基于随机场理论的土石混合体边坡稳定性

作     者：边宏光 王顺 马海善 辛鹏 BIAN Hongguang;WANG Shun;MA Haishan;XIN Peng

作者机构：武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 武汉大学水利水电学院武汉430072 青海省环境地质勘查局西宁810001 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 

基　　金：国家自然科学基金项目(42472355) 

出 版 物：《地质科技通报》 (Bulletin of Geological Science and Technology)

年 卷 期：2024年第43卷第6期

页      码：162-170页

摘      要：土石混合体边坡在我国分布范围广,且其材料组成复杂,受到了众多学者的关注。为了科学合理地评估土体参数的空间变异性对土石混合体边坡稳定性的影响,基于随机场理论,选取有效抗剪强度参数黏聚力c和内摩擦角φ作为随机变量,采用局部平均法模拟随机场,在MATLAB中实现随机场参数生成,在考虑土石混合体块石真实形状和块石含量基础上,采用Python语言脚本方式,将随机场参数映射到有限元软件中的土石混合体边坡,应用强度折减法计算边坡稳定安全系数。计算结果显示,土石混合体边坡的稳定安全系数符合正态分布,随着土石混合体边坡块石含量增加,边坡稳定安全系数的均值从1.005增长至1.095,边坡也由浅层破坏逐渐发展为深层破坏。块石质量分数均为35%时,块石粒径较大土石混合体边坡稳定性安全系数为1.334,块石粒径较小土石混合体边坡稳定安全系数为1.064。相比于确定性计算结果,考虑土体参数空间变异性的稳定安全系数更高。因此,在进行土石混合体边坡稳定性分析时,应充分考虑土体有效抗剪强度参数空间变异性,避免出现设计过于保守的情况。

主 题 词：土石混合体 随机场理论 边坡稳定性分析 有限元法 强度折减法 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240183

馆 藏 号：203155849...