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岩质边坡稳定性分析是岩土工程的一项重要工作。目前,边坡稳定性分析方法中的极限平衡法和有限元强度折减法在工程应用中都较为广泛,但这两种方法都有着各自的缺点和局限性。针对这两种方法所存在的问题,本文提出应用有限元容重增加法分析岩质边坡的稳定性,并系统研究了容重增加法在岩质边坡稳定性分析中应用的可行性。
本文首先通过阅读大量国内外相关文献,对岩质边坡稳定分析中的极限平衡法和数值分析法的基本原理、研究现状以及优缺点进行了较为详细的综述。然后,对岩质边坡的失稳模式、边坡变形破坏的地质模型以及影响岩质边坡稳定性的各因素进行了阐述和分析。
其次,在前人的研究基础上,通过建立几种典型的岩质边坡算例对岩质边坡在进行有限元稳定性计算分析时收敛准则和失稳判据的选取进行了研究,为有限元容重增加法的研究奠定基础。
再次,通过建立不同类型边坡的有限元计算模型,分别研究了应用有限元容重增加法计算不含节理的岩土边坡、含一条非贯通节理岩质边坡、含两条非贯通节理的岩质边坡、含三条非贯通节理岩质边坡以及含一组和两组贯通节理岩质边坡稳定性的可行性,并在此基础上研究了有限元容重增加法的计算效率。
最后,以澜沧江里底水电站左岸某剖面为例,分别采用有限元强度折减法、容重增加法以及极限平衡法对该边坡进行安全系数的计算,并比较了各方法计算结果之间的差异。