田苗旺，王 刚

(中科路恒工程设计有限公司,山西 太原 030006)

0 引言

目前针对地震荷载作用下边坡稳定性分析主要采用的是拟静力分析方法,包括我国相关规范[1],均引入地震惯性力进行静力计算,该方法指导工程应用方便,但无法反映边坡的动力特性。目前国内外学者主要采用基于强度折减法的有限元[2]、离散元[3]计算软件,通过先静力后动力方法[4]来模拟边坡在地震作用下的响应,从而对其破坏机制、破坏面及稳定安全系数[5-7]进行研究分析。以上方法采用动力分析方法可考虑边坡的动力特性来评价边坡稳定,但大多都将模型简化为平面应变二维模型,地震采用仅考虑一维作用,未考虑三维模型的空间效应和地震的多维作用,与实际情况存在一定差距。故本文采用强度折减法,对二维、三维边坡模型在重力荷载、一维及三维地震作用下的响应进行分析,并得到三维边坡的破坏机制以及边坡的稳定安全系数。

1 强度折减法与边坡稳定判别标准

通过对土体材料抗剪强度进行折减,分析折减后边坡内应力场、位移场的特征。当计算不收敛或出现明显贯通滑坡的塑性区时,发生边坡失稳破坏,前一级折减系数即为边坡安全系数。

对于Morh-Coulomb材料,强度折减系数表达式为:

(1)

(2)

(3)

其中,c，φ，ω分别为土黏聚力、内摩擦角、强度折减系数;c′,φ′分别为折减后土黏聚力、内摩擦角。

如何判断边坡的临界状态是强度折减法计算边坡稳定的关键,常用到的判别边坡临界失稳状态的方法有:1)变形特征:关键点位移、关键部位应变;2)应力特征:塑性变形区贯通程度;3)数值计算收敛情况。……