基于水平条分与斜条分相结合的边坡稳定性解析计算

摘要

由于传统水平条分法并不能考虑边坡滑动面经过坡角这一情况,在边坡稳定性分析时,所计算的安全系数常常偏小.考虑一般的边坡潜在圆弧滑动面,采用拟静力法对地震作用下的边坡稳定性进行分析,将水平条分与斜条分结合起来分析了地震作用下土条的受力情况,考虑水平和竖向地震效应的影响,引入竖向中心角,建立了边坡安全系数关于竖向中心角的解析表达式.采用MATLAB中Fmincon函数(序列二次优化方法)对安全系数目标函数进行优化求解,通过算例验证了其方法和优化程序的正确性.分析了水平地震效应影响系数kh、竖向地震效应影响系数kv及比例系数 ξ对边坡稳定性影响,结果表明:安全系数Fs随着kh的增大而减小;随着比例系数 ξ的减小、水平地震效应系数kh的增大,边坡潜在滑动面逐渐变深,边坡失稳的范围越来越大,且分别随着kh的增大、ξ的减小,这种趋势越明显.