边坡临界滑动场及其数值模拟.pdfVIP

　第 19 卷 　第 1 期 岩 　土 　工 　程 　学 　报 Vol . 19 　No . 1 　 　1997 年 　　 1 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering J an . , 　1997 　 边坡临界滑动场及其数值模拟 朱大勇 (南京工程兵工程学院 ,2 10007) 文 　摘 　根据最优控制理论提出了边坡临界滑动场的概念 ,并提出了模拟临界滑动场的数值方 法 。临界滑动场是边坡在临界状态下边坡体内无数条互不相交的危险滑动面组成的剩余推力极 值曲线场 ,这些滑动面的形状不受任何数学限制 ,而临界滑动面是其中的一条 。算例表明临界滑 动场中的临界滑动面是理论解的数值逼近 。 关键词 　边坡稳定性 ,临界滑动面 ,临界滑动场 。 1 　引　言 极限平衡法是计算边坡稳定性的最主要的基本方法 ,但此法最大的困难在于很难找出对 应于最小安全系数的临界滑动面 ,尤其当滑动面形状任意时 。传统和现今计算思路均是试图 从众多滑动面中比较出临界滑动面[ 1～3 ] 。由于介质与状态方程的复杂性 ,滑动面位置所决定 的安全系数泛函不仅具有多重极值而且有时不连续 , 因此上述方法尽管取得很大进展仍没有 根本解决问题 。本文应用最优控制理论的思想 ,认为临界滑动面不是孤立存在的 ,而是共生于 一簇危险滑动面 ,从而引出边坡临界滑动场概念 ,进而找到求解临界滑动场的数值方法 。通过 求解临界滑动场达到计算边坡最小安全系数及临界滑动面的目的。 2 　基本概念的提出 极限平衡理论的边坡稳定性计算方法很多[ 1] , 各种方法不同之处是条块间作用力方式假 设不同。本文只考虑条块间的水平作用力且不计力矩平衡, 这相当于简化J anbu 法 。 滑动面已知时, 边坡安全系数 Fs 表达式如下 : n 2 sec α ( ) φ i { c b + W - u b t g } ∑ i i i i i i α φ 1 t g i t g i 1 + Fs ( ) F = 1 s n { W t g α + K W } ∑ i i c i