中国公路学报

作者：张标, 王晅, 张家生, 张佳华, 黄阜

单位：1. 中南大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410075;2. 中南大学 高速铁路建造技术国家工程实验室, 湖南 长沙 410075;3. 湖南科技大学 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室, 湖南 湘潭 411201;4. 湖南科技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室, 湖南 湘潭 411201;5. 长沙理工大学 土木与建筑学院, 湖南 长沙 410004

关键词：道路工程,二级边坡,极限分析上限定理,三维破坏模型,拟静力法,稳定系数

基金：国家自然科学基金项目（51378514）；湖南科技大学博士启动基金项目（E51768）

为了给二级边坡的抗震设计提供参考，对其在地震力作用下的稳定性进行研究。基于三维破坏模型，采用拟静力法将地震力引入计算模型中，运用极限分析上限定理分析二级边坡破坏时的能量耗散，并根据虚功率原理推导稳定系数的解析解。利用穷举法优化计算，得到约束条件下稳定系数的最优上限解，并与已有研究成果进行对比。利用该方法，分析宽高比、内摩擦角、深度系数、上、下台阶倾角、地震力等因素对二级边坡稳定性的影响。针对不同的计算精度，给出二级边坡可简化为二维平面应变问题的最小宽高比。研究结果表明：该方法正确可靠；宽高比对稳定系数影响显著，随着宽高比的增大，二级边坡的三维效应逐渐弱化，最终转变为二维平面应变问题，内摩擦角、深度系数、上、下台阶倾角对稳定系数有较大影响；对边坡进行放坡时，应尽量减小上、下台阶的倾角，并增大上台阶边坡的高度，以提高二级边坡的稳定性；水平地震力与竖直地震力对二级边坡的稳定性有显著影响，如果计算中不考虑地震力，则稳定系数的相对误差分别高达40%和15%。

来源：2018年第2期

《中国公路学报》期刊编辑部

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