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《岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集》 2010年
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抗滑稳定分析新方法——矢量和分析法的基本原理及其应用

葛修润  
【摘要】:众所周知,边坡稳定分析、坝基抗滑稳定分析、基坑和地下空间壁面稳定分析等重要工程课题都可归结为抗滑稳定分析这一范畴,它既有重要的理论意义,又有很高的工程应用价值。目前,在抗滑稳定分析中极限平衡法和有限元强度折减法是最常用的分析方法,但它们中的绝大多数都是建立在强度折减的原则上的。将"强度折减"用于抗滑稳定分析方面具有许多不足之处,特别需要指出的是:对这种将潜在滑动面上的下滑力与用强度折减得到抗滑力达到极限平衡时的状态,只是一种人为设定的虚拟状态,以此作为评判稳定与否和计算抗滑稳定安全系数是很不合适的。实际上,抛弃强度折减法按当前潜在滑动体的实际受力状态和实际的材料性能去评判稳定状态和计算抗滑稳定安全系数是一种更健康的概念,也是完全可能实现的。本文提出的抗滑稳定分析领域的一种新方法——矢量和分析方法就是以此为出发点的。本文首先给出矢量和分析方法的基本概念,随之提出抗滑稳定安全系数更科学合理的定义,并给出平面问题抗滑稳定分析的全套算法。该方法完全不需要迭代算法,可以直接采用显式来计算抗滑稳定安全系数。对经典的平面问题算例用几种著名的极限平衡分析法与矢量和法分析结果进行对比,验证矢量和分析法是科学和合理的。将二维矢量和法扩展到三维问题,对三维矢量和分析方法和公式进行推导,特别是对潜在滑体的下滑方向做了详细探讨。通过三维问题典型算例的对比分析表明,矢量和分析法的结果不但合理,而且比其他方法更为简便,体现了该方法在三维抗滑稳定分析方面的重大优越性。文章给出了矢量和分析法运用于我国一个重大工程的实例,在文中也给出了该方法在动力分析方面的应用。在动力分析中,矢量和法很容易得到抗滑稳定安全系数与时程曲线的关系,这是其它分析方法很难做到的。作为抗滑稳定分析方面的一种新思维和新方法,矢量和分析法将会在许多重大工程问题中得到越来越多的应用。

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