水位上升与荷载耦合作用下土坡稳定极限分析方法研究

边坡失稳产生的灾害不仅会给工农业生产带来巨大损失,也会对人民的生命财产安全造成巨大威胁。目前,滑坡灾害已与地震、火山并列成为全球3大地质灾害之一,其中由水库水位变化诱发的滑坡近来得到重视。因此,建立合理的边坡稳定性分析方法对预测以及防控滑坡灾害十分重要。实际中的边坡失稳过程往往在多种荷载因素的耦合作用下发生,但现有边坡极限分析等稳定性解析方法偏重于考虑单一荷载因素,难以合理考虑多类荷载耦合作用条件,缺乏对边坡稳定性依赖加载过程这一现象的合理解释。本文在极限分析原理的基础上,将水库区边坡所受荷载凝练为水位上升与坡顶加载的耦合作用。将水位荷载简化为水位线以下土体受到浮力以及黏聚力的减小,建立了一个土坡稳定性分析方法,编写了相应的数值计算程序,通过与离心模型试验结果进行对比验证了方法的有效性。该方法计算结果表明,边坡稳定性随坡顶荷载增加单调下降,而随水位上升表现出先降低后增加的非单调变化。因此,坡顶荷载与水位上升耦合加载过程中,边坡稳定性对于加载过程具有显著的依赖性。