考虑坡顶倾角的土质裂隙边坡稳定性分析
来源：中国血液净化杂志2021年第5期北京时间：
作者：何毅, 余军炎, 袁冉, 方勇
单位：1. 西南交通大学 地球科学与环境工程学院, 四川 成都 610031;2. 西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51608454, 51609204)
摘要：自然界或人工填土边坡常因裂隙的出现而导致其稳定性降低。裂隙的发育不仅与岩土体的材料性质相关，还取决于边坡的几何形态。为了研究边坡的坡顶倾角对裂隙边坡稳定性的影响，基于极限分析上限定理，以坡顶存在一定倾角的裂隙边坡为研究对象，利用平面应变的对数螺旋旋转机构对其进行计算和分析。考虑静力作用和地震力作用的影响，构建了在这2种作用力下裂隙边坡的速度相容运动场及相应的能量平衡方程。采用裂隙的深度和位置均未知、裂隙的深度已知而位置未知、裂隙的位置已知而深度未知这3种计算模式，通过序列二次规划程序计算了不同坡体参数（坡角<i>β</i>、坡顶倾角<i>α</i>、内摩擦角<i>φ</i>）、不同地震力（<i>k</i><sub>h</sub>=0.1，0.2，0.3）作用下裂隙边坡的稳定性系数。结果表明：与坡顶水平相比，坡顶倾角越大，边坡的稳定性系数减小百分比越大；考虑坡顶倾角与否，稳定性系数相差高达15%，并且地震力越大，坡顶倾角对稳定性系数减小百分比的影响越明显；随着坡顶倾角增大，临界裂隙的深度会逐渐增大，其位置也会逐渐远离坡肩；裂隙在坡顶一定范围内时边坡的稳定性系数才会降低，而坡顶倾角和地震力的影响会使得这一坡顶范围增大；在静力作用下，随着边坡坡角增大，稳定性系数减小百分比呈先增大后减小的趋势。最后，通过OPTUMG2对计算结果进行验证可知，该研究对裂隙边坡坡顶倾角的考虑具有合理性。
关键词：道路工程,边坡稳定性,极限分析法,坡顶倾角,裂隙边坡
基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目（51608454，51609204）
