第1章 绪论 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.1.1 研究的背景 1
1.1.2 研究的意义 4
1.2 三维边坡稳定性分析方法研究现状 5
1.2.1 极限平衡法 5
1.2.2 塑性极限分析法 8
1.2.3 有限元法 8
1.2.4 矢量和法 9
1.2.5 最小势能法 10
1.3 三维滑裂面构建与临界滑裂面搜索研究现状 10
1.3.1 滑裂面的构建 10
1.3.2 临界滑裂面的搜索 11
1.4 三维边坡稳定性分析存在的问题 12
1.5 本书的主要内容 13
第2章 二维边坡最小势能稳定性分析方法 15
2.1 引言 15
2.2 棱柱体模型的最小势能法 15
2.2.1 棱柱体模型 15
2.2.2 基本假定 16
2.2.3 理论推导 16
2.3 圆弧滑面的二维最小势能法 19
2.3.1 基本假定 19
2.3.2 抗滑力矩的推导 20
2.3.3 下滑力矩的推导 21
2.3.4 安全系数的求解 22
2.4 任意滑裂面的二维最小势能法 22
2.4.1 基本假设 22
2.4.2 抗滑力的推导 23
2.4.3 下滑力的推导 25
2.4.4 安全系数的求解 25
2.5 本章小结 26
第3章 三维边坡最小势能稳定性分析方法 27
3.1 引言 27
3.2 均质边坡三维势能的计算模型 28
3.3 均质边坡总势能函数的建立 28
3.3.1 滑裂面的弹性压缩势能 29
3.3.2 滑床的剪切势能 29
3.3.3 整个滑体的总势能 33
3.4 均质边坡安全系数的求解 34
3.4.1 抗滑力的推导 34
3.4.2 下滑力的推导 35
3.4.3 安全系数的求解 35
3.5 多地层边坡的分析方法 35
3.5.1 多地层边坡三维势能的计算模型 36
3.5.2 多地层边坡三维势能函数的构建 37
3.5.3 多地层边坡安全系数的求解 40
3.6 算例与分析 42
3.6.1 算例1 42
3.6.2 算例2 46
3.7 边坡模型试验 48
3.7.1 试验原理 48
3.7.2 试验材料与器材 48
3.7.3 模型方案设计 48
3.7.4 试验过程 49
3.7.5 试验结果分析 52
3.8 边坡参数对稳定性的影响分析 55
3.8.1 黏聚力的影响分析 55
3.8.2 内摩擦角的影响分析 57
3.8.3 坡比的影响分析 58
3.9 本章小结 58
第4章 抗滑桩加固边坡三维最小势能稳定性分析方法 60
4.1 引言 60
4.2 抗滑桩与坡体的相互作用 60
4.3 抗滑桩内力的计算方法 61
4.4 抗滑桩加固边坡三维势能的计算模型 63
4.5 抗滑桩加固边坡总势能函数的建立 63
4.5.1 桩与滑体相互接触处的势能 64
4.5.2 桩体的势能 65
4.5.3 整个系统的总势能 67
4.6 抗滑桩加固边坡安全系数的求解 68
4.6.1 抗滑力的推导 68
4.6.2 下滑力的推导 69
4.6.3 安全系数的求解 70
4.7 算例 70
4.8 抗滑桩的参数对边坡稳定性的影响分析 71
4.8.1 抗滑桩的抗弯刚度对边坡稳定性的影响分析 71
4.8.2 抗滑桩的间距对边坡的稳定性影响分析 72
4.9 本章小结 73
第5章 锚杆加固边坡三维最小势能稳定性分析方法 74
5.1 引言 74
5.2 锚杆加固边坡总势能函数的建立 75
5.2.1 锚杆加固边坡三维势能的计算模型 75
5.2.2 锚杆势能函数的建立 75
5.2.3 总势能函数的建立 77
5.3 锚杆加固边坡安全系数的求解 77
5.3.1 位移的求导 77
5.3.2 抗滑力的推导 77
5.3.3 下滑力的推导 78
5.3.4 安全系数的求解 78
5.4 滑体中锚杆相关数据的推求 79
5.5 算例分析 80
5.6 锚杆参数对边坡稳定性的影响分析 82
5.6.1 锚固力对边坡安全系数的影响 82
5.6.2 水平间距对边坡安全系数的影响 82
5.6.3 锚杆刚度系数对边坡安全系数的影响 84
5.7 本章小结 85
第6章 三维滑裂面的构建与临界滑裂面的搜索 86
6.1 引言 86
6.2 三维滑裂面的构建与目标函数的确定 86
6.2.1 三维滑裂面的构建 87
6.2.2 滑体数据生成 89
6.2.3 目标函数的确定 89
6.3 临界滑裂面的搜索 89
6.3.1 常用的临界滑裂面搜索方法 90
6.3.2 基于遗传算法的临界滑裂面的搜索原理 92
6.3.3 基于遗传算法的临界滑裂面搜索实现 95
6.4 算例 101
6.5 本章小结 105
第7章 三维边坡最小势能稳定性分析程序开发 106
7.1 引言 106
7.2 界面计算程序开发 108
7.2.1 计算模块 108
7.2.2 界面模块 109
7.2.3 计算模块与界面模块的结合 111
7.3 程序的实现 112
7.4 本章小结 121
参考文献 122