不同饱和度影响下三维岩质边坡稳定性的上限分析

摘要

降雨或地下水升降时岩质边坡失稳事故频繁发生,为了分析饱和度对岩质边坡的影响,本文将饱和度与单轴抗压强度的关系引入到岩体抗剪强度中,基于三维边坡力学模型,采用极限分析上限法求解了边坡的稳定系数。分析饱和度对岩体抗剪强度以及边坡稳定系数的影响,并且进一步讨论了不同饱和度下边坡宽高比与坡角对稳定系数的影响。研究表明:当岩体饱和度从0增大到0.5左右时,岩体抗剪强度以及边坡稳定系数折减效果显著,其后岩体饱和度继续增大则折减效果不明显。减小边坡坡角可以有效提高边坡的稳定性,边坡理想的设计坡角为30°~50°。边坡宽高比增大,三维效应弱化,当宽高比大于6,边坡的三维稳定性问题可简化为二维平面问题进行处理。当宽高比小于6时,按照二维边坡模型计算得到的结果误差较大。