邊坡穩(wěn)定性分析是經(jīng)典土力學(xué)最早試圖解決而仍未圓滿解決的課題，自1927年弗倫紐斯提出圓弧滑動法以來，至今已出現(xiàn)數(shù)十種土坡穩(wěn)定分析法。目前邊坡穩(wěn)定性分析最常用的是極限平衡法、數(shù)值分析法，其中極限平衡法需要人為對潛在滑動面進行假設(shè)，容易造成對實際情形的偏離。

　　摘要：文章采用大型有限元分析軟件midas/gts，對某道路邊坡施工過程中的受力和變形進行了分析，結(jié)合有限元強度折減系數(shù)法對該高邊坡的穩(wěn)定性進行評價，得出該邊坡在靜力作用下，安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

　　關(guān)鍵詞：科技期刊投稿,強度折減系數(shù)法,安全系數(shù),高邊坡

　　隨著計算機和數(shù)值計算方法的迅速發(fā)展，數(shù)值分析法特別是有限元法的運用日益廣泛，然而采用常規(guī)的有限元法不能提供邊坡的安全系數(shù)，強度折減系數(shù)法將強度折減技術(shù)與彈塑性有限元方法相結(jié)合，在給定的評判指標(biāo)下，通過調(diào)整折減系數(shù)對邊坡的穩(wěn)定性進行分析，求得邊坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，這是目前邊坡穩(wěn)定分析中適用性廣泛、前景較好的一種數(shù)值分析方法。本文采用大型有限元分析軟件midas/gts，結(jié)合有限元強度折減系數(shù)法對某路基高邊坡的穩(wěn)定性進行評價。

　　1工程概況

　　某擬建道路工程位于陜北黃土高原北部，毛烏素沙漠南緣，其地貌單元屬黃土丘陵溝壑區(qū)，主要表現(xiàn)為黃土梁、峁。區(qū)內(nèi)溝壑縱橫，地形支離破碎。區(qū)內(nèi)大部分被第四系黃土覆蓋，在溝流兩側(cè)多有基巖出露�？辈靺^(qū)內(nèi)水量補給主要為大氣降水匯集而成，上游有少量地下水出露補給。線路經(jīng)過地段主要為近代人工填土、第四系上更新統(tǒng)黃土（Q3eol）和白堊系砂巖、泥巖及礫巖。由于道路開挖形成高陡邊坡，該處道路左側(cè)路塹邊坡高度28m，道路右側(cè)路塹邊坡高度50m。為確保道路安全，需對該邊坡的穩(wěn)定性進行評價，邊坡示意圖如圖1所示。

　　2計算方法及模型

　　本次計算采用巖土隧道結(jié)構(gòu)專用有限元分析軟件MIDAS/GTS進行二維維數(shù)值模擬分析。計算過程為：圍巖形成自重應(yīng)力場分析→邊坡開挖過程分析→運用強度折減系數(shù)法對邊坡安全性進行評價。

　　根據(jù)邊坡幾何關(guān)系建立有限元模型見圖2，巖土按彈塑性材料考慮，并服從摩爾-庫倫屈服準(zhǔn)則，采用三角形單元，模型的邊界條件通過限制模型兩個側(cè)面和底面法向的位移來實現(xiàn)，荷載根據(jù)地層自重。根據(jù)地勘報告并參考有關(guān)規(guī)范確定巖土物理力學(xué)參數(shù)見表1。

　　3計算結(jié)果與分析

　　邊坡開挖前，巖體最大拉應(yīng)力由地表向下逐漸減小，最大值為0.13MPa，邊坡開挖后，邊坡兩側(cè)最大拉應(yīng)力明顯增加，在軟弱巖體表面在拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)塑性區(qū)，但并未形成貫通的塑性區(qū)，不會引起整個邊坡的失穩(wěn)，施工中應(yīng)對軟弱巖體進行適當(dāng)保護和加強。受開挖卸載影響，坡體表現(xiàn)為向臨空面的位移見圖3和圖4，由于挖方較大，為邊坡回彈值大于水平位移值，最大水平位移為0.7cm，發(fā)生在道路右側(cè)邊坡中部，最大豎向回填為3.4cm，位于邊坡坡腳，但量值相對較小。

　　運用強度折減系數(shù)法對邊坡巖土抗剪強度參數(shù)進行折減，使其邊坡達到極限破壞狀態(tài)，其中邊坡失穩(wěn)以坡體中貫通塑性區(qū)的形成為判據(jù)，以此作為開挖邊坡整體的安全系數(shù)，根據(jù)計算，折減系數(shù)為1.6時，道路右側(cè)邊坡進入極限狀態(tài)，坡體等效塑性應(yīng)變分布見圖5，由此得到的安全系數(shù)為1.6，大于規(guī)范值1.35，滿足規(guī)范要求，在靜力作用下，該邊坡不會發(fā)生整體滑動。

　　4結(jié)論

　　通過對邊坡施工后的受力和變形分析可知，邊坡開挖后，邊坡兩側(cè)最大拉應(yīng)力明顯增加，在軟弱巖體表面在拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)塑性區(qū)，但并未形成貫通的塑性區(qū)，不會引起整個邊坡的失穩(wěn)。受開挖卸載影響，坡體表現(xiàn)為向臨空面的位移，但量值相對較小。通過強度折減系數(shù)法計算得到邊坡安全系數(shù)為1.6，大于規(guī)范值1.35，滿足規(guī)范要求，因此在靜力作用下，該邊坡不會發(fā)生整體滑動。邊坡開挖后，在軟弱巖體表面在拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)塑性區(qū)，因此，施工中應(yīng)對軟弱巖體進行適當(dāng)保護和加強。

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