離心實驗原理數值試驗方法及其在邊坡失穩(wěn)研究中的應用.pdf

1、巖土工程學是一門涵蓋工程地質學、土力學、巖石力學、基礎工程和地下工程的綜合性學科，巖土本身結構的復雜性使得長期以來巖土工程研究成為力學、材料和工程、采礦等學科的研究熱點和難點之一。而交通、公路、建筑、采礦等工程中都難以回避的邊坡穩(wěn)定性問題，則是巖土工程中的主要難點，頻繁發(fā)生的山體滑坡事故嚴重影響人們的生活、更威脅著人們的生命。目前工程中多采用的還是建立在傳統極限平衡法基礎上的邊坡穩(wěn)定性分析方法，因為其計算比較簡單、方便，但是這些方法不能

2、考慮土體內部的應力應變關系，求解安全系數時需要假定滑移面的位置和形狀，對于結構復雜、環(huán)境復雜的巖質邊坡更是不能有效解決。隨著計算機技術進步發(fā)展起來的多種常用數值分析方法，也只得到坡體內部的應力應變關系以及塑性區(qū)，不能得到滑移面、滑動過程以及相應的安全系數。巖石破裂過程分析軟件RFPA2D自1995年以來發(fā)展到多種材料多個領域，均取得了不錯的數值分析效果，但是對于邊坡失穩(wěn)方面的研究，一直未能得到很好的解決。因此，本文為進一步完善RFPA2

3、D的功能、拓展其應用范圍，也為邊坡穩(wěn)定性分析提供一種可行的數值試驗研究方法和途徑，主要進行了以下幾項工作：1結合有限元強度折減法分析邊坡穩(wěn)定性的思想，運用巖土工程中常用的離心試驗原理小比例尺模型物理試驗的原理，針對以往RFPA2D采用外加載荷進行邊坡穩(wěn)定性分析的問題，提出了用離心試驗原理改進RFPA2D進行數值試驗的想法，即數值模型每個單元體按一定系數進行自重增加，直至破壞。使RFPA2D以往對邊坡數值試驗結果不理想的情況得以較大程度的

4、改善的同時也為邊坡穩(wěn)定性分析以及其它巖土工程問題提供了一種新的數值研究思路。 2運用改進的RFPA2D版本——離心試驗原理RFPA2D邊坡版(RFPA2D-SLOPE)對離心試驗原理數值試驗方法進行正確性驗證，首先對垂直邊坡、傾斜邊坡、含貫通與非貫通軟弱結構面、單條與兩條軟弱結構面邊坡對邊坡破壞模式進行驗證，然后用實際工程參數進行破壞模式和安全系數的驗證，其中主要參考鄭穎人院士使用有限元強度折減法計算時使用的數據并將計算結果與其