周建烽，王均星，陈 炜，罗贝尔

（1.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072；2.福建省水利规划院，福建 福州 350001）

1 引 言

目前，土石坝稳定分析在工程上广泛采用的是刚体极限平衡法[1－4]。刚体极限平衡法概念清晰、计算简便，工程实践经验比较丰富。但它假定失稳块体为整体移动的刚体，只考虑滑移体上力的平衡，不考虑结构的屈服，不能确定相应的应力和位移分布。为求改进，国内外众多学者都在寻求一种更有效的稳定分析方法，其中最受关注的是有限元法和塑性极限分析方法。在有限元法中，一般采用有限元强度储备系数法，它可以不作任何假定，能够考虑土体的本构关系，能够模拟边坡的破坏过程及其滑移面形状，并且可以很方便地考虑土体和锚固、支护的共同作用。采用有限元强度储备系数法进行边坡稳定分析是近年来的热点，国内外许多学者都进行了有益的探索[5－9]，尤其是可以利用它来进行边坡失稳的仿真计算。

塑性极限分析方法避开弹塑性分析的全过程，直接研究结构的极限状态，求解结构的极限荷载，为评价结构的安全度提供必要的数据，其理论严谨，在土工问题极限承载能力上是一种十分有效的方法[10]。自引入有限元法解决了构造静力场和机动场的难题之后，结合数学规划手段，已成功地用于计算地基承载力及边坡稳定分析等方面。

本文采用塑性极限分析方法进行土石坝的坝坡稳定分析，在Sloan[11]的工作基础上，考虑了渗流作用和地震荷载，推导了基于非线性规划的土石坝有限元塑性极限分析下限法模型，并采用迭代算法对堆石、砂土等无黏聚土进行非线性强度指标的坝坡稳定计算。……