岩土边坡的变形和稳定分析

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1、岩土边坡的变形和稳定分析刘耀儒黄跃群杨强王峻（清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084）摘要：变形加固理论是主要研究荷载超出结构极限承载力的理论。它指出，对给定外荷载下的结构，结构出现不平衡力的区域即为首先破坏的区域。在详细阐述变形加固理论两个重要概念——不平衡力和塑性余能范数的基础上，通过典型边坡算例，分析了边坡位移和不平衡力、塑性余能范数三者之间的关系，以及迭代过程中不平衡力的转移规律。结果表明，不平衡力的转移和积累以及塑性余能的不断增加是边坡失稳的内在因素，位移变形的变化规律是边坡失稳的外在表现，变形和稳定相互关联，在工程实际中

2、通过对变形及其变化规律的观测是一种判断边坡稳定状态的有效手段。关键词：边坡工程；变形；稳定；不平衡力；塑性余能DeformationandStabilityAnalysisforRockandSoilSlopeLIUYaoru,HUANGYuequn,YANGQiang,WANGJun(StateKeyLaboratoryofHydroscienceandHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing10084,China)Abstract:Deformationreinforcementisthetheor

3、ygenerallyusedtoanalyzethesituationwhenloadisbeyondtheultimatebearingcapacityofthestructure.Itpointsoutthatunderthegivenexternalloads,theareawhichcomestounbalancedforcesisthefirstplacetobedestroyedinthestructure.Inthispaper,weintroducethedeformationreinforcementtheoryanditstwomain

4、conceptions,whichareunbalancedforcesandplasticcomplementaryenergy,andthenwegetthistheoryforthestabilityanalysisofanoverloadedslope,andanalyzetherelationshipbetweentheslope’sdisplacementanditsunbalancedforcesandplasticcomplementaryenergy,andthenweplacethechanginglawofunbalancedforc

5、esintheslope.Theresultshowsthattheunbalancedforcesandtheplasticcomplementaryenergyaretheintrinsicfactorsoftheslope’sdeformationfailure,andthedeformationistheextrinsicbehavioroftheaccumulationofunbalancedforcesandplasticcomplementaryenergyintheslopebody,thedeformationandstabilityar

6、ecorrelated.Asthedeformationreinforcementtheorypointsoutthattheplacewhichcomesintobeingunbalancedforcesisthefirstplacetobedestroyed.Therefore,thedeformationanditschangelawcanbeusedtojudgethestabilityoftheslope.Keywords:slopeengineering;deformation;stability;unbalancedforces;plasti

7、ccomplementaryenergy基金项目：国家自然科学基金优秀国家重点实验室研究项目(50823005)；国家自然科学基金资助项目（50709014）作者简介：刘耀儒(1974–)，男，博士，1998年毕业于清华大学水利水电工程系水工结构专业，现任副教授，主要从事岩石力学、水工结构和流固耦合方面的教学和研究工作。中国岩石力学与工程学会会员（S330100232M），E-mail：liuyaoru@tsinghua.edu.cn5721前言我国是一个地质灾害频繁、损失极为严重的国家，而边坡造成的滑坡和崩塌是仅次于地震的第2大自然灾害。据有关资料介绍，

8、从1949年至1990年，我国至少发生850次以上危害和影响重大的