滑面“极径-应力-强度”耦合关联下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡分析方法

作     者：邓东平 彭一航 柳梦琦 李媛媛 

作者机构：中南大学土木工程学院 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(No.52278380) 湖南省自然科学基金(No.2023JJ30670) 

主　　题：边坡稳定性 极限平衡 非线性M-C强度准则 滑面“极径-应力-强度”耦合关联关系 通用型滑面模型 滑面应力函数 

摘      要：非线性强度准则下边坡破坏模式、滑面应力以及岩土剪切强度参数存在耦合关联，从而加大了边坡稳定性分析与最可能破坏模式揭示的难度。为此，以滑面应力计算模式代替条块划分下条间力假设模式，并嵌入非线性M-C强度准则以及引入滑面端部应力约束条件。在此基础上，结合滑体整体力学平衡条件，建立滑面应力计算模式下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡解答。与此同时，依据现有滑面模型，将滑面概化为旋转中心点下极径与极角所表征的曲线，以此构建通用型滑面生成模型。进一步，针对分层边坡，提出合理的“应力连续+最不利剪切方向层间滑面连接模式。随后，采取滑面“极径-应力-强度联合迭代法，整合滑面应力计算模式下边坡稳定性极限平衡解答与通用滑面生成模型，实现非线性强度准则下边坡稳定性有效分析与最可能失效模式可靠揭示。通过多个边坡算例对比分析，此方法的可行性得以验证，而且当前研究工作将有利于进一步探明非线性强度准则下边坡破坏机制。