二维与三维边坡稳定性分析结果的比较与分析

卢坤林，朱大勇，杨 扬

(合肥工业大学 土木与水利工程学院，合肥 230009)

1 引 言

严格来说，边坡稳定性分析属于空间问题，应采用三维分析方法来研究其稳定性。工程中，常简化为二维平面问题，运用理论成熟的二维分析方法进行稳定性计算，这种处理所带来的误差一直被学者们所关注，如 Baligh等[1]、Gens等[2]、刘华丽等[3]、Eid 等[4]、Farzaneh 等[5]、卢坤林等[6]、陈传胜等[7]、刘红帅等[8]、陈昌富等[9]、Zhang 等[10]均不同程度地开展了这方面的研究。值得指出的是，已有的研究成果比较零散，绝大部分仅讨论了潜在滑体的长高比(L/H)或滑体的空间形状对二维与三维安全系数(分别记为 F2与 F3)计算结果的影响(F3/F2)，没有全面系统地讨论各项指标如滑体形态、长高比、坡度、土体参数等对 F3/F2的影响，也未能较好地总结 F3/F2随着各项指标的变化规律，尤其是未能从机制上解释形成上述变化规律的内在原因。

近年来，三维极限平衡法在理论和计算程序上均取得了较大的进展，为进一步研究二维与三维安全系数计算结果间存在的差异及其影响规律提供了理论支撑。本文以均质边坡为研究对象，采用基于滑面正应力修正的极限平衡法及其分析程序[11]，详细讨论滑体形态、长高比、坡比、黏聚力、内摩擦角等参数对 F3/F2的影响，总结其内在影响规律，开展了机制分析，为合理正确地评价边坡稳定性提供有价值的理论参考。

2 计算方法与分析模型

2.1 计算方法

朱大勇等研究发现边坡稳定安全系数对潜在滑面上的正应力分布不敏感[12]，于是他摒弃传统假定条间力的分析思路，通过假定滑面上的正应力分布，建立满足所有平衡条件的平衡方程，引入恰当的修正函数，求解出安全系数。……