地质学论文_考虑分区各向异性和渗流作用的边坡

文章摘要:土体强度各向异性和渗流作用是影响边坡稳定性的重要因素。为使稳定性计算时边坡土体强度的各向异性更切实际，提出了对成层边坡土体进行分级加载和分区考虑强度各向异性的方法：根据边坡土体最大主应力方向角的大小分布与成层土相交区域建立初始分区，然后结合有限元计算结果，推导各成层土各向异性强度参数计算公式，并即时计算各分区内土体强度参数；在逐级施加荷载过程中，根据计算所得土体强度参数进一步调整初始分区，通过初分、细分和精分三级控制，确定耦合计算分区和各分区土体强度参数。在此基础上，建立考虑土体分区各向异性、未分区各向异性和未分区各向同性3种工况的流固耦合模型，分析边坡体应力场、位移场和渗流场的变化规律和特点，并采用强度折减法计算边坡稳定性。结果表明：考虑土体分区各向异性时，坡体平均应力最大值较未分区各向异性时有所减小，但较未分区各向同性时有所增大，其渗流域和流速较其他两种工况均有所减小；考虑土体分区各向异性时，计算所得边坡稳定性系数为1.109，比其他两种工况分别下降了2.8%和21.3%。

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