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工作動態(tài)

武漢巖土所在邊坡下滑推力計算方法研究方面取得進展

發(fā)表日期:2022-11-11來源:武漢巖土力學(xué)研究所放大 縮小

  邊(滑)坡下滑推力的確定一直是滑坡防治工程中的核心問題。我國邊坡相關(guān)規(guī)范推薦采用傳遞系數(shù)隱式法進行邊坡下滑推力的計算,規(guī)范中明確指出該方法適應(yīng)于相鄰條塊傾角變化小于等于10°的緩傾滑移面邊坡體,而對于傾角變化大于10°的潛在滑移面邊坡體則可能會出現(xiàn)比較明顯的誤差。

  針對這一問題,考慮邊坡主滑方向和力的矢量特征,中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計算巖石力學(xué)組首次提出了邊坡下滑推力矢量和法。對于滑動破壞的邊坡體,該方法以潛在滑體為研究對象,將潛在滑體抗滑力和下滑力分別向主滑方向進行投影,通過建立臨界狀態(tài)時的力學(xué)平衡方程,求解得到不同設(shè)計安全系數(shù)的下滑推力曲線和對應(yīng)的主滑方向曲線。另外,依據(jù)潛在滑體坡腳處下滑推力為0,可得到邊坡體的整體穩(wěn)定安全系數(shù)。

  為驗證下滑推力矢量和法的合理可靠性,選擇典型算例和工程實例進行了對比分析,圓弧形滑面和緩傾滑移面計算結(jié)果對比表明,下滑推力矢量和法計算結(jié)果和傳遞系數(shù)法結(jié)果吻合較好;而對于相鄰條塊大于10°的典型復(fù)雜滑坡體,傳遞系數(shù)法安全系數(shù)(1.202)相對嚴格極限平衡M-P法(0.988)誤差高達21.7%,而下滑推力矢量和法(0.991)誤差僅為0.3%,可見,下滑推力矢量和法也適用于相鄰條塊傾角變化大于10°的復(fù)雜滑坡體。

  相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Engineering Mechanics 和 Forntiers in Earth Science等國際期刊上。研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金面上項目(51674239)的資助。

  論文鏈接:

  https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29EM.1943-7889.0001791

  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2022.865017/full  

圖1   圓弧滑移面邊坡體下滑推力曲線對比圖   

圖2  緩傾滑移面下滑推力曲線對比圖       

圖3 典型工程實例復(fù)雜滑坡體下滑推力對比圖

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