改進(jìn)的最小勢(shì)能邊坡穩(wěn)定性分析方法及程序開(kāi)發(fā).pdf

1、我國(guó)自然地理環(huán)境及工程中存在大量的邊坡，邊坡一旦發(fā)生失穩(wěn)、滑塌等災(zāi)害，就會(huì)造成重大人員傷亡、巨額經(jīng)濟(jì)損失和工程建設(shè)受阻等事件，因此開(kāi)展邊坡穩(wěn)定性的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。論文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（NO.51304084）以及江西省自然科學(xué)基金（NO.20151BAB206026），針對(duì)任意形狀滑面的邊坡，考慮了剪切勢(shì)能對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，提出了改進(jìn)的最小勢(shì)能邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究，主要的研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　?。?）

2、針對(duì)任意形狀滑裂面的二維邊坡，考慮了滑面上儲(chǔ)存的剪切勢(shì)能建立計(jì)算模型，通過(guò)滑體上的作用力沿著虛位移方向上的靜力平衡關(guān)系求解提供剪切勢(shì)能的剪應(yīng)力，進(jìn)而得到系統(tǒng)總勢(shì)能函數(shù)。基于最小勢(shì)能原理求得滑體虛位移，通過(guò)力與位移的關(guān)系求得相應(yīng)的抗滑力與下滑力，進(jìn)而得到安全系數(shù)，改進(jìn)了最小勢(shì)能二維邊坡穩(wěn)定性分析方法。
　　（2）在最小勢(shì)能二維邊坡穩(wěn)定性分析方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，建立三維計(jì)算模型。針對(duì)任意形狀破壞面的邊坡，考慮了滑面上的剪切勢(shì)能，通過(guò)

3、滑體虛位移方向上力的靜力平衡關(guān)系求解提供剪切勢(shì)能的剪應(yīng)力，提出了一種簡(jiǎn)便且合理的剪切勢(shì)能計(jì)算方式，改進(jìn)了邊坡三維最小勢(shì)能穩(wěn)定性分析方法。
　?。?）運(yùn)用改進(jìn)的最小勢(shì)能穩(wěn)定性分析方法求解經(jīng)典算例的安全系數(shù)，并其它分析方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：文中計(jì)算方法得到的結(jié)果與其它方法得到的安全系數(shù)較為接近，表明文中的計(jì)算方法是合理且可行的；滑面上儲(chǔ)存的剪切勢(shì)能對(duì)邊坡的安全系數(shù)的計(jì)算結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響，且考慮了剪切勢(shì)能的計(jì)算結(jié)果與其它分析方法的

4、結(jié)果更為接近。
　?。?）為進(jìn)一步驗(yàn)證文中改進(jìn)的三維邊坡最小勢(shì)能穩(wěn)定性分析方法的合理性與適用性，設(shè)計(jì)了4個(gè)不同尺寸的邊坡模型開(kāi)展室內(nèi)模型試驗(yàn)，通過(guò)堆載得到臨界滑裂面，并借助MATLAB軟件平臺(tái)獲取臨界滑面方程，進(jìn)而運(yùn)用文中的計(jì)算方法求解安全系數(shù)，并將得到的安全系數(shù)與1作比較。
　?。?）基于以上提出的改進(jìn)的最小勢(shì)能邊坡穩(wěn)定性分析方法，運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行了GUI界面模塊設(shè)計(jì)，并且將計(jì)算模塊與界GUI面模塊進(jìn)行封裝，完成了