GeoStudio软件在边坡稳定分析中的应用.pdf

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1、GeoStudio软件在边坡稳定分析中的应用卢茜。刘颖(萍乡学院，江西萍乡341000)摘要：常用的瑞典条分法、Bishop法、Janbu法和Morgenstem—Price法是基于刚体极限平衡法的原理对土边坡稳定的安全性进行分析。而GeoStudio软件中SLOPE／W模块可同时对这4种方法模拟分析土坝体的安全系数和临界滑动面。对比这4种不同方法的边坡稳定系数，确保工程的安全。关键词：稳定性分析；极限平衡法；安全系数；GeoStudio软件Abstract：TheSwedishslicemethod，Bishop

2、method，JanbumethodandMorgenstem—Pricemethodsarecommonlyusedtoanalyzethesafetyofsoilslopestability，basedontheprincipleoftherigidlimitequilibriummethod．AndtheSLOPE，WmoduleofGeoStudiosoftwarecansimultaneouslysimulatethesefourmethodstoanalyzetheDamsafetyfactorandt

3、hecriticalslipsurfacebody．Theslopestabilityfactorsoffourdifferentmethodsarecomparedtoensuretheengineeringsafety．Keywords：stabilityanalysis；limitequilibriummethod；safetyfactor；GeoStudiosoftware0引言土边坡稳定分析是堤防工程建设中比较重要的课题。在实际施工过程中，由于边坡出现失稳所带来的影响是比较大的。如何准确、快速地解决土边坡

4、失稳问题．如何选择合理的评价理论和判别方法显得至关重要。边坡失稳的影响因素很多，例如土体结构因素、土体风化侵蚀因素、力学因素、扰动或气温变化等。本文主要用刚体极限平衡法论证土体固有属性这一因素对边坡失稳的影响。1刚体极限平衡法近几年．随着土质边坡稳定性评价理论的发展及数值软件的开发．人们在对土边坡自身稳定性进行分析的过程中．在一定程度上分为以下几种方法：一是刚体极限平衡法；二是极限分析法；三是数值分析方法：四是滑移线场法；五是有限元法等。其中。刚体极限平衡法在现阶段岩土工程中得到了比较广泛的运用．它以摩尔一库仑准则

5、作为主要基础．通过对简单破坏面进行相应的假想。并将滑动面以上的滑体划分为若干垂直土条．建立静力平衡方程．计算每一个垂直土条在极限平衡状态下的抗力与下滑力的比值(即为安全系数)，再从所有土条中找到最小安全系数。极限平衡法主要包括：瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern—Price法。瑞典条分法是条分法中最简单的一种方法．因为此法假定各个土条为刚性不变形体．不考虑土条两侧的切向作用力。首先假定滑动面是圆弧面．并将滑动面上的土体分成J7、r个垂直土条．将作用于土条上的力进行力和力矩的平衡分析．从

6、而计算出极限平衡状态下任意假定某个滑动面的抗滑安全系数F,=M／M(最大抗滑力矩与滑动力矩之比1．实际要求的是最危险的滑动面相对应的最小安全系数。此法适用于外形复杂、中大于0的粘性土且抗剪强度分布不同的土坡。Bishop法也是条分法的一种．在瑞典条分法的基础上考虑了土条两侧间相互作用力的影响．迭代计算边坡安全系数过程中．需对各个条块求和．计算繁多复杂。一般采用简化I均Bishop法．假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同．即计算整个滑动面的平均安全系数。将安全系数定义为整个滑裂_-善盂材垫垡幽-19-面的抗剪强

7、度t冉实际剪应力￡之比，I]0K=tf．'-t。Janbu条分法假定土条间相互作用力是水平的．其条间力作用点位于滑动底面以上三分之一的高度处．且作用在条块上的重力、反力通过底面中点．满足竖直方向的静力平衡条件。求解滑动底面上的法向力。在北方的冻土区，冻融界面也会出现潜在的滑动，但其滑动面是不规则的。前两种方法只解决圆弧滑面的问题．基于极限平衡法提出的Janbu法是用条分积分法来解决不规则形状滑动面的抗滑安全系数问题。这对任意形状滑动面的边坡安全系数分析作出了重大的突破和改进。Morgenstern—Price法是目

8、前公认的对任意形状滑动面问题求解最好的条分法．在建立极限平衡法基础上．假定两相邻土条的法向力和切向力的作用．设定水平方向坐标函数反应两力之间的关系．建立满足力及力矩平衡的微分方程式．最后根据整个土体的边界条件．得出最危险滑动面的安全系数。2GeoStudio软件简介GeoStudio软件是一款功能全面、强大、高效地适用于岩土工程和岩土环境模拟计算的仿真软件，