›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (9): 2583-.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于整体稳定性分析法的边坡临界滑动面搜索

孙 聪,李春光,郑 宏   

  1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071
  • 收稿日期:2012-07-05 出版日期:2013-09-11 发布日期:2013-09-13
  • 作者简介:孙聪,男,1989年生,博士研究生,主要从事计算岩土力学方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家杰出青年基金(No. 50925933);国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(No. 2011CB013505)。

Searching critical slip surfaces of slope based on global stability analysis

SUN Cong,LI Chun-guang,ZHENG Hong   

  1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
  • Received:2012-07-05 Online:2013-09-11 Published:2013-09-13

摘要: 临界滑动面搜索是边坡稳定分析中很重要的内容,针对现有方法的不足,提出了一种新的搜索方法。基于边坡稳定性的整体分析法,建立了确定临界滑面的非线性优化模型。该模型将滑面离散点的纵坐标和安全系数都视为独立变量,目标函数取为安全系数本身,约束条件是平衡方程组和滑面凸性。由于目标函数是线性函数,约束条件至多是二次多项式,非线性程度较低,可采用经典优化算法和常见的非线性优化工具求解,比如Matlab。通过实例分析并与传统的滑面搜索方法进行对比表明,所建议的方法在数值稳定性及收敛性方面均具有优势。

关键词: 极限平衡法, 整体分析法, 安全系数, 非线性优化, 临界滑面

Abstract: Searching critical slip surface is very important in slope stability analysis. For the deficiencies of the existing methods, a new search method is put forward. On the basis of global analysis method of slope stability, a nonlinear optimum model for determining critical sliding surface is proposed for calculating safety factor. In this method, both the safety factor and vertical coordinates of discrete points on the slip surface are taken as independent variables, and the safety factor is taken as the objective function. In the model, the equilibrium equations and convexity of the slip surface act as constraint conditions. Because the objective function is linear, and the constraint functions are polynomials of at most quadratic, the model has weaker nonlinearity and so it can be solved easily by those conventional nonlinear optimization tools, such as Matlab. The following two example results show that the proposed method has advantages for numerical stability and convergence.

Key words: limit equilibrium method, global analysis method, safety factor, nonlinear optimization, critical slip surface

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[1] 张海娜, 陈从新, 郑 允, 孙朝燚, 张亚鹏, 刘秀敏, . 坡顶荷载作用下岩质边坡弯曲倾倒破坏分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2938-2946.
[2] 陈峥, 何平, 颜杜民, 高红杰, 聂奥祥, . 超前支护下隧道掌子面稳定性极限上限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2154-2162.
[3] 吴关叶, 郑惠峰, 徐建荣. 三维复杂块体系统边坡深层加固条件下稳定性及 破坏机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2369-2378.
[4] 李书兆, 王忠畅, 贾 旭, 贺林林, . 软黏土中张紧式吸力锚循环承载力简化计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1704-1712.
[5] 任晋岚, 陈曦, 王冬勇, 吕彦楠. 基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化 强度折减技术[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4865-4872.
[6] 李典庆, 周强, 曹子君, . 基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程 设计安全判据[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3977-3986.
[7] 尹小涛,严 飞,秦雨樵,周 磊,王东英, . 地震作用下华丽高速公路金沙江桥华坪岸顺层边坡动力稳定性评价[J]. , 2018, 39(S1): 387-394.
[8] 尹小涛,薛海斌,汤 华,任兴文,宋 罡,. 边坡局部和整体稳定性评价方法的辩证统一[J]. , 2018, 39(S1): 98-104.
[9] 肖国峰,陈从新. 岩质块体渐进破坏的稳定分析方法[J]. , 2018, 39(8): 3001-3010.
[10] 李清川,李术才,王汉鹏,张红军,张 冰,张玉强,. 上覆流沙层隧道开挖面稳定性分析与数值试验研究[J]. , 2018, 39(7): 2681-2690.
[11] 严敏嘉,夏元友,刘婷婷. 地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡极限分析[J]. , 2018, 39(7): 2691-2698.
[12] 温树杰,梁 超,宋亮亮,刘 刚,. 基于最小势能法的三维临界滑裂面搜索方法[J]. , 2018, 39(7): 2708-2714.
[13] 许 明,唐亚锋,刘先珊,罗 斌,唐道勇,. 自适应锚索锚固岩质边坡地震动力响应分析[J]. , 2018, 39(7): 2379-2386.
[14] 张海涛,罗先启,沈 辉,毕金锋. 基于矢量和的滑面应力抗滑稳定分析方法[J]. , 2018, 39(5): 1691-1698.
[15] 闫澍旺,李 嘉,闫 玥,陈 浩,. 黏性土地基中竖向圆孔的极限稳定深度研究[J]. , 2018, 39(4): 1176-1181.
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[1] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[2] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[3] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[4] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[5] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[6] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[7] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[8] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[9] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[10] 王光进,杨春和,张 超,马洪岭,孔祥云,侯克鹏. 超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究[J]. , 2011, 32(3): 905 -913 .