三維邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析

郭杰+萬玲

摘要：針對科卡金礦的邊坡失穩(wěn)，應(yīng)用有限元軟件對邊坡建立了三維有限元模型。之后結(jié)合強(qiáng)度折減法，求解了邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，得出了危險(xiǎn)坡面的位置以及滑體形狀，為邊坡加固提供了理論基礎(chǔ)以及數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：邊坡；穩(wěn)定性；強(qiáng)度折減法；三維

中圖分類號：TU43

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0123-03

1 引言

邊坡失穩(wěn)是常見的地質(zhì)災(zāi)害之一[1， 2]。邊坡失穩(wěn)（例如滑坡）嚴(yán)重威脅了人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全。在邊坡工程中，對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，是施工中必不可少的一環(huán)。邊坡穩(wěn)定性分析是確定邊坡是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，是否需要對其進(jìn)行加固處理，防止其發(fā)生破壞的重要決策依據(jù)。

目前邊坡穩(wěn)定性分析的方法大致可分為兩種，一種為極限平衡法，例如Fellenius法、Bishop法、不平衡推力法等[1]。極限平衡法是根據(jù)理論力學(xué)知識，將巖體看為剛體，推導(dǎo)邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，忽略了巖體彈塑性變形的影響，所以誤差相對較大。邊坡穩(wěn)定性分析的另一種方法為數(shù)值分析方法，運(yùn)用有限元、邊界元等方法數(shù)值計(jì)算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。其中鄭穎人院士[3]運(yùn)用了強(qiáng)度折減法[4]與有限元法，求解了巖土邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，驗(yàn)證了強(qiáng)度折減法與有限元法在邊坡穩(wěn)定性分析中的有效性。

雖然目前強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定性分析中有著廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有的研究多集中在二維邊坡的研究中[3， 5， 6]。由于實(shí)際工程中邊坡結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對于三維邊坡穩(wěn)定性的研究還相對較少。……