三维边坡临界滑面的Cauchy问题及其实验验证

边坡稳定性分析包括两个环节：安全系数的求解和临界滑面的定位。相对于二维分析而言，三维分析在这两个环节上的研究进展都十分缓慢。特别是临界滑面的定位问题，即使在极限平衡法中也都还是在指定滑面几何形式和滑动模式的前提下，通过对有限的几个几何参数进行优化来进行的。考虑到滑坡模式和滑面形状都非常丰富，在有限的参数空间内所得到的滑面可能与真实的临界滑面相差较大，从而给边坡工程带来不必要的浪费或安全隐患。.本项研究将基于边坡的临界应力场（通过强度折减法来获得）和Coulomb失效准则，列出临界滑面所满足的一个一阶拟线性偏微分方程的Cauchy问题，通过数值求解该问题可以在不指定滑面几何形式和滑动模式的前提下求得临界滑面；同时，因三维问题目前还没有解析解可供参照，还将在三维滑坡模型实验平台上予以验证。本项研究可以提升三维边坡稳定性分析的理论和应用水平。