基于极限分析上限方法的海底斜坡稳定性评价

作     者：刘博 年廷凯 刘敏 郑德凤 宋雷 印萍 

作者机构：大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 中国建筑东北设计研究院有限公司辽宁沈阳110023 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室山东青岛266071 辽宁师范大学城市与环境学院辽宁大连116029 

出 版 物：《海洋学报》 (Acta Oceanologica Sinica)

年 卷 期：2016年第38卷第7期

页      面：135-143页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51179022 51579032) 海洋油气资源与环境地质重点实验室基金(MRE201304) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室基金(SKLGDUEK1307) 

主　　题：斜坡稳定性 海底滑坡 极限分析 波浪力 

摘      要：极限平衡法仍是当前海底斜坡稳定性的主要工程评价方法,但该法只能给出稳定性分析的近似解答。基于极限分析运动学定理,假定海底斜坡发生对数螺线型滑移破坏模式,将滑体有效自重和简化波浪力等以外荷载形式叠加引入到虚功率方程中,与潜在滑动面上由黏聚力产生的内能耗散率相平衡,建立考虑一阶简化波浪效应的海底斜坡上限解法;利用多变量无导数求极值的逐级迭代方法与最优化技术,结合抗剪强度折减思想,求解波浪加载下不同时刻的海底斜坡稳定性与相应的临界破坏机构,并针对典型算例开展有限元数值解的验证。进而联合采用数值法与上限解,探讨波高、波长、水深等波浪参数对海底斜坡稳定性与滑动机制的影响。结果表明,本文提出的上限解与数值解吻合较好,获得的安全系数与破坏模式等符合一般规律,为波浪作用下海底斜坡的稳定性评价提供了新的途径。