膨胀变形对膨胀土边坡稳定性的影响

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• 责任者：尹宏磊^c清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室^d1980^e博士研究生 ; 徐千军 ; 李仲奎
• 刊名：岩土力学
• 出版年：2009
• 卷期：30^b8总165
• 关键词：土质边坡 ; 边坡稳定性20^a膨胀土 ; 极限分析 ; 最优化30^a塑性力学
• 页码：2506～2510
• 索书号：P478.06/357
• 图表：^c参13插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2010/01

摘要

当采用合理的强度参数时，根据常规极限平衡或极限分析方法的计算结果，很难解释一些膨胀土边坡会在极缓的坡度下发生失稳破坏的原因。事实上，由于膨胀土遇水后会发生显著的变形，在饱和区与非饱和区交界面附近会出现很大的剪应力。因此，在膨胀土边坡的稳定分析中，需要考虑这种因素的影响。根据塑性力学的上限定理，严格地导出了考虑膨胀应力作功的功能平衡方程。根据强度储备定义的安全系数即隐含在这一方程中，它可以通过迭代方法求解。边坡稳定的上限分析在数值上是利用了单元集成法来完成的。这不仅能方便地利用应力分析的成果，而且能进行滑裂面的优化，从而找到最小的安全系数。对一个坡度为1∶4的膨胀土边坡的稳定计算结果表明，膨胀变形会使边坡的安全系数显著减小。当考虑膨胀时，优化得到的破坏模式是在浅层出现一个局部的滑动，它会牵动其上部的土体也相继出现局部滑动，这正好符合膨胀土滑坡时所常见的牵引性的特征。