瑞典圆弧法的积分形式及其广义数学模型

为提高边坡稳定系数的精度、降低其计算复杂度并扩大其应用范围,基于应用较为广泛的极限平衡理论——瑞典圆弧法,转化传统数学模型的连加为积分,得到了积分数学模型;通过对同一边坡在强度折减模型、传统数学模型、积分数学模型这三种不同模型下的稳定系数进行对比,证明了积分公式相对传统公式在精度和计算复杂度上的优越性;并推导出了边坡稳定系数计算的广义数学模型,进而给出了成层土复杂边坡的简化计算方法。结果表明:积分数学模型不用考虑土条划分和预估滑动面形式,其计算值相对强度折减模型仅低4.8%,相对传统数学模型高9.17%;计算时间相对传统数学模型低40%,相对强度折减法仅高20%;广义数学模型在三个假定的前提下,解决了"异形坡面"边坡的稳定系数计算;成层土边坡的简化方法,一定程度上进一步解决了非连续成层土体边坡的稳定系数计算问题。与传统数学模型相比,积分数学模型提高了计算精度并减少了工作量,弥补了传统数学模型因土条宽度选择不当和提出的各种假设所带来的不足,验证了广义数学模型和成层土边坡的简化计算方法对于求解复杂边坡的稳定系数的可行性。