离心力场中的土坡稳定分析.doc

离心力场中的土坡稳定分析

1.5万字 50页 原创作品，已通过查重系统


摘 要
随着社会经济的快速发展，很多的工程活动破坏了自然坡体，而一些自然灾害，如海啸、地震、风暴潮、暴雨等因素也会导致边坡坡体发生破坏，因而滑坡灾害的发生变得越来越频繁，并且有趋势愈加严重。滑坡破坏常给人民生命财产以及工农业生产造成巨大损失，有的甚至会是毁灭性的灾难。研究边坡稳定问题一直都是岩土工程的重要课题。
在近一个世纪的时间中，土工离心机技术得到了快速的发展并且被广泛应用于各种研究。其中，边坡稳定性问题的研究中也引入了土工离心机试验方法。
传统的土坡稳定分析方法都是建立在重力场中。而与纯竖向重力场相比，离心加速度场和离心力场具有径向分布特征，这使得滑动面上应力与抗剪强度的分析结果会产生差异。
本文采用简化毕肖普法进行土坡稳定分析。在简化毕肖普法的基础上，考虑离心加速度和离心力场的径向分布特征，推导出在离心力场中适用的简化毕肖普法公式。
编制离心场中土坡稳定性计算程序。构造数据算例，分析土坡坡角、土坡材料的几何、力学性质对土坡稳定性的影响。结论如下：在离心场中，随着土坡坡角的增加，土坡稳定性增强；随着土坡有效内摩擦角与有效凝聚力比值的增加，土坡稳定性增强。
建立了三种土坡模型在模型箱中布置方式的计算模型。在第一种土坡模型布置方式中，土坡模型坡面法向逆离心机转动方向，第二种土坡模型布置方式中，土坡模型坡面法向顺离心机转动方向，第三种土坡模型布置方式中，土坡模型坡面法线向交离心机转动平面朝上。分别计算三种土坡模型布置方式下的安全系数，并进行对比。得出结论：第一种土坡模型布置方式最稳定，第三种土坡模型布置方式稳定性稍差，第二种土坡模型布置方式相对前两种而言最不稳定。


关键词：离心场；边坡；稳定性；极限平衡法