平衡法和有限元方法。极限平衡法采用条分法适用于简单力学模型，可对土坡进行定量评价，经过长期工程实践和不断完善和补充，己经成为土坡稳定分析成熟方法。近年来随着数值分析方法在工程领域应用技术成熟，人们开始采用有限元法对坡体进行稳定分析，同时为弥补条分法假设上不足，有限元方法正成为土坡稳定分析热点。极限平衡法极限平衡法是在莫尔库仑强度准则基础上只考虑静力平衡条件和莫尔库万方数据三峡大学硕士学位论文仑强度准则对边坡进行分析。极限平衡法采用条分基本思想，假定边坡处于极限平衡状态来搜索最危险潜在滑动面并计算相应最小安全系数。按土条间作用力不同假设，极限平衡法可以分为非严格条分法和严格条分法。极限平衡法采用条分法，条分法能够适应复杂坡体几何形状各种土质以及孔隙水压力等条件，最为常用。在过去几十年里，曾经提出过许多种极限平衡条分法，从不考虑或部分考虑条块间作用力，不能满足力平衡条件万方数据三峡大学硕士学位论文,万方数据三峡大学硕士学位论文目录绪论引言应用前景国内外研究现状分析本文主要研究内容有限元法分析引言有限元法理论基础有限元法基本过程小结强度折减法中本构模型研究引言应力应变关系岩土本构模型分析屈服与破坏准则流动规律及硬化规律小结边坡稳定性及失稳判定标准研究引言影响边坡稳定性因素边坡失稳判定标准小结基于强度折减法边坡稳定算例分析引言二维边坡稳定性算例分析三维边坡稳定性算例分析小结结论与展望万方数据三峡大学硕士学位论文结论展望参考文献后记附录攻读硕士学位期间发表部分学术论著万方数据三峡大学硕士学位论文绪论引言我国是个多山国家，是世界上地质灾害频发国家之，尤其是中西部地区山高坡陡高山峡谷多沟壑纵横江河湍急地形地质地貌复杂，城市建筑依山而立，公路铁路翻山越岭，复杂多变地形地貌决定了我国现代化建设，尤其是我国政府实施西部大开发过程中将面临大量滑边坡工程，滑坡与边坡事故日益增多，给人民生命财产造成巨大损失。在所有地质灾害中，除地震灾害外，崩滑流灾害是最为严重，其以分布广灾发性和破坏性强，具有隐蔽性及容易链状成灾为特点，每年都造成巨大经济损失和人员伤亡。土坡失稳产生滑坡现象已变成同地震和火山相并列全球性三大地质灾害之。此外，随着现代城市建设迅速发展和人口高速增长，土地资源越来越紧张，人类不得不开挖山体，利用有限切坡地面进行建造各类高层建筑水利水电设施矿山港口高速公路铁路和能源工程等大量工程项目，在这些工程建设过程或建成后运营期内，不可避免地形成了大量土坡工程，势必带来岩土土坡稳定问题。由于不合理开发利用及防护不当，经常出现大量天然或人工土坡滑塌失稳，造成人员和财产重大损失。而且，随着工程规模加大加深及场地限制，经常需在复杂地质环境条件下，人为开挖各种各样高陡土坡，所有这些土坡工程稳定状态，事关工程建设成败与安全，对整个工程可行性安全性及经济性等起重要制约作用，并在很大程度上影响着工程建设投资及效益。因此，进行土坡稳定性研究具有重大现实意义。多年来频繁发生滑坡现象致使我国投入了大量人力和物力。据初步统计，滑坡崩塌泥石流等地质灾害每年造成经济损失达到亿元左右，在定程度上制约着我国经济发展。为了实现又好又快经济发展战略同时又指导工程建设，许多专家和学者致力于土坡稳定性分析研究，随着研究深入和应用，边坡工程治理和防护取得了较好效果。土坡稳定性是高速公路铁路机场高层建筑基坑开挖以及露天矿井和土坝等土木工程建设中十分重要问题。土坡稳定性问题可通过土坡稳定分析解决，但有待研究不定因素较多，如滑动面形式确定，土体抗剪强度参数合理选取，土非均质性以及土坡水渗流时影响等。虽然土坡稳定性分析产生了多种方法并解决了部分问题，但是还有许多问题亟待人们去研究和解决。所以去合理和科学分析土坡稳定性并指导工程建设避免土坡地质灾害给人民带来财产损失和生命安全有着重要意义。应用前景边坡稳定性分析国内外应用方法较多，主要有极限平衡法极限分析法。极限平衡法将坡体划分为刚性土条，假定边坡沿滑动面破坏，考虑由滑动面切割而成万方数据三峡大学硕士学位论文块体静力平衡条件，确定边坡稳定性或极限荷载极限分析法假定岩土体为刚塑性体，当岩土体应力小于屈服应力时，像刚体样不变形。然而，旦岩土体达到屈服应力，即使在应力不变情况下，也会产生塑性流动，使岩土体局部或全部进入塑性状态，土坡失稳。极限平衡法和极限分析法概念清晰，计算简便，且已积累了大量工程经验，但缺陷是未能考虑土体内部应力应变关系，无法分析坡体变形对稳定性影响。以有限元分析为基础强度折减法在边坡稳定分析中应用正在受到人们关注和重视，相比于其他边坡稳定分析方法不需要任何假设，不仅可以直接得出土坡稳定安全系数，还可以得到土坡内各单元应力和变形情况，显示土体破坏区域，因此能够大致给出破坏面位置并且定义抗剪强度折减系数与极限平衡分析中所定义土坡稳定安全系数在本质上是致。郑颖人提出在边滑坡稳定分析中应用，采用有限元强度折减法不但可以求均质土坡临界滑面和安全系数，还可以推广到求复杂岩质边坡滑坡滑面和稳定安全系数。大量计算表明在平面应变条件下采用摩尔库仑匹配准则求得安全系数与传统法求得安全系数非常接近，误差在左右，而采用摩尔库仑等面积圆准则计算结果与法平均误差在左右。而在三维条件下，采用摩尔库仑等面积圆准则求得安全系数与传统法计结果更接近。边坡滑面出现在塑性应变或位移突变地带。有限元强度折减法无需事先假定滑动面形状和位置，只需通过通过不断降低岩土体强度，使边坡达到极限破坏状态，从而直接求出边坡临界滑动面及其相应稳定安全系数，十分贴近工程设计，因此强度折减法可以应用于边坡设计并指导工程建设。随着计算机技术飞速发展以及在工程中应用，有限元强度折减法在国内外被广泛应用于边坡稳定性分析。基于强强度折减法在边坡稳定性分析中显现优点，强度折减法将会作为边坡稳定性分析应用新趋势，将会展现出更为广阔前景。国内外研究现状分析近年来边坡稳定性分析方法有很多种，较早有极限平衡法和极限分析法以及以有限元法基础强度折减法。目前，人们所熟知和广泛应用方法有极限平衡法和有限元方法。极限平衡法采用条分法适用于简单力学模型，可对土坡进行定量评价，经过长期工程实践和不断完善和补充，己经成为土坡稳定分析成熟方法。近年来随着数值分析方法在工程领域应用技术成熟，人们开始采用有限元法对坡体进行稳定分析，同时为弥补条分法假设上不足，有限元方法正成为土坡稳定分析热点。极限平衡法极限平衡法是在莫尔库仑强度准则基础上只考虑静力平衡条件和莫尔库万方数据三峡大学硕士学位论文仑强度准则对边坡进行分析。极限平衡法采用条分基本思想，假定边坡处于极限平衡状态来搜索最危险潜在滑动面并计算相应最小安全系数。按土条间作用力不同假设，极限平衡法可以分为非严格条分法和严格条分法。极限平衡法采用条分法，条分法能够适应复杂坡体几何形状各种土质以及孔隙水压力等条件，最为常用。在过去几十年里，曾经提出过许多种极限平衡条分法，从不考虑或部分考虑条块间作用力，不能满足力平衡条件下空间朱禄娟,谷兆棋,郑榕明等二维边坡稳定方法统计算公式水力发电学报陈祖煜土质土坡稳定分析原理方法程序北京中国水利水电出版社,杨明成,郑颖人基于极限平衡理论局部最小安全系数法岩土工程学报,陈惠发极限分析与土体塑性人民交通出版社,郑颖人,龚晓南岩土塑性力学基础北京中国建筑工业出版社,潘家铮建筑物抗滑稳定和滑坡分析北京水利出版社,陈祖煜,邵长明最优化方法在确定边坡最小安全系数方面应用岩土工程学万方数据三峡大学硕士学位论文报赵尚毅,郑颖人,时卫民,王敬林用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数岩土工程学报陆述远水工建筑物专题复杂坝基和地下结构北京水利电力出版社,赖国伟,陆述远,常晓林,黄劲松基于不等比例降强度参数龙滩碾压混凝土坝稳定分析水利水运工程学报唐芬,郑颖人边坡渐进破坏双折减系数法机理分析地下空间与工程学报唐芬,郑颖人,赵尚毅土坡渐进破坏双安全系数讨论岩石力学与工程学报刘九林,陈力华,林志有限元分析法适用性研究与应用公路隧道廖红建岩土工程数值分析北京机械工业出版社,陈祖煜,土坡稳定分析原理方法程序北京中国水利水电出版社,张玉红,杨庆丽土体本构模型评述佛山科学技术学院学报谢定义,姚仰平,党法宁高等土力学北京高等教育出版社,徐干成,郑颖人岩土工程中屈服准则应用研究岩土学报时卫民,郑颖人摩尔库伦屈服准则等效变换及其在边坡分析中应用岩土工程技术张露渝,刘东升,时卫民扩展广义屈服准则在边坡稳定分析中应用岩土工程学报邓楚键,何国杰,郑颖人基于准则系列准则在岩土工程中应用研究岩土工程学报李广信高等土力学清华大学出版社黄求顺,张四平边坡工程重庆大学出版社,吕国庆影响边坡稳定性因素分析建筑与工程万方数据三峡大学硕士学位论文赵艳,郭明珠,周智水对边坡稳定性影响及边坡加固措施分析工业建筑增张亚林,梁毅水对边坡稳定性影响及防治措施环保前沿,殷晓红,刘庆元地下水压力对边坡稳定影响湖南冶金吕庆,孙红月,尚岳全强度折减有限元法中边坡失稳判据研究浙江大学学报刘金龙,栾茂田,赵少飞等关于强度折减有限元方法中边坡失稳判据讨论岩土力学,赵尚毅,郑颖人,张玉芳有限元强度折减法中边坡失稳判据探讨岩土力学李红,宫必宁,陈琰有限元强度折减法边坡失稳判据水利与建筑工程学报宋二祥土工结构安全系数有限元计算岩土工程学报栾茂田,武亚军,年廷凯强度折减有限元法中边坡失稳塑性区判据及其应用防灾减灾工程学报孔宪京,韩国城,连镇营强度折减有限元法研究开挖边坡稳定性岩土工程学报,周翠英,刘祚秋,董立国等边坡变形破坏过程大变形有限元分析岩土力学王栋,年廷凯,陈煜淼边坡稳定有限元分析中三个问题岩土力学,徐连民,王兴然用有限变形理论研究薪性土试样中变形局部化问题岩土工程学报徐连民,王兴然等向硬化类弹塑性本构模型隐式应力积分算法水利水运工程学报万方数据三峡大学硕士学位论文后记本论文是在导师徐连民教授悉心指导下完成。在这三年研究生学习生涯中，导师渊博学识和严谨治学态度深刻地影响着我，将使我终身受益他良好个人修养和平易近人性格也给我留下了深刻印象。学习期间，导师除了在学业上给予指导外，还在生活上予以关怀照顾，在传授给我知识同时也教了很多做人做事道理。在此谨向导师表示衷心感谢！在论文完成过程中,我也得到了孙大伟老师田东方老师邓华锋老师等多位老师指导和帮助，在此并表示感谢。本论文得以顺利完成，还得感谢我同学和师兄弟们帮助。感谢同门常强以及同窗高亢吴翩彭浩邓华徐卫平等等在研究生这三年来和我进行学习交流和探讨，同时感谢叶建华王正禹贺雷吴杰张宇张晨孙钱程李德忠黄强以及胡宜对我帮助，这段时光将是我人生中段美好回忆。感谢三峡大学水环学院土建学院级同窗好友李成羽余意张钊刘帅秦世福方丽娟熊义马莉沈洪波王敏，正是与你们朝夕相处，相互学习和帮助，才使得原本紧张学习生活变得生动活泼丰富多彩。最要感谢是我父母，在我多年求学生涯中，他们总是在背后默默地付出着，在我心中直都有他们