【摘要】：地球表面存在大量的自然和人工邊坡,在地質(zhì)作用以及各種外界因素影響下容易發(fā)生失穩(wěn),邊坡一旦失穩(wěn)將造成了巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡,因此研究邊坡的穩(wěn)定性具有重大的實際意義。邊坡失穩(wěn)時滑體將沿潛在的最危險滑裂面(臨界滑裂面)發(fā)生滑動,但目前邊坡穩(wěn)定性定量分析時,三維臨界滑裂面的搜索仍是一個難題,尚無成熟的方法。因此,本文結(jié)合國家自然科學基金項目(N0.51304084)以及前人的工作,基于邊坡最小勢能穩(wěn)定性分析方法,開展了三維邊坡任意形滑裂面構(gòu)建與臨界滑裂面搜索的研究,主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)提出一種三維任意形滑裂面構(gòu)造方法。通過隨機方法生成滑面的母線和準線,然后使準線最低點以母線為軌道滑動,以準線在坡體內(nèi)部劃過的曲面即為初步形成的滑裂面;在此基礎(chǔ)上優(yōu)化母線及準線的構(gòu)造過程,形成了三維滑裂面控制點的采集方法和滑裂面微元單元的劃分方法,最終通過8個控制參數(shù)實現(xiàn)了三維任意形滑裂面的構(gòu)建。(2)根據(jù)以上滑裂面的構(gòu)建方法,計算滑裂面控制點的坐標,生成滑體數(shù)據(jù),基于三維最小勢能穩(wěn)定性分析方法,建立搜索臨界滑裂面的目標函數(shù)。(3)基于遺傳算法的原理,通過自編程實現(xiàn)了三維任意形臨界滑裂面的搜索;然后通過經(jīng)典邊坡算例和模型試驗驗證,將本文方法的搜索結(jié)果與其它方法及模型試驗的結(jié)果對比,結(jié)果表明本文方法可行。(4)基于MATLAB軟件平臺,開發(fā)了二維、三維邊坡任意形臨界滑裂面的搜索程序。為了方便程序的應用,對程序進行了封裝,使得操作人員只需要在圖形界面內(nèi)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)便可得到邊坡的最小安全系數(shù)和臨界滑裂面。
【圖文】：

圖１．３條塊受力示意圖逡逑限平衡法應用十分廣泛，因此也吸引著大量學者的注意力。在國外邊坡的二維普通條分法的基礎(chǔ)上提出了邊坡的三維任意形滑裂面的法，該方法忽略了條間力的影響。此外，，ＢａｌｉｇｈＭ、ＣｈｅｎＷ、ＵｇａＰ穩(wěn)定性分析領(lǐng)域取得了可喜的成果。Ｌａｍ等人假設(shè)正應力的作用點然后分別建立土條的力矩和力的平衡方程，據(jù)此求解安全系數(shù)。《＾法的基礎(chǔ)上提出三維邊坡的穩(wěn)定性分析方法，首先離散滑體并忽略＾，利用各單元底部與面以及面確定滑裂面形狀。并以＆表示系數(shù)，ｘ軸方向的土條單元的安全系數(shù)記為＆，ｚ軸方向的土條單，當然這兩個安全系數(shù)對于任意土條單元來說都是相等的，最后利用矩的平衡方程求出邊坡的安全系數(shù)。Ｊｉａｎｇ和ＹａｍａｇａｍｉｔＭ提出滑穩(wěn)定性的分析方法，利用各個旋轉(zhuǎn)軸所對應的最小的安全系數(shù)確定，此方法沒有確定明確的滑動方向，計算過程復雜，所以沒有得以推廣出了針對三維非對稱滑裂面的Ｂｉｓｈｏｐ法分析方法，這種方法假設(shè)坡

＃１逡逑ｘ邐單個條塊逡逑圖１．２滑體離散的條塊示意圖逡逑Ｈ邐ａ逡逑，Ａ＾７逡逑Ｘ＾ｙｃ邋／ｙ逡逑／邋p海保危蓿義希鈴危洛義賢跡保程蹩槭芰κ疽饌煎義嫌捎詡奩膠夥ㄓτ檬止惴�，因此覅Ⅻ引着大翂ě者的注绎啨。栽忷外烦C媯義希

本文編號：2685094