双层均质边坡临界高度研究及其稳定性分析

摘要

基于边坡塑性极限理论，假定组合对数螺旋线破坏机构，直接推导出双层均质边坡的临界高度方程。通过强度折减法使边坡逐步处于极限平衡状态，进而获得边坡的稳定性安全系数。该方法直接进行外功率积分，无需采用数值方法解决外功率积分困难，并且显式表达边坡临界高度。针对强度折减过程中优化计算对初值的依赖性问题，基于均质边坡上限法的对数螺旋线优化参数，提出了层状边坡初值估算方法，通过重点空间重点搜索，使得边坡稳定性分析过程更加高效。通过算例的验证与对比分析，表明该方法具有较高的计算精度和稳定性，指出上限法在层状边坡局部稳定性分析中存在的问题，并重新构造出可以兼容整体与局部破坏模式的目标函数，解决该问题。最后，以兰州市某黄土边坡为工程背景，采用多种方法进行了稳定性分析，验证了所提方法的可靠以及初值的低依赖性,可快速有效的应用于工程实践。