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摘要
岩土工程中自然土质边坡稳定性问题是常见的基础性问题之一。自然界中的边坡常常处于一个维持自身稳定的状态，即内部的抵抗力不小于外部扰动力，而内部抵抗力和外部扰动力则随着边坡形状、施加在边坡的外力的改变而发生动态变化。如果在外力扰动较为强烈的情况下，边坡容易出现失稳，进而导致破坏。基于极限分析上限定理，通过建立对数螺线破坏机制，将边坡的局部土体视为滑动体，由对数螺旋坐标体系推导出内部抵抗力，即内部耗散率和外部扰动力，即外部工作率，从而对边坡进行三维分析。在抗滑桩加固作用下，基于非均质各向异性土体，推导出安全系数的功率计算表达式，基于强度折减理论获得最优的安全系数。研究结果表明：抗滑桩通过增强边坡的内部抵抗力，提高边坡安全系数。土体非均质各向异性表明边坡土体重要参数出现一定的增加或减少，这2个性质对边坡安全系数的影响不一致。边坡安全系数随非均质系数的增加而增加，随各向异性系数的增加而减少。通过与前人的研究成果对比，验证了本文计算方法与计算结果的正确性。将研究结果应用于实际边坡工程，研究了三维效应和桩加固作用对边坡安全系数的影响，获得了桩加固作用下边坡安全系数的分布规律，为类似的工程设计与施工提供参考。
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单位中南大学; 土木工程学院
