变分极限平衡法对土质边坡稳定性的精确分析

摘要：

基于变分法和极限平衡法的基本原理,对土质边坡的稳定性分析进行了理论研究.首先,通过极限平衡法建立了问题的基本平衡方程,通过引入拉格朗日乘子构造出约束条件下等周问题的辅助泛函;其次,联合欧拉方程得到了以潜在滑动面、滑面正应力、滑动体内力、安全系数以及拉格朗日乘子为基本未知量的一阶常微分方程组,并通过引入辅助变量将边坡稳定性分析转化为固定边界条件下的两点边值问题;最后,利用打靶法对算例进行了数值求解,得到了滑动面位置、滑动面上正应力分布以及边坡稳定性系数的精确解答,并与条分法和有限元强度折减法得到的结果进行了比较,验证了所提方法的有效性.分析结果表明,提出的土质边坡稳定性分析方法可有效避免传统计算中对滑面位置的搜索优化过程,能精确得到边坡滑面形状、滑面上的法向应力以及条间力分布,可为边坡的稳定性分析提供科学合理的计算方法.

关键词：均质土坡、稳定性、变分极限平衡法、打靶法

所属期刊栏目：45

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;甘肃省基础研究创新群体项目;兰州理工大学红柳杰出青年人才支撑计划项目

在线出版日期：2023-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1341-1346