● 论文题目

基于极大剪应变增量的含软弱夹层土质边坡多滑面搜索方法

Multi-slip surfaces searching method for earth slope with weak interlayer based on local maximum shear strain increment

(Computers and Geotechnics，DOI: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2022.104760@)@

 ● 论文作者

张中信，张化进，韩龙强，吴顺川*

 ● 主要内容

        针对基于最大剪应变增量的滑面搜索算法仅能得到一条最不利滑面，在应用于含多滑面的复杂边坡时，存在滑面漏判或者误判的缺陷，提出一种基于极大剪应变增量的多滑面搜索方法，并以含软弱夹层土质边坡为例进行说明。首先采用强度折减法计算临界状态边坡的剪应变增量云图，然后基于极大剪应变增量，提取滑面的特征点，用DBSCAN算法聚类得到多个滑面特征点簇，再采用Kalman滤波和Rauch-Tung-Strieber smoother(RTSS)算法逐个对滑面特征点簇进行光滑处理，基本流程如图1所示。

图1 多滑面搜索算法流程图

        边坡模型如图2(a)所示，根据边坡临界状态时最大剪切应变增量的极大值，在Flac3D中自编Fish程序，沿纵横路径搜索滑面特征点，结果如图2(b)所示。将滑面特征点导入DBSCAN算法，设置算法参数Eps为0.7，MinPts为2，删除离群点后，得到表征不同滑面的两组特征点簇，如图3所示

图2 沿纵横路径搜索得到的滑面特征点

图3 DBSCAN 算法聚类结果

       将得到的特征点簇逐个输入到KF-RTSS算法中，平滑后的滑移面如图4(a)所示。而基于最大剪应变增量得到的滑面特征点如图4(b)所示，这些特征点是不连续的和混乱的，不能反映滑面的真实形状。图4(c)为最大剪应变增量云图，其中有两条较为明显的滑移带，对应图4(a)中的两条滑移面。滑移面T1的最大剪应变增量值大于滑移面T2，说明滑移面T1更危险。图4(d)为采用Slide中的Path Search方法计算得到安全系数小于1.25的滑移面，其中存在两组非圆形滑移面，与图4(a)中的两种滑移模式相一致。同时，对于仅含一条滑面的均质边坡，该方法的计算结果与传统方法相似。所提方法的应用不局限于含软弱夹层土质边坡，也适用于复杂边坡。

图4 滑面分布：(a)基于所提方法得到的含软弱夹层土质边坡内的两条滑面；(b)基于最大剪应变增量得到的滑面特征点；(c)最大剪应变增量云图；(d) Slide计算得到的多滑面