孔隙水压力作用下二级土坡稳定性图表分析

作     者：侯福昌 贾尚达 李结全 曾祥兴 张璐 

作者机构：广西瑞宇建筑科技有限公司 桂林理工大学土木与建筑工程学院 广西建设职业技术学院 

出 版 物：《长江科学院院报》 (Journal of Changjiang River Scientific Research Institute)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目（52068015） 

主　　题：边坡稳定性 安全系数 孔隙水压力 稳定性图表 极限分析 

摘      要：针对评估二级边坡稳定性问题，相较于迭代求解法，边坡稳定性图表提供了一个快速且便捷的方式。基于极限分析上限定理，构建二级边坡整体和局部破坏机构，引入孔隙水压力系数ru，推导了破坏机构内外功率表达式，求解出二级边坡处于极限平衡状态下c/γH和tanφ关系曲线，即极限状态曲线(g-line)。其中c是土体粘聚力，γ是土体单位重量，H是土体高度。根据g-line图表法，绘制出一系列二级边坡稳定性图表。通过对比验证了稳定性图表的有效性，探讨了边坡孔隙水压力、边坡几何形状及内摩擦角对边坡稳定性及其破坏模式的影响规律。结果表明：孔隙水压力会导致极限状态曲线向外移动，降低边坡稳定性；边坡破坏模式受边坡几何形状影响，凸形边坡及凹形边坡易发生局部破坏，孔隙水压力作用下局部破坏范围扩大；随着土体内摩擦角增大，临界滑动面向坡面移动，整体破坏逐渐转变为局部破坏。利用所建立的边坡稳定性图表可以简单快速得到边坡稳定安全系数及相应的破坏模式，为类似边坡工程稳定性的评估提供一定的参考。