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边坡的应力场和变形场与边坡稳定性有密切联系,如何有效地利用应力场和变形场去判断边坡的破坏模式并对其进行加固,具有重要的理论价值和工程意义。从理论分析、试验验证、数值计算、实际工程分析四个方面出发研究上述问题,得出以下主要结论:(1)通过边坡离心模型试验,研究了其变形特点,并对试验土样开展了三轴试验,建立了变模量弹塑性模型和Et-μt二重势面模型,认为数值方法基本可反映破坏前的试验结果,但要研究破坏的发生和发展的全过程,仍需更深入的研究。(2)根据应力场和变形场确定滑坡的破坏类型以及其最优加固位置。采用变模量强度折减法对边坡的应力场和变形场进行计算分析,通过数值计算结果表明:对于推移式滑坡,其上部的应力水平和位移高于下部;牵引式滑坡下部的应力水平和位移大于上部;而复合式滑坡,则是推移式滑坡和牵引式滑坡的组合。假设在边坡的不同位置设置抗滑桩,研究抗滑桩加固后的安全系数与应力场和变形场的关系,结果表明当抗滑桩设置在应力水平和变形场均较大的位置可获得最大安全系数。因此,推移式滑坡的最优加固位置是其上部,而牵引式滑坡的最优加固位置则是其下部,对于复合型滑坡其最优位置一般在边坡内应力水平和变形场都较大的位置。同样,采用锚索加固时,发现在高应力水平和大位移区域分配更多的加固荷载可以获得较好的加固效果。(3)比较不同破坏模式下强度折减法与传统整体极限平衡法的安全系数,发现推移式滑坡的两者结果较一致,而牵引式滑坡整体极限平衡法的结果大于强度折减法;牵引式滑坡的整体极限平衡法的安全系数可能是偏大的,尤其是存在较大的不均地质情况。(4)不同的破坏模式,边坡的位移模式也不一样,采用变模量强度折减法分析不同边坡破坏模式,总结得出:对于牵引式滑坡,其滑动破坏呈现“脆性”破坏的特征;而推移式滑坡在滑坡前在坡顶会有明显的位移预警,具有“塑性”破坏的特点。因此,边坡设计处理应避免产生牵引式破坏模式,宜设计成推移式破坏模式,就像钢筋混凝土梁的“适筋梁”那样,会在破坏前有明显的预警变形,减少灾害发生。