杨曙光 李广新

(甘肃省建筑基础工程公司，甘肃兰州 730000)

1 问题概述

一部分土体相对另一部分土体产生位移以至丧失原有稳定性的现象，称为土体的失稳。基坑支护、边坡加固、隧洞开挖等地下工程方案设计的核心问题是保持土体稳定性。

土体抗剪强度的难于求解导致目前土体稳定的判断主要采用工程方法，如瑞典圆弧法、泰勒图表法、条分法等。这些方法一般以工程经验为基础，通过假设得到土体宏观的抗滑力和滑动力，将其比值定义为安全系数。工程方法虽有一定的合理性，但缺乏缜密的力学分析作为理论基础，属于半经验半理论公式，同一分析对象采用不同的分析方法可能得到不同的分析结果;在方法的选择上，亦无明确合理的规定，从而给分析人员带来选择上的困难。本文从微观入手，依据土体抗剪强度的准确求解探索土体稳定判断的数值方法。

2 分析原理

对土而言，国际上通用的强度准则为摩尔—库仑定理:

其中，τf为土的抗剪强度;c为土的粘聚力;σ为作用于剪切面的法向应力;φ为土内摩擦角。

从材料力学应力状态分析可得到一点大、小主应力值及其作用面方向与x～z坐标上σz，σx和τxz间的相互转换关系:

采用摩尔圆将转换关系直观地表示为图1，其中:

判断一点是否濒于破坏的方法，就是将该点的摩尔应力圆与土的抗剪强度线的相对位置进行比较。如果应力圆刚好与抗剪强度线相切，则土便濒于破坏，这时土处于极限平衡状态。……