基于三参数破坏准则的均质边坡稳定性上限分析

作者：赵炼恒; 赵伟龙; 韦彬; 贾光龙; 胡世红^*

来源：湖南大学学报(自然科学版), 2023, 50(07): 188-199.

DOI：10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2023092

• 三参数非线性破坏准则
• 边坡稳定性
• 上限变分分析
• 稳定系数
• 临界滑动面
• 免疫算法

非线性特征是岩土体材料的固有特性.研究表明，在此特征条件下，基于旋转失稳机制的均质边坡潜在滑动面并非单一对数螺旋线.本文假定岩土体材料服从三参数非线性强度准则，在极限分析上限定理的基础上，构建了均质边坡旋转失稳机制；通过拟静力方法考虑地震荷载，基于力学平衡方程结合变分原理获得边坡临界滑动面及其应力分布的微分方程组，采用Runge-Kutta方法进行求解，并基于虚功率原理结合免疫算法获得边坡最小临界高度.通过与有限元极限分析法(FELA)的结果进行对比验证了非线性上限变分分析方法的准确性和有效性.在此基础上，分析了无量纲强度参数(T、A、n)、水平地震加速度系数(kx)、边坡倾角(β)等因素对边坡稳定系数(Fn)、潜在滑动面及其应力分布的影响规律.本方法无需假定边坡潜在滑动面，丰富了边坡稳定性非线性分析理论，可为边坡的加固设计提供理论支持和有益参考.

• 单位
  中南大学; 土木工程学院