块状岩质边坡的块体元塑性极限分析法研究

岩质边坡的稳定性是岩土工程界研究的一个热点，由于结构面的存在，岩质边坡的变形和稳定性主要受方向各异的结构面控制，因此其稳定性计算要比一般的边坡复杂。本项目以块状岩质边坡这种典型的非连续介质为研究对象，将塑性极限分析理论、块体元离散技术以及数学规划手段结合起来，建立评价边坡稳定性的块体元塑性极限分析方法体系。采用块体元理论将岩体离散成块体加结构面的几何体，选取合适的块体、结构面的单元形态，基于塑性极限分析的上、下限定理，建立块状岩质边坡的静力许可应力场与机动许可速度场，构建边坡稳定性的塑性极限分析法数学模型并探讨其求解策略，同时研究岩体中孔隙水压力以及加固措施在块体元塑性极限分析法中的数值实现，开发块体元塑性极限分析计算程序，并将其应用于工程实例。研究旨在为块状岩质边坡的稳定性分析提供新的方法，研究成果对水利水电、公路铁路建设、矿山采矿等边坡工程的稳定性分析具有重要的理论和应用价值。

本项目将塑性极限分析理论、块体元离散技术以及数学规划手段结合起来，建立了评价边坡稳定性的块体元塑性极限分析方法体系，主要成果包括：（1）提出了块状岩质边坡块体元塑性极限分析下限法；（2）提出了块状岩质边坡块体元塑性极限分析上限法；（3）提出了块体元塑性极限分析法的数值实现技术以及数学模型的优化求解策略，并开发了块体元塑性极限分析的计算程序；（4）提出了岩体中孔隙水压力以及锚固措施在块体元塑性极限分析法中的数值实现技术。本项研究为块状岩质边坡的稳定性分析提供了新的方法，研究成果对边坡工程的稳定性分析具有重要的理论和应用价值。课题组按既定研究计划较好地完成了研究任务内容，项目研究达到预期目标。截止目前，本项目成员共发表学术论文19篇，所发表的学术论文被SCI/EI/ISTP检索14篇，其中SCI检索1篇、EI检索13篇；申请发明专利3项；培养博士研究生1名、硕士研究生1名；主要成员中有2人晋升副教授。