自然界或人工填土边坡常因裂隙的出现而导致其稳定性降低.裂隙的发育不仅与岩土体的材料性质相关,还取决于边坡的几何形态.为了研究边坡的坡顶倾角对裂隙边坡稳定性的影响,基于极限分析上限定理,以坡顶存在一定倾角的裂隙边坡为研究对象,利用平面应变的对数螺旋旋转 机构对其进行计算和分析.考虑静力作用和地震力作用的影响,构建了在这2种作用力下裂隙边坡的速度相容运动场及相应的能量平衡方程.采用裂隙的深度和位置均未知、裂隙的深度已知而位置未知、裂隙的位置已知而深度未知这3种计算模式,通过序列二次规划程序计算了不同坡体参数(坡角β、坡顶倾角α、内摩擦角φ)、不同地震力(kh = 0.1,0.2,0.3)作用下裂隙边坡的稳定性系数.结果表明:与坡顶水平相比,坡顶倾角越大,边坡的稳定性系数减小百分比越大;考虑坡顶倾角与否,稳定性系数相差高达15％,并且地震力越大,坡顶倾角对稳定性系数减小百分比的影响越明显;随着坡顶倾角增大,临界裂隙的深度会逐渐增大,其位置也会逐渐远离坡肩;裂隙在坡顶一定范围内时边坡的稳定性系数才会降低,而坡顶倾角和地震力的影响会使得这一坡顶范围增大;在静力作用下,随着边坡坡角增大,稳定性系数减小百分比呈先增大后减小的趋势.最后,通过OP-TUMG2对计算结果进行验证可知,该研究对裂隙边坡坡顶倾角的考虑具有合理性.
道路工程 边坡稳定性 极限分析法 坡顶倾角 裂隙边坡