摘 要：边坡稳定分析方法发展最引人注目，它是经典土力学最早试图解决而至今仍未圆满解决的课题。在常用边坡分析方法的基础上，从边坡失稳机制出发，提出一种更方便的安全系数计算方法——坡向离心法。该法通过不断增大水平加速度，直至边坡失稳为止，依据水平加速度与重力加速度失稳影响机制求得安全系数。通过算例与传统极限平衡法和有限元强度折减法相比较，并对各物理参数进行敏感性分析。结果表明，坡向离心法在边坡工程稳定分析中的应用是切实可行的，其弹性模量和泊松比对该法所求安全系数影响不大。
1 引 言
安全系数法经过长期工程实践的证明,成为边坡稳定分析中一种常用而有效的方法。自Fellenius于1927 年提出圆弧滑动法计算安全系数以来，至今已出现了数十种分析方法，如极限平衡法、极限分析法、有限元强度折减法等，其中建立在极限平衡理论基础上的稳定性分析方法，经过80 多年的发展虽已积累了丰富的使用经验，但此方法没有考虑土体内部的应力-应变关系，无法分析边坡破坏的发生和发展过程，在求安全系数时通常需要假定滑裂面形状为折线、圆弧、对数螺旋线等[1]。各种极限平衡方法所做的假设不同，对计算结果和精度都有显著影响。有限元强度折减法[2－3]虽克服了传统方法的缺点，但实际破坏机制并不是因为强度指标降低，而是由于外荷载增加等其他原因导致，对于强度指标c 、ϕ 的同比例折减是否合理目前还没有统一认识，且参数反复折减，使有限元计算需反复试算，增加了工作量。 唐春安[4]等提出离心法分析边坡稳定性，但由于离心模型是采用小比例尺模型，那么所需填料也要按同一比例缩小，有时满足了尺寸效应，但随着缩制率的加大将会改变原位料的性质，小尺寸的原状试样在离心试验中不能完全反映整个原位模型的物理力学性质，如原状样中存在结构面、裂隙、夹层等在模型中不能按比例缩小，这样对边坡，特别是对岩质边坡的试验就失去了有效性，较难完全满足力学、物理、几何的一致相似性。基于离心原理的有限元重度增加法虽克服了模型试验的缺点，但无法反映由于水平动力荷载增大导致的边坡失稳，而且与强度折减法及极限平衡法相比，在摩擦角较大的缓坡情况，所得到的安全系数相对较大。基于这些原因，本文探索一种建立在有限差分法基础上的方便可行的方法——坡向离心法。即通过施加不断增大的水平加速度，增大下滑力，减小抗滑力，直至边坡失稳破坏为止，建立水平加速度和重力加速度与安全系数的关系。进一步对不同坡比的边坡应用各种方法进行分析，以及对各物理参数进行敏感性分析，以评价本文方法的可行性，期望起到抛砖引玉之作用。
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