基于强度折减法的河道边坡稳定性研究

王腾飞，常 赜

(珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广州 510611)

0 前 言

河道边坡的稳定和安全一直都是岩土边坡研究的重点，如何定量的描述河道边坡当前的稳定程度是重中之重，传统的做法是通过开展野外观察测量河道边坡的滑动量和河流水位来评判的，但这种做法工作量太大，效率较低，对人员数量需求较多，采样精度容易受到环境因素的不利影响。鉴于此，专家学者们提出了能满足一定精度要求的强度折减法来计算边坡稳定，文章也是基于该理论来开展对河道边坡稳定性的定量化研究，将通过各关键因素对稳定系数的影响来进行具体分析。

1 强度折减法基本原理

河道边坡的稳定系数取自强度折减法下的等效换算结果，计算有限元模型时，每一次迭代步都对河道边坡填充体的黏聚力C和材料内摩擦角φ等进行比例折减，同时判断边坡的稳定状态，当河道边坡出现滑动失稳时，也就是河道边坡填充体的应力无法与其塑性应变匹配时，填充体内部就形成了弧形连续滑动面，初始黏聚力C0与此状态下的黏聚力Cn的比值就是河道边坡的稳定系数。文章判断河道边坡滑动失稳的标准是：边坡填充体形成了贯通性塑性区(塑性应变最大且贯通边坡的区域)。

(1)

(2)

式中：C为填充体的黏聚力；Ci由上一步迭代计算得到；φ为填充体的内摩擦角；φi也由上一步迭代得到；i为等比例折减的次数；F为折减系数。若河道边坡经历了n次迭代后发生滑动失稳，则此时的折减系数Fn就是河道边坡的稳定系数，即：