)會(huì)影響計(jì)算的速度。條塊數(shù)為20對(duì)應(yīng)的邊坡臨界滑動(dòng)面如圖4所示，滑出點(diǎn)經(jīng)過坡腳。

3 結(jié)語

對(duì)一典型的邊坡進(jìn)行了簡(jiǎn)化畢曉普法的極限平衡穩(wěn)定性分析，探討了條塊數(shù)目對(duì)最小安全系數(shù)的影響，建議在對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，條塊數(shù)目取為20或者以上，過小的條塊得到的結(jié)果偏大。

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