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边坡稳定性分析是土木工程中一个十分重要的课题,对由粘聚性土类组成的均质或非均质土坡进行稳定分析计算最常用的方法是极限平衡条分法。
首先,根据极限平衡原理和Mohr-Coulomb破坏准则,并充分考虑运动许可条件,建立了局部最小安全系数法。该法具有以下优点:既满足条块力和力矩的平衡,又符合边坡稳定问题的物理本质;既能保证所求解是运动许可的,又能保证不出现数值计算上的困难;既能同时确定边坡临界滑动面和计算最小安全系数,又可以确定条底及条块界面上法向力的作用点,从而消除了以往对临界滑动面的形状以及条底和条块界面上法向力的作用点的人为假定。利用此方法方便的求解局部最小加速度系数,从而推求整体最小安全系数。
其次,应用优最控制理论思想,将局部加速度系数表示成条底的倾角、条闻法向力的作用点及条底法向力的作用点的函数,根据边坡稳定分析的合理性要求及运动许可条件,引入相应的约束条件,结合非线性规划原理,建立局部最小安全系数法的优化数值模型,并运用障碍函数法建立局部最小安全系数法的优化算法,可大幅度减少局部最小安全系数法的计算工作量,提高了临界滑动面的搜索速度。结合所给算法利用Matlab7.0研制了一个通用的程序,算例计算比较表明本文所给方法是合理可靠的。