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三维边坡严格与准严格极限平衡解答及工程应用
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:P642[天文地球—工程地质学;天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥230009, [2]解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项(40472138) 致谢 本文工作得到长江水利委员会长江勘测规划设计研究院胡进华教授级高级工程师、杜俊慧高级工程师、长江科学院丁秀丽教授的大力支持与帮助,还得到徐麟祥、陈德基两位大师的关注和指导,佘诗刚研究员为论文最终修正定稿倾注大量精力,在此一并表示衷心感谢!
中文摘要:

分别推导出满足所有6个平衡条件三维边坡严格极限平衡解答和满足5个平衡条件的三维边坡准严格极限平衡解答.假定空间滑面上正应力初始分布,对于严格解,用含5个参数的修正函数对其修正;对于准严格解,则采用含4个参数的修正函数.严格平衡方程组最终化为关于三维安全系数的六次代数方程,通过调节滑动方向和转动系数使修正后滑面正应力为正,从而得到有意义的严格极限平衡解答;而准严格平衡方程组最终化为关于三维安全系数的四次代数方程,其最大解析实根为准严格极限平衡解答,且只需调节滑动方向,计算过程更为方便实用.算例计算结果表明,三维边坡准严格解答与严格解答十分接近,对工程问题可直接采用准严格解答.该方法计算原理简单,易于编程实施,计算结果精度高,且适合任意形状空间滑面.应用该方法对重庆乌江银盘水电站左岸坝肩边坡及坝基岩体进行三维稳定性分析,克服了二维稳定性分析的局限性,计算结果更为合理可靠,为坝基与坝肩加固设计提供理论依据.

英文摘要:

The rigorous and quasi-rigorous limit equilibrium solutions to 3D slope stability, which satisfy six and five equilibrium conditions respectively, are derived. Firstly, the normal stress distribution over the 3D slip surface is initially assumed, which is modified by a function with five parameters involved for the rigorous solution, or by a function with four parameters involved for the quasi-rigorous solution. The rigorous equilibrium equations are reduced to a sixth-order algebraic equation with respect to the 3D factor of safety;and adjustments of slip direction and rotational coefficient are needed for positive values of normal stresses over the slip surface. The quasi-rigorous equilibrium equations are reduced to a quartic equation with respect to the 3D factor of safety, the maximum real root of which is the quasi-rigorous solution. Only adjustment of slip direction is needed for quasi-rigorous solution~ and the computation process is much simpler than that of rigorous solution. The results of example studies show that the difference between the rigorous and quasi-rigorous solutions is negligible: and the latter is thus more applicable to the practical engineering. The presented method features simple principle and high precision, accommodates generalized shape of 3D slip surface, and can be readily implemented into computer. This method has been used in the stability analysis of the abutment slope on the left bank of Yinpan Hydropower Station on Wujiang River, assisting in the design of abutment and stabilization measures.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823