边坡稳定安全分析的椭圆准则应用研究

【摘要】：边坡稳定安全分析是滑坡风险评定、边坡加固设计及边坡处治工程效果评价十分重要的技术内容。然而,传统极限平衡稳定分析计算所采用的是线性变化关系为基础的Mohr-Coulomb强度准则,低围压和高围压下的岩土体的破坏强度可能被高估,影响到稳定系数计算结果的可靠性。为了解决这一工程实际问题,本文将就近发展起来的椭圆强度准则引入边坡稳定安全安全系数计算关系中,提出了边坡稳定安全分析的椭圆准则应用研究。首先,较系统地分析了椭圆准则的基础特点,推导了应用于岩土介质力学行为描述的主应力空间表达式,与实验三轴结果的对比分析表明,椭圆准则已能直接用于岩土体力学行为分析中。针对椭圆准则的不足之处,以破坏面一点处的能量平衡为基础给出了椭圆准则的一个拓展关系。由此,建立了一个新的破坏准则即能量准则。这个准则在描述形式上并不优于目前已经提出的许多强度准则,且涉及到4个材料常数。但它的物理意义较为明确,与实验结果的对比分析表明,能量准则不仅表现出良好的数据拟合能力。同时,具有一定的理论预测能力。为了将所提出的能量准则推广到边坡稳定系数计算关系中,进一步给出了该强度准则与Mohr-Coulomb强度准则的联系性分析。建立了二者之间的转换关系。为椭圆准则的拓展关系——能量准则用于边坡稳定安全分析奠定了基础。最后,以瑞典圆弧法和Bishop简化条分法为基础,给出了它们与椭圆准则拓展后所涉及到能量准则对应的边坡稳定安全系数计算关系。四个典型算例考题的分析计算表明,应用椭圆准则的理论结果与传统Mohr-Coulomb准则的理论结果具有很好的一致性,但椭圆准则与裁判推荐答案更为接近,表明了应用于边坡稳定安全分析的潜在技术价值。

【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU43