科研進展
邊(滑)坡下滑推力的確定一直是滑坡防治工程中的核心問題。我國邊坡相關(guān)規(guī)范推薦采用傳遞系數(shù)隱式法進行邊坡下滑推力的計算,規(guī)范中明確指出該方法適應于相鄰條塊傾角變化小于等于10°的緩傾滑移面邊坡體,而對于傾角變化大于10°的潛在滑移面邊坡體則可能會出現(xiàn)比較明顯的誤差。
針對這一問題,考慮邊坡主滑方向和力的矢量特征,中國科學院武漢巖土力學研究所計算巖石力學組首次提出了邊坡下滑推力矢量和法。對于滑動破壞的邊坡體,該方法以潛在滑體為研究對象,將潛在滑體抗滑力和下滑力分別向主滑方向進行投影,通過建立臨界狀態(tài)時的力學平衡方程,求解得到不同設計安全系數(shù)的下滑推力曲線和對應的主滑方向曲線。另外,依據(jù)潛在滑體坡腳處下滑推力為0,可得到邊坡體的整體穩(wěn)定安全系數(shù)。
為驗證下滑推力矢量和法的合理可靠性,選擇典型算例和工程實例進行了對比分析,圓弧形滑面和緩傾滑移面計算結(jié)果對比表明,下滑推力矢量和法計算結(jié)果和傳遞系數(shù)法結(jié)果吻合較好;而對于相鄰條塊大于10°的典型復雜滑坡體,傳遞系數(shù)法安全系數(shù)(1.202)相對嚴格極限平衡M-P法(0.988)誤差高達21.7%,而下滑推力矢量和法(0.991)誤差僅為0.3%,可見,下滑推力矢量和法也適用于相鄰條塊傾角變化大于10°的復雜滑坡體。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Engineering Mechanics 和 Forntiers in Earth Science等國際期刊上。研究工作獲得了國家自然科學基金面上項目(51674239)的資助。
論文鏈接:
https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29EM.1943-7889.0001791
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2022.865017/full
圖1 圓弧滑移面邊坡體下滑推力曲線對比圖
圖2 緩傾滑移面下滑推力曲線對比圖
圖3 典型工程實例復雜滑坡體下滑推力對比圖