考虑块石长轴倾角和土石接触面的土石混合体边坡稳定性分析

作者：黄献文; 姚直书^*; 王伟; 周爱兆; 姜朋明

来源：工程科学与技术, 2021, 53(01): 47-59.

DOI：10.15961/j.jsuese.202000235

• 土石混合体边坡
• 极限分析
• 随机块石模型
• 块石掺量
• 长轴倾角
• 土石接触面

为准确分析土石混合体边坡稳定性,提出了一种基于原始块石形状库的随机土石混合体边坡模型构建方法。采用该方法和有限元极限分析软件Optum G2,结合土石混合体边坡物理模型试验,研究了块石掺量、长轴倾角和土石接触面强度对土石混合体边坡稳定性的影响。结果表明:块石在边坡剪切带存在"绕行""分流""包含"3种塑性扩展模式,并改变边坡剪切带的曲折点、长度和发展方向;当块石掺量大于20%时,块石分布对边坡稳定性的影响较大;在高块石掺量下,边坡容易出现"局部"或"崩解式"破坏;在相同块石掺量下,块石长轴倾角平行或垂直于边坡剪切带时,边坡分别获得最小或最大安全系数;当块石长轴垂直于边坡剪切带时,边坡容易出现"崩解式"破坏,这主要与块石长轴对于边坡剪切带发展的"诱导"效应有关;在相同块石分布模型下,边坡安全系数随土石接触面系数的减小而降低,甚至会低于均质土边坡;当土石接触面强度低于土体强度时,块石对边坡剪切带存在"吸引"效应。研究结果为土石混合体边坡稳定性的评估和治理提供参考。

• 单位
  江苏科技大学; 土木工程与建筑学院; 绍兴文理学院; 安徽理工大学