›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (9): 2746-2756.doi: 10.16285/j.rsm.2017.09.036

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

用点接触模拟滑面的滑坡稳定性分析方法

王金梅1，张迎宾1, 2，赵兴权1, 3，余鹏程1，王 潘4，侯瑞彬1，黄小福5，魏 涛6   

  1. 1. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031；2. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都 610031； 3. 山东建筑大学土木工程学院，山东 济南 250101；4. 四川省地质工程勘察院，四川 成都 610072； 5. 中铁隧道集团有限公司勘测设计研究院，广东 广州 511458；6. 中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南 长沙 410021）
  • 收稿日期:2016-02-01 出版日期:2017-09-11 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 张迎宾，男，1983年生，博士，副教授，主要从事DDA程序开发和应用方面的研究工作。E-mail: yingbinz516@126.com E-mail: wangjinmei_xyz@163.com
  • 作者简介:王金梅，女，1988年生，博士研究生，主要从事岩土工程和数值分析方法方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金（No.51408511，No.41672286）；四川省青年科技基金（No.2017JQ0042）；日本学术振兴会（No.16F16056）。

A method for slope stability analysis by simulating sliding face with point contact

WANG Jin-mei1, ZHANG Ying-bin1, 2, ZHAO John X.1, 3, YU Peng-cheng1, WANG Pan4, HOU Rui-bin1, HUANG Xiao-fu5, WEI Tao6   

  1. 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China; 2. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China; 3. School of Civil Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, Shandong，China; 4. Sichuan Institute of Geological Engineering Investigation, Chengdu, Sichuan 610072, China; 5. Survey, Design and Research Institute of China Railway Tunnel Group Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 511458, China; 6. China Machinery International Engineering Design & Research Institute Co., Ltd., Changsha, Hunan 410021, China)
  • Received:2016-02-01 Online:2017-09-11 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51408511, 41672286); Science & Technology Department of Sichuan Province (2017JQ0042); Japan Society for the Promotion of Science (16F16056).

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摘要： 结合有限元强度折减法，用点接触模拟滑面，提出了适用于已知滑裂面的滑坡稳定性分析及滑坡推力计算的数值计算方法。以滑坡体为分析对象，用切向和法向两组弹簧的弹簧力来模拟滑裂面上的剪切力和法向力；结合强度折减法和摩 尔-库仑强度准则对滑面弹簧刚度进行迭代计算，求解得到了满足静力平衡的数值解。该方法避免了极限平衡条分法求解边坡稳定性时需对条间力进行诸多假设的局限，也避免了有限元强度折减法求滑坡推力时需加桩计算的不便及收敛困难等问题。新方法能计算出极限状态下滑坡体上的应力、滑裂面上的边界力和稳定性系数以及给定安全系数下滑坡体上任意截面的滑坡推力大小、作用方向和位置，具有较严格的理论基础，可为实际工程中滑坡的治理提供一定的参考。

关键词: 滑坡稳定性, 滑坡推力, 滑面力, 点接触, 强度折减法

Abstract: By simulating the sliding face with point contact, a numerical method for slope stability analysis with a prescribed sliding plane is proposed combining with the FEM and strength reduction theory. For a specific slope, the shear and normal forces of the sliding plane are represented by the forces of the shear and normal springs. Combined with the theory of strength reduction and the Mohr-Coulomb strength criterion, numerical results can be obtained by iteration of the spring stiffness under equilibrium condition. Compared with limit equilibrium method, the present method avoids the limits due to the slice-force assumption. Compared with shear strength reduction method in a finite element model, the present method overcomes the sliding piles and the convergence difficulty. The present method can provide body stress, boundary force and stability coefficient under limit state. The amplitude, direction and action point of the landslide thrust on an arbitrary section of the landslide, can also be obtained under a given safety factor. The present method, with strict theoretical basis, provides some guidance to landslide harness in practical engineering applications.

Key words: landslide stability, landslide thrust, the force of sliding face, point contact, strength reduction theory

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