边坡三维滑动的机理及模拟方法研究

研制新的模型箱及制样装置、离心机运行过程中边坡底部局部开挖和顶部局部加载的模拟装置以及边坡表面位移场的非接触式实时测量系统。整合各功能模块，形成一套再现边坡三维滑动的离心模型试验及测量系统。进行较系统的离心模型试验再现不同条件下边坡三维滑动的过程，测量试验过程中边坡位移场的变化，观测边坡的滑裂面位置等破坏形态。通过引入反映土体滑动时所产生剪切带力学特性的剪切单元，将边坡应力应变弹塑性有限元分析与条分法中的滑弧结合起来，建立边坡三维滑动的数值模拟方法。通过物理和数值模拟互相印证、互为补充的途径，再现边坡三维滑动破坏的现象，给出边坡在加载过程中的应力场和位移场的变化过程，揭示边坡三维滑动的发生机理和发展规律。针对不同的典型边坡型式探讨相应的简化计算公式及参数确定方法。