基于中主应力修正关系的边坡稳定性分析

发布时间：2018-01-04 11:33

本文关键词：基于中主应力修正关系的边坡稳定性分析　出处：《岩土力学》2014年11期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：边坡稳定性分析时通常将应力条件简化为平面应变状态,采用三轴试验强度计算出的边坡稳定性偏于保守。在充分考虑中主应力物理含义及力学机制的基础上,将Mises屈服准则与Mohr-Coulomb(简称M-C)内切圆屈服准则进行匹配,得到了平面应变条件下土体屈服破坏时中主应力的理论修正关系,进而也得到了该条件下最大主应力与最小主应力的比值关系,从理论上证明了该比值关系是与土体平面应变破坏时内摩擦角成一定关系的常数,也在平面应变试验中得到了验证,从侧面反映出中主应力理论修正关系的合理性。由上述两种关系建立了土体平面应变破坏条件下的应力路径,结合Lade-Duncan强度准则,建立了平面应变条件下强度参数与三轴试验试验条件下强度参数转换公式,由该转换公式得到的平面应变条件下的强度参数与平面应变试验实测值误差在2%左右,大幅缩小了三轴试验实测值与平面应变试验实测值的误差。在均质边坡稳定分析中分别采用常规三轴试验强度值与由公式转换得到的平面应变强度值进行计算。研究结果表明,三轴试验条件下内摩擦角为10°~20°之间时,基于两种强度参数得出的安全系数相差不大;当三轴试验条件下内摩擦角大于20°时,平面应变条件下安全系数较三轴试验条件下提高19%左右,但该成果只在文中计算案例有效,两者误差的准确关系还有待于进一步研究。值得关注的是,由于平面应变条件下土体强度变大,边坡的临界滑面深度变浅了,其形态相应变陡。
[Abstract]:In slope stability analysis, the stress condition is usually simplified to plane strain state, and the slope stability calculated by triaxial test strength is conservative. The physical meaning of principal stress and mechanical mechanism are fully considered. The Mises yield criterion is matched with the Mohr-Coulomb yield criterion. The theoretical correction relation of principal stress in soil yield failure under plane strain condition is obtained, and the ratio of maximum principal stress to minimum principal stress is also obtained. It is proved theoretically that the ratio relation is a constant which has a certain relation with the angle of internal friction in the plane strain failure of soil, and it is also verified in the plane strain test. According to the above two relationships, the stress path under the condition of plane strain failure of soil is established and combined with the Lade-Duncan strength criterion. The conversion formula of strength parameters under plane strain and triaxial test is established. The error between the strength parameters obtained from the transformation formula and the measured values of plane strain test is about 2%. The error of triaxial test and plane strain test is greatly reduced. In the stability analysis of homogeneous slope, the conventional triaxial test strength value and the plane strain strength value converted from formula are used to calculate the stability of homogeneous slope. The results show that. When the angle of internal friction is between 10 掳and 20 掳under triaxial test, the safety coefficient based on the two strength parameters is not different. When the angle of internal friction is greater than 20 掳under triaxial test, the safety coefficient under plane strain is increased by about 19% compared with that under triaxial test, but this result is effective only in the case of calculation in this paper. The exact relationship between the two errors needs to be further studied. It is worth paying attention to that the critical slip depth of slope becomes shallower and the shape of slope becomes steeper due to the increase of soil strength under plane strain.
【作者单位】：北京航空航天大学土木工程系;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室;中国地震局兰州地震研究所;
【基金】：国家自然科学基金(No.51209186)
【分类号】：TU43
【正文快照】： 1引言通常情况下边坡处于平面应变状态[1-2]。极限平衡法是边坡稳定分析中最为重要的一种分析方法,土体强度一般采用M-C准则,由于其参数是基于三轴试验得出的,不能很好反映中主应力对土体强度的影响。大量的试验结果表明,平面应变条件下砂土峰值强度的内摩擦角比三轴试验试验

【参考文献】

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【共引文献】

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