倾斜坡顶黄土边坡垂直裂隙深度计算方法

垂直裂隙在黄土层中发育极为普遍,为研究黄土边坡坡顶垂直裂隙深度的问题,改进传统裂隙法中存在的缺陷,分别建立单裂隙与多裂隙滑动模型,并结合边坡滑动后垂直裂隙后壁形成的垂直张拉段土体自稳特点,采用极限平衡法对2种滑动模型进行受力分析,建立边坡极限状态方程;并进一步利用最优值法对方程进行求解,推导出黄土边坡倾斜坡顶垂直裂隙极限深度的计算公式.根据编写的计算程序,探究裂隙深度随不同影响因素的变化规律,并根据极限分析上限法及实际工程算例对公式进行验证分析.结果表明:单裂隙情况下垂直裂隙极限深度是传统裂隙法中深度的2倍,且该深度大小与坡顶倾角β取值无关;多裂隙情况下垂直裂隙极限深度的计算公式较为复杂,其大小与土体重度γ、黏聚力c、内摩擦角φ、坡顶倾角β以及地质调查参数L2的取值有关;裂隙深度影响系数kK随β增大而减小,随γL2/c和φ增大而增大;滑动面倾角α随β和φ的增大而增大,随γL2/c增大而减小,但β对kK和α影响较小.采用极限分析上限法推导出的单裂隙和多裂隙模型中裂隙深度计算公式,与极限平衡法结果一致;其次对黄延高速公路沿线实际边坡垂直裂隙深度进行理论计算,计算结果与现场实测结果相对误差为3.76％,表明该计算公式的可靠性.