考虑块石长轴倾角和土石接触面的土石混合体边坡稳定性分析
2021-01-25黄献文姚直书周爱兆姜朋明
工程科学与技术 2021年1期
关键词:模型
黄献文,姚直书,王 伟,周爱兆,姜朋明
(1.安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232000;2.江苏科技大学土木工程与建筑学院,江苏 镇江 212000;3.绍兴文理学院土木工程系,浙江绍兴312000)
土石混合体形成于第四纪以后[1-3],是岩体在自然条件下受地质构造、物理风化、化学变质作用影响,与土体混合形成的一种广泛分布的地质体。其组成材料包括小尺寸、低强度的土体和大尺寸、高强度的块石,是一种典型的非均质材料[4-6]。在中国的三峡地区和西部地区存在大量由土石混合体构成的边坡,其稳定性对于交通建设以及水利水电等大型工程尤为重要[7-8]。
土石混合体边坡稳定性研究采用原位试验、模型试验和数值分析3种常用的分析方法。原位试验能直接反映土石混合体边坡稳定性,但前期投入很大[9];模型试验能够一定程度上反映土石混合体边坡稳定性,但容易受试验材料、制样误差的影响[10-12];数值分析是一种快捷可靠的土石混合体边坡稳定性分析方法,其合理性已得到验证[13],目前在土石混合体边坡稳定性分析中应用广泛[14-16]。
数值模型是数值分析的前提和基础,Liu等[17]基于随机算法,通过修改网格属性,建立了考虑土、石二相性的土石混合体边坡分析模型;为了考虑块石形状特征对边坡稳定性的影响,Napoli等[18]采用随机算法构建了土石混合体边坡模型;刘顺青[1,8]、李亮[19]等结合已有的土石混合体边坡图像,基于MATLAB和VBA程序,编写了考虑原有边坡块石形状特征和分布特征的土石混合体边坡模型生成程序,计算结果表明该算法生成的土石混合体边坡模型能够很好地考虑块石在原始边坡中的分布特征。……
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