基于断裂力学的黏性边坡稳定性分析

顾 芹,肖盛燮

(重庆交通大学 土木建筑学院,重庆 400074)

引言

分析材料因屈服而破坏常用的准则有Tresca准则、Mises准则、Coulomb准则等,但这些准则不能有效的描述脆性材料,特别是坚硬土和超固结土的破坏问题.由于岩土工程的的复杂性,黏性土坡的失稳破坏机理问题至今没有很好的解决办法.黏土边坡在建成后,往往会因为裂缝失稳扩展导致破坏,然而对于裂缝出现的位置、方向和长短等因素与突破稳定性关系仍缺少系统的研究.但是基于线弹性断裂力学理论,对于黏土的多种断裂参数,如断裂韧度、临界应变能的释放率等都已经可以通过各种实验手段获得.同时我国糯扎渡土质直心墙堆石坝工程中的问题也通过线弹性断裂力学得到了成功的解决.本文将利用线弹性断裂力学来分析粘土结构断裂的破坏机理,结合有限元模型对坡顶的裂缝进行计算,进而研究黏性土坡的稳定性,同时通过断裂力学准则来判断坡顶裂缝的稳定性准则.

1 边坡稳定性分析

1.1 不考虑裂缝边坡稳定性分析

由于土坡表面倾斜,受其自身重力及周围其他外力作用,当土体内部的滑动力超过了土体本身抗滑能力,此时滑坡就会发生.土坡的滑坡失稳主要原因有如下几种:①外部作用力破坏了土体内部原来本身的应力平衡状态.如基坑或路堑的开挖,就是因为土体的自重发生了变化,改变了土体本来的应力平衡状态.此外,在路堤的填筑或土坡面承受……