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第４８卷第１８期山西建筑Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．１８

２０２２年９月Ｓｅｐ．２０２２·８７·

ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ

１０．１３７１９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６８２５．２０２２．１８．０２２

ＤＯＩ：

土质边坡稳定性影响因素的有限元数值分析★



杨朔明，王志云，樊可为，张雁鹏，杨鹏锟

（大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁大连１１６０２４）

摘要：基于有限元强度折减法，利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ对控制土质边坡稳定性的相关影响因素进行了数值分析研究。以

某土质边坡为例，利用有限元数值软件建立有限元计算模型并采用控制变量法，建立了边坡土质的重度、内摩擦角、内聚力等

力学参数与其稳定性之间的关系。计算结果显示，土质边坡的稳定性及其安全系数受内聚力和内摩擦角这两个参数的影响

较大，两者呈正相关性；受重度参数的影响相对较小，两者呈负相关性，即土体重度的增加会造成边坡稳定性的降低。该研究

为边坡工程建设稳定性评估提供了理论依据。

关键词：边坡稳定性；强度折减法；安全系数

中图分类号：ＴＵ４４１．３５文献标识码：Ａ１００９－６８２５（２０２２）１８－００８７－０３

文章编号：

０引言２计算模型与参数选取

边坡工程问题是在许多工程建设中都会遇到的选取某高速公路均质土质路堑边坡作为算例，该边

问题，边坡结构的稳定性直接关系到工程安全性，因坡高为１２ｍ，坡角为４５°，坡底土层厚为６ｍ，土体力学参

此对边坡结构的稳定性及其影响因素进行分析是十数如表１所示。

分必要的［１－３］。表１土体力学参数

土体重度／

γ黏聚力ｃ／内摩擦角／剪胀角／弹性模量Ｅ／

边坡的稳定性通常以其安全系数作为衡量标准。－３φψ泊松比μ

（ｋＮ·ｍ）ｋＰａ（°）（°）ＭＰａ

而对于边坡稳定性的研究主要应用极限平衡法以及

２０１４．５２３０４５０．３２

数值分析方法等［４－７］。其中极限平衡法的应用较为

建立边坡土体结构的有限元模型，根据其结构特

广泛，该方法原理简单，易于掌握，但同时存在一定的

点和受荷载特点，将其简化为平面应变问题。只考虑

局限性，需要预先假设滑动面的位置与形状，同时也

重力对边坡稳定性的影响，选择边坡顶点作为特征点。

无法反映土体内部的应力应变分布，导致了无法对边

在模型的两侧节点，将其水平位移进行约束，对底部节

坡土体内部失稳破坏的发展过程进行进一步研究。

点位移进行全约束，顶部节点无约束。网格单元选择

而强度折减法不需要假设滑动面，而且还能够得到土