為考慮巖土體剪脹特性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,基于非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則,利用等效內(nèi)摩擦角的概念對(duì)原抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行修正,以修正后的等效參數(shù)c^*,φ^*探討剪脹角對(duì)巖土體強(qiáng)度的影響,結(jié)合傳統(tǒng)強(qiáng)度折減法以及基于臨界曲線的雙系數(shù)折減法,求解基于修正后等效參數(shù)計(jì)算的邊坡安全系數(shù),并給出安全系數(shù)的取值方法。結(jié)果表明:采用等效參數(shù)來(lái)考慮剪脹角的影響是可行的;隨剪脹角的增大安全系數(shù)增大,且增長(zhǎng)速度變緩,剪脹角在0～25°范圍內(nèi)對(duì)安全系數(shù)的影響顯著,在實(shí)際工程計(jì)算中需要考慮剪脹角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響;基于臨界曲線的雙系數(shù)折減法可較為直觀地體現(xiàn)出剪脹角的影響程度,在研究剪脹角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響時(shí)可采用此方法進(jìn)行分析。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020,16(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

塑性應(yīng)變摩爾圓

根據(jù)廣義塑性理論[6],關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則是非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則中的1種特殊情況,其只適用于塑性勢(shì)面與屈服面相同的材料,塑性勢(shì)面的法線方向表征材料的流動(dòng)方向,即速度矢量方向V;而屈服面則是材料應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到屈服狀態(tài)的面。由Kumar等[7]得出的各參數(shù)在破壞面上的關(guān)系簡(jiǎn)化圖如圖2所示,圖2中Mohr-Coulomb屈服曲線與摩爾應(yīng)力圓相切于A點(diǎn),塑性勢(shì)面與屈服面重合,即相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則,此時(shí)塑性速度矢量V與塑性勢(shì)面垂直且與剪切應(yīng)變方向Q的夾角即剪脹角ψ,此時(shí)ψ=φ。C點(diǎn)的剪應(yīng)力τ=τmax,AC段塑性速度矢量V與剪切應(yīng)變方向Q夾角的變化范圍為0≤ψ≤φ。剪脹性會(huì)影響巖土體的塑性變形,而應(yīng)力會(huì)隨著塑性區(qū)的變化而重新分布,當(dāng)巖土體服從非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則時(shí),塑性區(qū)的應(yīng)力重分布會(huì)使其殘余強(qiáng)度低于滿足關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則時(shí)的強(qiáng)度,此時(shí)需要對(duì)巖土體強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行修正。因此,Davis[8]提出等效摩擦角的概念。目前,較多學(xué)者采用Davis所提出的等效摩擦角的概念來(lái)考慮剪脹角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響[9-10]。在非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則條件下,A點(diǎn)的塑性矢量V與破壞面不垂直,將A點(diǎn)的破壞狀態(tài)移至B點(diǎn),得到等效摩擦角和巖土體內(nèi)摩擦角之間的關(guān)系,由圖2幾何關(guān)系可知,剪脹角與等效內(nèi)摩擦角之間的關(guān)系式如式(5)～(6)所示:

邊坡安全系數(shù)即某一滑面所能提供的抗滑力與沿該面實(shí)際下滑力的比值。本文簡(jiǎn)要分析邊坡抗滑力變化過(guò)程,在給定邊坡上,過(guò)坡腳做任意圓弧DE,半徑為r,假設(shè)潛在滑面為DE,滑體為DEF,如圖3所示[11]。將自重應(yīng)力W分解為平行于滑面的Wsinα與垂直于滑面的Wcosα,則抗滑力R如式(7)所示:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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