邊坡穩(wěn)定性分析是經(jīng)典土力學(xué)最早試圖解決而仍未圓滿解決的課題，自1927年弗倫紐斯提出圓弧滑動(dòng)法以來(lái)，至今已出現(xiàn)數(shù)十種土坡穩(wěn)定分析法。目前邊坡穩(wěn)定性分析最常用的是極限平衡法、數(shù)值分析法，其中極限平衡法需要人為對(duì)潛在滑動(dòng)面進(jìn)行假設(shè)，容易造成對(duì)實(shí)際情形的偏離。

　　摘要：文章采用大型有限元分析軟件midas/gts，對(duì)某道路邊坡施工過(guò)程中的受力和變形進(jìn)行了分析，結(jié)合有限元強(qiáng)度折減系數(shù)法對(duì)該高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出該邊坡在靜力作用下，安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

　　關(guān)鍵詞：科技期刊投稿,強(qiáng)度折減系數(shù)法,安全系數(shù),高邊坡

　　隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)值計(jì)算方法的迅速發(fā)展，數(shù)值分析法特別是有限元法的運(yùn)用日益廣泛，然而采用常規(guī)的有限元法不能提供邊坡的安全系數(shù)，強(qiáng)度折減系數(shù)法將強(qiáng)度折減技術(shù)與彈塑性有限元方法相結(jié)合，在給定的評(píng)判指標(biāo)下，通過(guò)調(diào)整折減系數(shù)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，求得邊坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，這是目前邊坡穩(wěn)定分析中適用性廣泛、前景較好的一種數(shù)值分析方法。本文采用大型有限元分析軟件midas/gts，結(jié)合有限元強(qiáng)度折減系數(shù)法對(duì)某路基高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

　　1工程概況

　　某擬建道路工程位于陜北黃土高原北部，毛烏素沙漠南緣，其地貌單元屬黃土丘陵溝壑區(qū)，主要表現(xiàn)為黃土梁、峁。區(qū)內(nèi)溝壑縱橫，地形支離破碎。區(qū)內(nèi)大部分被第四系黃土覆蓋，在溝流兩側(cè)多有基巖出露�？辈靺^(qū)內(nèi)水量補(bǔ)給主要為大氣降水匯集而成，上游有少量地下水出露補(bǔ)給。線路經(jīng)過(guò)地段主要為近代人工填土、第四系上更新統(tǒng)黃土（Q3eol）和白堊系砂巖、泥巖及礫巖。由于道路開(kāi)挖形成高陡邊坡，該處道路左側(cè)路塹邊坡高度28m，道路右側(cè)路塹邊坡高度50m。為確保道路安全，需對(duì)該邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，邊坡示意圖如圖1所示。

　　2計(jì)算方法及模型

　　本次計(jì)算采用巖土隧道結(jié)構(gòu)專用有限元分析軟件MIDAS/GTS進(jìn)行二維維數(shù)值模擬分析。計(jì)算過(guò)程為：圍巖形成自重應(yīng)力場(chǎng)分析→邊坡開(kāi)挖過(guò)程分析→運(yùn)用強(qiáng)度折減系數(shù)法對(duì)邊坡安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

　　根據(jù)邊坡幾何關(guān)系建立有限元模型見(jiàn)圖2，巖土按彈塑性材料考慮，并服從摩爾-庫(kù)倫屈服準(zhǔn)則，采用三角形單元，模型的邊界條件通過(guò)限制模型兩個(gè)側(cè)面和底面法向的位移來(lái)實(shí)現(xiàn)，荷載根據(jù)地層自重。根據(jù)地勘報(bào)告并參考有關(guān)規(guī)范確定巖土物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

　　3計(jì)算結(jié)果與分析

　　邊坡開(kāi)挖前，巖體最大拉應(yīng)力由地表向下逐漸減小，最大值為0.13MPa，邊坡開(kāi)挖后，邊坡兩側(cè)最大拉應(yīng)力明顯增加，在軟弱巖體表面在拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)塑性區(qū)，但并未形成貫通的塑性區(qū)，不會(huì)引起整個(gè)邊坡的失穩(wěn)，施工中應(yīng)對(duì)軟弱巖體進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)和加強(qiáng)。受開(kāi)挖卸載影響，坡體表現(xiàn)為向臨空面的位移見(jiàn)圖3和圖4，由于挖方較大，為邊坡回彈值大于水平位移值，最大水平位移為0.7cm，發(fā)生在道路右側(cè)邊坡中部，最大豎向回填為3.4cm，位于邊坡坡腳，但量值相對(duì)較小。

　　運(yùn)用強(qiáng)度折減系數(shù)法對(duì)邊坡巖土抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行折減，使其邊坡達(dá)到極限破壞狀態(tài)，其中邊坡失穩(wěn)以坡體中貫通塑性區(qū)的形成為判據(jù)，以此作為開(kāi)挖邊坡整體的安全系數(shù)，根據(jù)計(jì)算，折減系數(shù)為1.6時(shí)，道路右側(cè)邊坡進(jìn)入極限狀態(tài)，坡體等效塑性應(yīng)變分布見(jiàn)圖5，由此得到的安全系數(shù)為1.6，大于規(guī)范值1.35，滿足規(guī)范要求，在靜力作用下，該邊坡不會(huì)發(fā)生整體滑動(dòng)。

　　4結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)邊坡施工后的受力和變形分析可知，邊坡開(kāi)挖后，邊坡兩側(cè)最大拉應(yīng)力明顯增加，在軟弱巖體表面在拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)塑性區(qū)，但并未形成貫通的塑性區(qū)，不會(huì)引起整個(gè)邊坡的失穩(wěn)。受開(kāi)挖卸載影響，坡體表現(xiàn)為向臨空面的位移，但量值相對(duì)較小。通過(guò)強(qiáng)度折減系數(shù)法計(jì)算得到邊坡安全系數(shù)為1.6，大于規(guī)范值1.35，滿足規(guī)范要求，因此在靜力作用下，該邊坡不會(huì)發(fā)生整體滑動(dòng)。邊坡開(kāi)挖后，在軟弱巖體表面在拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)塑性區(qū)，因此，施工中應(yīng)對(duì)軟弱巖體進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)和加強(qiáng)。

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