• ISSN 0258-2724
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极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性

徐鹏 尚念林 鲍晶晶 李婷

徐鹏, 尚念林, 鲍晶晶, 李婷. 极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性[J]. 西南交通大学学报, 2022, 57(4): 919-925. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200156
引用本文: 徐鹏, 尚念林, 鲍晶晶, 李婷. 极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性[J]. 西南交通大学学报, 2022, 57(4): 919-925. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200156
XU Peng, SHANG Nianlin, BAO Jingjing, LI Ting. Stability Analysis of Slopes with Weak Layers Using Limit Analysis Method[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, 57(4): 919-925. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200156
Citation: XU Peng, SHANG Nianlin, BAO Jingjing, LI Ting. Stability Analysis of Slopes with Weak Layers Using Limit Analysis Method[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, 57(4): 919-925. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200156

极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200156
基金项目: 国家自然科学基金(52108331);河北省自然科学基金(E2021210010);河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2021096,QN2021127);河北省引进留学人员资助项目(C20210305)
详细信息
    作者简介:

    徐鹏(1988—),男,讲师,研究方向为道路与铁道工程,E-mail:bk20090201@my.swjtu.edu.cn

    通讯作者:

    李婷(1992—),女,讲师,研究方向为地基变形控制与路基工程等,E-mail:liting9225@126.com

  • 中图分类号: TU41

Stability Analysis of Slopes with Weak Layers Using Limit Analysis Method

  • 摘要:

    软弱夹层对边坡的稳定性影响显著,目前设计中通常采用极限平衡法计算边坡的稳定性,其在求解中需要建立多个平衡方程. 为了分析含软弱夹层边坡的稳定性,首先,采用极限分析法建立了计算模型;其次,通过极限平衡法验证了求解的准确性;最后,分析了荷载、夹层形状、夹层强度等对稳定性的影响. 研究结果表明:边坡安全系数随着外荷载强度的增大而减小,其中,当加速度放大系数由1.0增大为1.6时,安全系数由1.20降为0.89;当外荷载频率越大时,边坡越易提前产生破坏;软弱夹层形状对边坡安全系数影响显著,特别是当其靠近坡顶与坡面时;安全系数随着软弱夹层摩擦角与黏聚力的减小而近似线性降低,其中,当黏聚力由9 kPa降为5 kPa时,安全系数降低约30%.

     

  • 图 1  边坡模型

    Figure 1.  Slope model

    图 2  速度矢量图

    Figure 2.  Diagram of velocity vectors

    图 3  力学模型

    Figure 3.  Mechanical model

    图 4  faF的影响

    Figure 4.  Effect of fa on F

    图 5  kpF的影响

    Figure 5.  Effect of kp on F

    图 6  fF的影响

    Figure 6.  Effect of f on F

    图 7  软弱夹层形状对F的影响

    Figure 7.  Effect of slip zone shapes on F

    图 8  cF的关系曲线

    Figure 8.  Ralation curves of c and F

    表  1  计算结果

    Table  1.   Calculation results

    工况kPd1
    /m
    d2
    /m
    h1
    /m
    h2
    /m
    γ
    /(kN•m−3
    c
    /kPa
    φ
    /(o
    安全系数
    本文方法摩根斯坦-普莱斯法
    1 0 11.59 4.95 3.11 4.95 20 6 30 2.02 2.00
    2 0.2 11.59 4.95 3.11 4.95 20 6 30 1.35 1.32
    3 0.4 11.59 4.95 3.11 4.95 20 6 30 0.99 0.97
    4 0.2 11.59 4.95 3.11 4.95 20 6 20 1.05 1.03
    5 0.2 9.78 3.54 2.08 3.54 20 6 20 1.22 1.19
     注:表中本文方法计算结果为时间 t 内的最小值.
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    表  2  计算结果

    Table  2.   Calculation results

    kPd1
    /m
    d2
    /m
    h1
    /m
    h2
    /m
    γ
    /(kN•m−3
    c
    /kPa
    φ
    /(o
    安全系数
    本文方法二楔块法[16]有限元
    053.5690.181.0330.0010.20171.361.351.39
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-02
  • 修回日期:  2020-09-04
  • 刊出日期:  2020-09-16

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