边坡稳定性分析开题报告.docx

边坡稳定性分析开题报告边坡稳定性分析开题报告范文题目：山西某黄土边坡的稳定性分析1选题背景及意义1.1.1选题背景近年来，在黄土地区特别是在山西，随着建筑物的大量兴建和人们对空间的不断开发、利用，边坡工程越来越多，边坡支护的形式也多种多样。由于人们对建筑边坡工程复杂性认识不够、工程经验不足，加上黄土本身土质的特殊性，因此在工程施工中，支护结构选择不当或支护强度设计不够，以及不加强雨水及生产、生活用水管理，使边坡浸水。所有这些造成许多边坡工程事故，给国家经济及人民生命财产造成巨大损失。例如2007年4月27日，青海省银鹰金融保安护卫有限公司基地发生一起边坡支护工程坍塌事故，造成数人死伤，经济损失达数十万元。事故调查结果显示，施工单位在没有进行任何地质灾害危险性评估的情况下，擅自施工，且边坡支护设计方案未按照规范设计，以及施工过程中也没有根据现场的实际情况采取有效的防护措施，违反了建筑边坡工程技术规范施工工艺流程，从而导致了事故的发生。像这样的例子还有许多。岩土工程界普遍认为引起边坡工程失稳事故的主要原因是工程地质勘察存在问题、边坡支护设计存在问题、边坡工程施工存在的问题以及边坡工程在使用中存在不当等问题。而边坡工程的设计又是最为重要的一方面，所以对于边坡工程事故应当着重于这一方面的研究。1.1.2选题意义边坡工程的设计及其稳定性问题是结构力学、土力学、水文地质学等诸多工程领域学科的交汇，是一项涉及范围较广、难度较大的系统工程。同时，这是一项具有较强综合性的课题，勘察、设计、施工等各个环节对于边坡支护的稳定都有巨大的影响，任何失误都可能产生严重的后果。我国现在正大力发展中西部地区，而大部分黄土都分布在中西部地区，那么关于黄土边坡稳定性问题是在发展国家中西部的过程中所不能回避的问题。如在边坡支护过程中由于勘察、设计、施工等不当导致黄土滑坡对人民生命、财产安全构成威胁问题等等。想要解决这些问题都必须对黄土边坡稳定做相应的研究。本文主要从设计角度讨论了黄土边坡稳定性分析方法及产生边坡工程事故的原因，进而试图完善对边坡工程事故的分析与研究，为以后类似工程的安全进行提供参考依据。1.2国内外边坡稳定性分析研究现状1.2.1国外研究现状边坡的稳定性研究迄今已有一百多年的历史。英国的赖尔在一个多世纪之前就在《地质学原理》一书中涉及到了边坡失稳的问题，并且认为水是引起边坡失稳的首要原因。在此之后所有与岩土工程相关的问题，几乎都对边坡的稳定性展开了研究。所有边坡问题的研究都起始于自然边坡的滑坡，过程的关键在于找到与所求最小安全系数相接近的主滑面的位置[1].19世纪中叶Fellenius（1927）就提出了有关边坡稳定分析的瑞典圆弧法。由于滑裂面是圆弧面，此法将土条底部的应力近似地投影到土条重量的法线方向。将假设滑移面之上的土体分成若干个竖直土条，将作用于各土条上的所有力进行力与力矩之间的平衡分析，又因为圆弧面的法向力过圆心，求距较为方便，可以较为简便地求出土体在极限平衡状态下稳定的安全系数。由于瑞典圆弧法忽略了土条间的相互作用力的影响，所以是比较适用的一种方法[2].Bishop（毕肖普，1950）考虑了土条间力的相互作用。他改进了传统意义上的瑞典圆弧法，并且提出了关于边坡稳定的安全系数这一重要定义，假设土条之间存在水平方向的相互作用力，求得土条底部的法向力，从而求出安全系数。毕肖普忽略了条间的切向力，所得到的方法即为国内外广泛使用的毕肖普简化式。由于推导中仅仅忽略了条间切向力，因此毕肖普简化法比瑞典条分法更为合理。之后一段时间，边坡的稳定性研究相继发展出Lowe-Karafiath法（1960）、Sarma法（1973,1979）等各类方法，它们统称为极限平衡法。这些方法原则上都是将滑动体划分为若干个微小土条而展开分析的。不同的极限平衡法假设的相应条件有所不同，虽然假设条件对于边坡稳定性计算的结果有一定的影响，但是对于结果的分析验证了适当的条件下依然可以使用极限平衡法。除了极限平衡法之外，还有极限分析法即所谓的能量法，此法就是我们所学过的上限定理。通过假定滑动土体为刚性、并且已知滑移面所在的位置。借助于位移协调条件，基于虚功原理求解滑动体处于极限状态时的极限荷载、稳定系数。但是由于滑动土体之间还存在非线性关系，而且土体并非为理想的刚体，因此该方法仍然存在局限性。与极限平衡法相比，有限元法更加精确，且无须任何假定就能对边坡的稳定进行分析计算。有限元法与其他方法最大的不同之处在于，它在考虑了滑动土体中的应力-应变关系的同时，还能满足相应的力学平衡条件。有限元法主要基于滑裂面上应力分析和强度折减分析理论。Zienkiewicz（1975）等首次借助折减系数研究出土坡稳定分析的强度折减弹塑性有限元法。有限元法目前已经成为最有效、通用性最强、应用最广泛的