1、本文以公路順層巖質(zhì)邊坡為研究對象，采用有限元強度折減法、極限平衡法、敏感性分析的單因素法和正交設(shè)計法、可靠度分析的一次二階矩法和響應(yīng)面法等，針對邊坡概化模型和工程實例，進(jìn)行了邊坡穩(wěn)定性、因素敏感性和可靠度等方面的研究。在邊坡穩(wěn)定性計算方面，量化分析了由通用有限元程序與傳統(tǒng)極限平衡法得到的安全系數(shù)結(jié)果差異，以及參數(shù)選取對有限元計算結(jié)果的影響，提出并驗證了一種在DP系列準(zhǔn)則間進(jìn)行安全系數(shù)轉(zhuǎn)換的新方法和基于內(nèi)摩擦角取值點的D-P系列準(zhǔn)則與M-

2、C準(zhǔn)則的匹配方法；在因素敏感性分析中提出了采用參數(shù)的增量來分析層狀邊坡的思路，驗證了方差分析法在邊坡敏感性分析中的適用性；在邊坡可靠度分析中提出了與因素敏感性分析相結(jié)合的思路，對因素敏感性在邊坡可靠度分析中的應(yīng)用開展了研究，并給出了可供工程設(shè)計參考的建議；根據(jù)模型計算以及工程實例分析，提出了防護(hù)設(shè)計的原則。主要內(nèi)容和研究成果有：
　　 通過對具一組貫通軟弱結(jié)構(gòu)面的順層巖質(zhì)邊坡有限元計算模型的分析表明，邊坡坡度陡于巖層傾角、存在臨

3、空面時對穩(wěn)定不利，安全系數(shù)隨邊坡高度的增加而降低；坡頂荷載對邊坡穩(wěn)定性的影響跟其與潛在滑動面的相對位置以及荷載大小有關(guān)；擋墻和錨桿通過對塑性區(qū)貫通帶的阻截使塑性區(qū)轉(zhuǎn)移到更薄弱的結(jié)構(gòu)面，從而提高安全系數(shù)，但錨桿必須貫穿塑性區(qū)才能發(fā)揮作用。
　　 應(yīng)用通用有限元程序計算公路順層巖質(zhì)邊坡安全系數(shù)時，其計算結(jié)果偏于不安全，基于外接圓屈服準(zhǔn)則的有限元計算結(jié)果比基于莫爾-庫侖準(zhǔn)則的極限平衡法計算結(jié)果平均高約22％。在有限元計算中，忽略剪脹角

4、的計算結(jié)果較為保守；采用關(guān)聯(lián)流動法則時的塑性區(qū)分布范圍比非關(guān)聯(lián)流動法則時明顯縮小；楊氏模量和泊松比取值對邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)計算結(jié)果幾乎沒影響，但模量下調(diào)將使邊坡的位移增加，泊松比變小將使塑性區(qū)分布范圍擴大。
　　 D-P系列準(zhǔn)則與M-C準(zhǔn)則的研究表明，在基于系列DP準(zhǔn)則的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)有限元計算中，可以用π平面上D-P系列準(zhǔn)則半徑之比進(jìn)行邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)D-P系列準(zhǔn)則與M-C準(zhǔn)則進(jìn)行匹配時，傳統(tǒng)的方法多從“平均”角度出發(fā)

5、，對于具體邊坡，從“平均”意義得出的匹配結(jié)論可能有較大偏差；本文提出了新的方法，只需將不同內(nèi)摩擦角φ值時DPI準(zhǔn)則和M-C準(zhǔn)則計算得到的安全系數(shù)比值數(shù)據(jù)曲線，加入內(nèi)摩擦角～系列DP準(zhǔn)則半徑比值的二維空間，通過比較各曲線在相應(yīng)φ值的豎向截距即可得到最佳匹配準(zhǔn)則，該法對具體邊坡更具針對性，結(jié)果也更為準(zhǔn)確。
　　 均質(zhì)邊坡進(jìn)行敏感性分析時可以直接取參數(shù)的不同水平值，由多層巖體組成的順層巖質(zhì)邊坡，在敏感性分析考慮因素水平時，提出了采用參

6、數(shù)增量的分析思路。通過單因素分析法、極差分析法和方差分析法的比較表明，三種敏感性分析法得出的結(jié)論基本一致，但方差分析法的分析效果最優(yōu)。
　　 基于因素敏感性的可靠度分析表明，敏感性較大的因素，不管是強度參數(shù)或者幾何參數(shù)，若存在一定的變異性，在可靠度分析中都不應(yīng)忽視，否則將對結(jié)果產(chǎn)生重大影響；在邊坡可靠度分析中以敏感性較大的因素作為隨機變量時的破壞概率大，在邊坡可靠度分析前首先確定各個穩(wěn)定影響因素的敏感性排序，再根據(jù)實際參數(shù)的變異

7、性選取隨機變量進(jìn)行分析，結(jié)果往往更加合理；邊坡可靠度求解結(jié)合參數(shù)敏感性分析，不僅對最終的計算結(jié)果影響很大，而且從某種程度上也關(guān)系到計算工作量和復(fù)雜程度，對于順層巖質(zhì)邊坡等復(fù)雜邊坡，合理地應(yīng)用敏感性分析結(jié)果，剔除不敏感因素，可以使原本十分復(fù)雜的邊坡可靠度求解變得相對簡單。
　　 杭千高速公路建德段典型順層滑坡的分析表明，公路順層巖質(zhì)邊坡的形成要素可以歸結(jié)為層狀基巖、巖層的不利走向和產(chǎn)狀、層間軟弱夾層、臨空面。邊坡防護(hù)設(shè)計總體原則為