论文题目：基于滑面正应力修正三维边坡稳定性计算软件开发及工程应用
摘要：边坡稳定性分析是岩土力学中的一个经典研究课题,在土木工程、水利工程及交通工程中具有深远的理论意义和广泛的工程应用背景。在三维稳定性分析中,三维极限平衡法理论发展比较成熟,课题在已有的理论成果上,以MATLAB为研发程序,基于GUI为搭接框架,将三维极限平衡法和最优化理论结合起来,快速、准确地求出计算结果,建立了一个三维边坡稳定性极限平衡分析系统软件。该软件的研发与推广能够使三维极限平衡理论广泛的用于工程实际中去,更好地服务于社会。完成的主要成果总结如下:（1）研发基于滑面正应力修正三维边坡稳定性计算软件。本软件针对均质滑体设计出两种计算模型,分别为有软弱夹层滑面和无软弱夹层滑面,计算滑面方程为椭球或者球。本软件满足大多数三维滑面稳定性计算,计算速度快;数据读取和储存方便,计算精确度高;且内置循环已经完成滑面类型的计算循环判断,可套用所有椭球型和球型滑面。（2）研发基于分片光滑技术三维边坡安全系数计算软件。本软件同样基于滑面正应力分布三维极限平衡理论,采用分片光滑的技术对滑面进行处理,巧妙的解决的实际工程中拟合精度及沿x,y轴方向求导为零的问题,软件计算速度快,计算结果可靠。（3）研发三维滑体锚固力及安全系数计算软件。本软件基于滑面正应力分布三维极限平衡理论对滑体进行两种计算模式设计,第一是输入已知均布锚固力、锚固角度,求在此锚固力作用下安全系数Fs值;第二是输入预设安全系数Fs值,求出作用在三维滑面上均布锚固力。（4）通过上述研发软件对某公路K103+580K103+660路线段稳定性进行分析;以及K102+230K102+289路线段,为达到设定安全系数所需锚固力大小计算,验证所研发软件的工程实用性。
关键词：边坡工程;程序研发;稳定性;三维;极限平衡;锚固;分片光滑
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究的意义与目的
1.2 国外研究现状
1.2.1 三维极限平衡法
1.2.2 锚固边坡稳定性研究现状
1.2.3 极限平衡法计算程序设计与软件研究现状
1.3 主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 三维极限平衡法软件研发
2.1 基于滑面正应力分布的三维极限平衡法理论
2.1.1 分析模型及典型条柱上作用力
2.1.2 基本假定
2.1.3 滑面正应力分布函数
2.1.4 三维滑体平衡方程组
2.1.5 安全系数求解
2.2 基于滑面正应力修正三维边坡稳定性计算软件研发思路
2.2.1 软件系统总体框架
2.2.2 计算系统的功能实现
2.3 软件核心算法实现
2.3.1 程序流程图
2.3.2 公式2-11 程序实现方法
2.3.3 物理信息读写与存储
2.3.4 单位条块划分及循环判断
2.4 算例分析
2.4.1 算例一
2.4.2 算例二
2.4.3 算例三
2.5 本章小结
第3章 基于分片光滑技术三维边坡安全系数计算软件研发
3.1 分片光滑技术理论
3.1.1 构建参数域及初始曲面
3.1.2 分片曲面拟合
3.1.3 曲面连接点检查
3.2 基于分片光滑技术三维边坡安全系数计算软件研发思路
3.2.1 软件系统总体框架
3.2.2 计算系统的功能实现
3.3 软件核心算法实现
3.3.1 程序流程图
3.3.2 构建参数域及初始曲面的实现方法
3.3.3 分片光滑技术的实现方法
3.3.4 基于滑面正应力分布的三维极限平衡法程序实现方法
3.4 算例分析
3.4.1 算例一
3.4.2 算例二
3.5 本章小结
第4章 三维滑体锚固力及安全系数计算软件研发
4.1 三维锚固力计算理论
4.1.1 分析模型及典型条柱上的作用力
4.1.2 基本假定
4.1.3 滑面正应力分布函数
4.1.4 三维锚固滑体平衡方程组
4.1.5 锚固力系数求解
4.2 三维滑体锚固力及安全系数计算软件研发思路
4.2.1 软件系统总体框架
4.2.2 计算系统的功能实现
4.3 软件核心算法实现
4.3.1 程序流程图
4.3.2 三维滑体锚固力计算理论程序实现方法
4.4 算例分析
4.4.1 算例一
4.4.2 算例二
4.5 本章小结
第5章 工程应用
5.1 某公路K103+580~K103+670 段左侧边坡稳定性计算
5.1.1 工程地质概况
5.1.2 三维极限平衡分析模型
5.2 某公路K104+220~K104+280 断左侧边坡稳定性计算
5.2.1 工程地质概况
5.2.2 三维极限平衡分析模型
5.3 某公路K102+230~K102+289 断左侧边坡稳定性计算
5.3.1 工程地质概况
5.3.2 三维极限平衡分析模型
5.3.3 三维滑体锚固力设计计算
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要成果汇总
6.2 展望
参考文献
参加过科研项目与学术交流
科研成果