基于非饱和土渗流和强度理论的三维边坡稳定分析
非饱和土抗剪强度参数含水率三轴试验安全系数稳定性硕士论文
降雨对某滑坡滑体与滑带土力学性质及其稳定性影响的研究地质工程， 2010，硕士【摘要】非饱和土的研究尚处在发展的阶段,它的理论还不够成熟,现在通过试验来完善它的理论是一种趋势,好多学者和专家都基于试验提出更加完善的计算公式,但一些公式仍然不便于实际工程的应用。
云南哀牢山的残-坡积土具有非饱和土的性质,且普遍存在。
每年的雨季,由于降雨入渗,使土体的含水率发生改变,导致土体的抗剪强度衰减,致使该地区一些浅层滑坡的发生。
本课题以云南哀牢山某滑坡的土体为研究对象,利用非饱和土的理论,通过三轴试验来探讨滑体土及滑带土的抗剪强度参数随含水率的变化所体现的异同及变化规律。
在此基础上,通过Geo-slope软件对该滑坡由于降雨入渗产生的三种不同工况进行稳定性分析,进一步阐明降雨入渗对滑坡稳定性的影响。
三轴试验结果表明：当含水率小于塑限含水率时,三轴试验得到的应力-应变关系出现峰值,呈加工软化的形态；而当含水率大于塑限含水率时,应力-应变关系曲线表现为加工硬化的形态,在15%的应变范围内,试样只是被压短变粗,出现鼓胀现象。
随着含水率的增加,滑体与滑带土强度参数c、φ都有变小的趋势,而滑体土强度参数较滑带土变化更为明显。
对于同一含水率下,滑体土的强度要比滑带土的大。
对试验数据的分析表明：滑... 更多还原【Abstract】 Study of unsaturated soils are still indevelopment stage,it is not enough mature, Now it through teststo improve the theory is a trend, Many scholars and experts have proposed a more comprehensive formula based on the tests, but some formula is still not easy using in engineering applications.The residual-slope deposits of soil have the nature of a non-saturated soil and widespread at Ailaoshan of Yunnan Province.The rainy season each year, As the rainfall infiltration, soil water content to c... 更多还原【关键词】非饱和土；抗剪强度参数；含水率；三轴试验；安全系数；稳定性；【Key words】unsaturated soil；shear strength parameters；water content；triaxial test；safety factor；stability；摘要5-6ABSTRACT 6-7第1章有关非饱和土的概述11-191.1 非饱和土的性状11-121.2 非饱和土的分类方法121.3 非饱和土研究的发展及现状12-151.3.1 库伦—莫尔(MOHR-COULOMB)破坏准则及有效应力概念121.3.2 BISHOP提出的以有效应力为基础的库伦破坏准则12-131.3.3 FREDLUND等提出的非饱和土强度的理论131.3.4 卢肇钧(1992、1997)等用膨胀力表示的强度13-141.3.5 沈珠江广义吸力双曲线公式141.3.6 徐永福的幂函数形式141.3.7 缪林昌等人(1999)提出的非饱和膨胀土公式14-151.3.8 缪林昌和殷宗泽(1999)提出的双曲线模型151.3.9 汤连生总有效应力原理151.4 非饱和土研究存在的问题15-161.5 本课题研究内容及意义16-19第2章云南哀牢山河口残-坡积土力学性质试验研究19-372.1 实验目的192.2 实验方案19-202.2.1 实验内容192.2.2 实验设备19-202.3 实验方法20-242.3.1.试样制备20-212.3.2 三轴实验21-222.3.3 含水率试验222.3.4 界限含水率试验222.3.5 密度试验22-232.3.6 比重试验23-242.3.7 颗粒分析试验242.4 试验步骤24-252.5 三轴试验成果整理25-302.5.1 应力-应变关系曲线25-302.5.2 土样抗剪强度参数试验结果302.6 试验数据分析30-352.6.1 应力应变关系特性30-312.6.2 强度特性31-352.6.2.1 含水率w与内聚力c的关系32-342.6.2.2 含水率ω与内摩擦角φ的关系34-352.7 结论35-37第3章滑坡稳定性分析的极限平衡法37-453.1 极限平衡法的理论基础37-393.2 稳定系数的定义39-403.3 极限平衡分析方法40-443.3.1 BISHOP条分法40-423.3.2 简布法(JANBU法) 42-443.4 滑坡稳定性分析软件简介44-45第4章哀牢山某工程实例分析45-614.1 哀牢山地区的研究现状46-474.2 哀牢山地区的地质环境概况47-494.2.1 区域自然地理47-484.2.1.1 地形地貌474.2.1.2 气候条件474.2.1.4 植被概况484.2.2 地质环境概况48-494.2.2.1 地层484.2.2.2 构造48-494.3 哀牢山地区地质灾害特征49-524.3.1 地层特征49-504.3.2 构造特征504.3.3 暴雨诱发504.3.4 地震50-514.3.5 人为活动的影响51-524.4 哀牢山某滑坡稳定性分析52-614.4.1 滑坡的简化模型524.4.2 降雨对滑坡稳定性影响过程分析52-574.4.2.1 工况一:在含水率为10%的情况下滑坡稳定性分析53-544.4.2.2 工况二:在含水率为13%的情况下滑坡稳定性分析54-554.4.2.3 工况三:在含水率为17%的情况下滑坡稳定性分析55-574.4.2.4 滑坡稳定性分析结果574.4.3 滑坡后缘拉裂缝对滑坡稳定性的影响57-59第5章结论与展望61-635.1 结论61-625.2 展望62-63参考文献。
基于一种新强度理论的非饱和土边坡稳定性分析
ｒ，一 （ ・ ＋ （ 一 “ ） ａ ｔｎ
日 —— 口
要 的课 题 。Ｂｓ ｏ ｉ ｐ和 Ｆ ｅ ｌｎ ｈ ｒｄｕ ｄ等考 虑 到 吸力 对 强 度 的贡献 ， 出 的抗 剪强 度 公 式 ｌ 被 广 泛 接 提 】
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化 和 裂 隙 等 角 度 分 析 膨 胀 土 边 坡 稳 定 性 ， 释 解
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Ｂ ｌ ｎ等 和 Ｇ ｌｐ ｌ 等 Ｈ． 提 出 的 有 效 应 力 人 ｏｚ ｏ ａｌ ｏｉ ｉ Ｉ １
维普资讯
第 ３卷 第工 大学学 报 （ 自然 科学版 ）
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《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》范文
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言在地质工程领域，土质边坡的稳定性分析是一个重要的研究课题。
特别是在非饱和至饱和状态变化条件下，土的物理力学性质会发生显著改变，从而对边坡的稳定性产生重要影响。
本文旨在分析非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响，以期为相关工程提供理论依据和实践指导。
二、土质边坡稳定性分析的理论基础土质边坡的稳定性分析主要涉及土的力学性质、边坡的几何形态、外部环境因素等多个方面。
其中，土的含水率是影响边坡稳定性的关键因素之一。
在非饱和状态下，土的强度和稳定性主要受控于土的吸力和摩擦力；而在饱和状态下，土的强度和稳定性则主要受控于土的抗剪强度和土体的重量。
三、非饱和状态对土质边坡稳定性的影响在非饱和状态下，土的吸力（包括基质吸力和渗透吸力）对边坡稳定性起着重要作用。
基质吸力能够增强土体的抗剪强度，提高边坡的稳定性。
而渗透吸力则能有效地降低孔隙水压力，进一步增强边坡的稳定性。
此外，非饱和土的抗剪强度随含水率的变化而变化，当含水率达到一定阈值时，边坡的稳定性会受到较大影响。
四、饱和状态对土质边坡稳定性的影响与非饱和状态相比，在饱和状态下，土体的强度和稳定性受到更大的挑战。
首先，土体在达到饱和状态后，其抗剪强度明显降低，边坡更容易发生失稳。
其次，饱和状态下的土体重量增加，加剧了边坡下滑的趋势。
此外，降雨等外部因素可能导致地下水位上升，进一步加剧了边坡的不稳定性。
五、非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响在非饱和至饱和状态变化过程中，土体的物理力学性质发生显著改变。
首先，随着含水率的增加，基质吸力逐渐减小直至消失，导致土体的抗剪强度降低。
其次，在达到饱和状态后，渗透力的作用逐渐增强，可能引发渗流破坏。
此外，由于地下水位的变化和降雨等因素的影响，可能导致边坡的渗流场发生变化，进一步影响边坡的稳定性。
六、分析方法与实例研究针对非饱和至饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性分析，可采用多种方法。
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》范文
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一一、引言土质边坡的稳定性研究是岩土工程领域的重要课题之一。
边坡的稳定性不仅受地质构造、地形地貌、岩土性质等自然因素的影响，同时也受到气候条件、水文环境等外部条件的影响。
尤其在非饱和至饱和状态变化的情况下，土质边坡的稳定性更是受到极大的挑战。
本文将重点分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性的影响因素及其变化规律。
二、非饱和状态下的土质边坡稳定性在非饱和状态下，土质边坡的稳定性主要受土的力学性质、含水率、土壤结构等因素的影响。
土的力学性质包括内摩擦角和粘聚力，它们决定了土的抗剪强度和承载能力。
此外，随着含水率的增加，土壤的结构和力学性质会发生变化，进而影响边坡的稳定性。
三、饱和状态下的土质边坡稳定性当土质边坡进入饱和状态时，水的存在对边坡稳定性的影响变得尤为显著。
水的存在会降低土的力学性质，增加孔隙水压力，从而降低土的抗剪强度。
此外，由于水的渗透作用，可能导致边坡内部产生渗流力，进一步影响边坡的稳定性。
四、非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响非饱和至饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响主要体现在以下几个方面：一是土的含水率的变化会导致土的力学性质发生变化；二是由于水的渗透作用，可能产生渗流力，影响边坡的稳定性；三是当土进入饱和状态时，其抗剪强度和承载能力会有所降低。
这些因素的综合作用使得土质边坡在非饱和—饱和状态变化过程中稳定性受到较大影响。
五、分析方法与模型为了分析非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，可以采用有限元法、有限差分法、离散元法等方法建立数值模型。
同时，结合室内外试验，如直剪试验、三轴试验等，对土的力学性质、渗流特性等进行研究。
此外，还可以采用极限平衡法、概率分析法等方法对边坡的稳定性进行定量评价。
六、实例分析以某地区土质边坡为例，通过建立数值模型和进行室内外试验，分析该地区土质边坡在非饱和—饱和状态变化过程中的稳定性。
非稳定渗流下的三维边坡稳定分析
非稳 定 渗 流 下 的 三维 边 坡 稳定 分 析
—
干 Ｊ＿ ．
（ 北 京北 辰房地产开发股份有限公司 ， 北京 １ ０１ ￣）
摘
要： 在边坡稳定分析 中， 通 常采用二维条 分法 ， 但实 际上滑坡体 常常具 有三维 特性 ， 因此相应 地产
生并发展 了边坡稳定 的三维 条柱法。然而 ， 在进行三维稳 定分 析时通 常较少考 虑边界水 位变化 时产生 非稳定渗 流时的边坡稳定性 。以某 一工程为例 ， 基于三维简化 Ｂ ｉ ｓ ｈ ｏ ｐ 法思想 ， 并 考虑 边界水位 变化时 的
非稳定渗流场 ， 给出了相应的安结 果表 明， 在边 界水位变化 时 ， 水位
下降初始 阶段 的安全系数值最低 ， 且三维分析方法得到 的安全系数较二维分析法有所提 高 ， 能更 客观地 对边坡稳定进行评价 。 关键词 ：三维简化 Ｂ ｉ ｓ ｈ ｏ ｐ法 ； 三维稳定分析 ； 非稳定渗流
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ２ —１ １ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ － ＿ ０ ｌ ７ ９ —０ ４
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｔｈ ｒ ｅ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｕｎ ｓｔ ｅ ａ ｄ ｙ Ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ
ｈｅ ｔ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎｇ ｔ ｈ ｅ ３ － Ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｈａ ｔ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ ２ 一 Ｄ ｎａ ａ ｌｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｄ ．ａ ｏ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｆｅ ａ ｔ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｌ ｏ ｗｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｈｅ ｔ ｅｇ ｂ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｈｅ ａ ｄ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｄ ｒ ｏ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ，Ｓ Ｏ ｉ ｔ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｂｌ ａ ｅ ｆ ｏ ｒ ｈｅ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｎｄ ａ ｅ ｖ ｌｕ ａ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｓ ｔ ｂｉ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ．
非饱和黄土的强度特征及其边坡稳定性分析的开题报告
非饱和黄土的强度特征及其边坡稳定性分析的开题报告
1. 研究背景
非饱和黄土是一种重要的地质工程材料，广泛应用于各种土木工程中，如基础、边坡、道路等。
然而，由于其含水量变化对强度特征和稳定性的影响很大，因此如何准确地评估非饱和黄土的强度特征和边坡稳定性成为了一个基础而重要的问题。
2. 研究目的
本研究旨在探究非饱和黄土的强度特征，如摩擦角、剪切强度、压缩模量等，并根据这些特征对边坡稳定性进行分析和评估，为实际工程中的土木工程师提供参考和指导。
3. 研究内容
（1）研究非饱和黄土的水分状态对其强度特征的影响，包括干燥状态、饱和状态、非饱和状态下的摩擦角、剪切强度、抗压强度等指标的变化规律。
（2）探究非饱和黄土的压缩性质，如压缩模量、压缩指数等指标的变化规律。
（3）分析非饱和黄土边坡的稳定性，并建立稳定性分析模型，考虑场地的实际情况，如边坡高度、坡面坡度、土体倾角、降雨和地震等外部因素对边坡稳定性的影响。
4. 研究方法
（1）室内试验，通过常规试验、直剪试验、压缩试验等方法研究非饱和黄土的强度特征和压缩性质。
（2）采用有限元软件进行数值分析，建立非饱和黄土边坡稳定性分析模型，并考虑实际场地情况，进行模拟分析。
5. 研究意义
（1）深入探究非饱和黄土的强度特征和压缩性质，为工程设计和施工提供基础数据和准确的参数。
（2）建立非饱和黄土边坡稳定性分析模型，为土木工程师提供可靠的风险评估和边坡设计依据。
（3）对工程实际应用具有重要的参考和指导价值。
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》
《非饱和—饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析》篇一非饱和-饱和状态变化条件下土质边坡稳定性分析一、引言在地质工程中，土质边坡的稳定性是一个重要的研究领域。
尤其是在非饱和到饱和状态变化的过程中，土的物理力学性质会发生显著改变，进而影响边坡的稳定性。
本文将深入分析这一变化过程中土质边坡的稳定性问题，为地质工程提供理论依据和实践指导。
二、非饱和状态下的土质边坡稳定性在非饱和状态下，土的强度和稳定性主要取决于土的抗剪强度。
非饱和土的抗剪强度受多种因素影响，如土的粒度分布、结构特性、含水率以及外部荷载等。
在非饱和状态下，土的抗剪强度随着含水率的增加而逐渐降低，但当含水率达到一定阈值时，土的强度会突然降低，导致边坡失稳。
三、饱和状态下的土质边坡稳定性当土体进入饱和状态时，土的物理力学性质将发生显著变化。
在饱和状态下，土的抗剪强度主要由孔隙水压力决定，而孔隙水压力的大小与土的渗透性、外部荷载以及边界条件等因素有关。
在饱和状态下，边坡的稳定性受多种因素影响，如土的渗透性、饱和度、以及地下水位等。
四、非饱和到饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响非饱和到饱和状态的变化过程中，土的物理力学性质将发生连续变化。
这种变化将直接影响边坡的稳定性。
一方面，随着含水率的增加，土的抗剪强度逐渐降低；另一方面，饱和状态下土的渗透性增强，可能导致边坡内部产生较大的孔隙水压力，从而降低边坡的稳定性。
此外，地下水位的变化也会对边坡的稳定性产生影响。
五、分析方法与模型为了分析非饱和-饱和状态变化条件下土质边坡的稳定性，需要采用合适的分析方法和模型。
目前常用的方法包括极限平衡法、有限元法、离散元法等。
这些方法可以有效地模拟土质边坡在非饱和和饱和状态下的应力-应变关系以及变形过程。
同时，还需要考虑土的渗透性、含水率、地下水位等因素对边坡稳定性的影响。
六、实例分析以某地区土质边坡为例，通过现场试验和数值模拟等方法，分析该边坡在非饱和和饱和状态下的稳定性。
《不同降雨强度下非饱和填土边坡的稳定性分析》范文
《不同降雨强度下非饱和填土边坡的稳定性分析》篇一一、引言随着城市化进程的加快，填土边坡作为工程建设中的常见地貌，其稳定性对人们的生产生活具有至关重要的意义。
然而，受降雨影响，特别是不同降雨强度的影响，非饱和填土边坡的稳定性常常面临严峻挑战。
本文旨在探讨不同降雨强度下非饱和填土边坡的稳定性，以期为相关工程提供理论依据和参考。
二、非饱和填土边坡的基本特性非饱和填土边坡主要由人工填土构成，其特性与自然土质边坡存在较大差异。
在非饱和状态下，填土的含水率、孔隙比、渗透性等因素均对边坡稳定性产生影响。
因此，了解非饱和填土边坡的基本特性是分析其稳定性的基础。
三、降雨对非饱和填土边坡稳定性的影响降雨是影响填土边坡稳定性的重要因素之一。
随着降雨强度的增加，边坡的含水率逐渐升高，可能导致土体饱和，进而影响土的抗剪强度和渗透性。
此外，降雨还可能引发地表径流，对边坡产生冲刷作用，进一步降低其稳定性。
四、不同降雨强度下的非饱和填土边坡稳定性分析针对不同降雨强度下的非饱和填土边坡稳定性分析，本文采用极限平衡法和有限元法进行数值模拟。
通过建立数学模型，分析降雨强度、土质参数、边坡几何特征等因素对边坡稳定性的影响。
（一）极限平衡法极限平衡法是一种常用的边坡稳定性分析方法。
通过计算边坡在不同降雨强度下的安全系数，可以评估边坡的稳定性。
在分析过程中，需考虑土的抗剪强度、内摩擦角、粘聚力等参数的变化。
（二）有限元法有限元法是一种基于数值模拟的边坡稳定性分析方法。
通过建立二维或三维模型，可以更准确地反映降雨对非饱和填土边坡的影响。
在有限元分析中，需考虑降雨引起的土体应力变化、渗透性变化以及可能的位移变化等因素。
五、实验验证与结果分析为验证本文提出的分析方法的有效性，进行了相关实验研究。
实验结果表明，随着降雨强度的增加，非饱和填土边坡的稳定性逐渐降低。
采用极限平衡法和有限元法进行数值模拟的结果与实验结果基本一致，证明了本文提出的分析方法的可靠性。
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基于非饱和土渗流和强度理论的三维边坡稳定分析王桂生;常星;韩福涛【摘要】在边坡稳定分析中,进行三维稳定分析时通常都是采用饱和土强度理论,事实上地下水位以上的非饱和区的基质吸力会影响边坡稳定的安全系数,所以有必要基于非饱和土强度理论进行边坡稳定性分析.因此,基于非饱和土强度理论,并结合三维简化Bishop法思想推导了三维非饱和边坡稳定安全系数公式来评价边坡稳定性,并编制了相应的程序.最后,基于所提方法对嘶马河道岸坡的稳定性进行了评价,结果表明利用非饱和强度理论的岸坡安全性能比利用饱和强度理论的安全性有所提高,能更客观地对岸坡稳定进行评价.%In the slope stability analysis,the strength theory of saturated soil was commonly adopted in three-dimensional slope stability analysis,but in fact the effect of matric suction in unsaturated zone could not be ignored,so it is necessary to adopt the strength theory of unsaturated soil for slope stabilityanalysis.Therefore,based on the strength theory of unsaturated soil and thought of three-dimensional simplified Bishop's method,a new formula of safety factor was deduced to evaluate slope stability and corresponding program was developed.Finally,the slope stability of Sima reach in Yangtze river was analyzed using the proposed method,the results indicated that the safety factor was increased based on strength theory of unsaturated soil compared to strength theory of saturated soil and it was more reasonable to evaluate slope stability by the proposed method.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2017(015)001【总页数】5页(P199-203)【关键词】非饱和土强度理论;三维简化Bishop法;三维稳定分析【作者】王桂生;常星;韩福涛【作者单位】中水淮河规划设计研究有限公司,合肥230061;中水淮河规划设计研究有限公司,合肥230061;中水淮河规划设计研究有限公司,合肥230061【正文语种】中文【中图分类】U416目前在边坡稳定性分析中，极限平衡分析的二维条分法因其方法简单且计算精度也符合工程要求，一直以来被广泛应用。
然而，实际自然界无论挖方还是填方边坡或挖填结合边坡，均或多或少存在软弱结构面和各向异性，均质挖方填方土坡也同样因施工工序和土坡上的构筑物影响，滑坡体往往具有明显的空间三维特性，再将边坡简化为二维稳定分析就不再适合。
因此，针对边坡的三维特性，国外诸多学者较早地提出了不同的基于二维条分法的三维扩展条柱法。
Hovlnad忽略了条柱间所有作用力提出了三维扩展普通条柱法[1]，Chen和Chmaeua假设条柱侧面间作用力平行于滑面提出了三维扩展Spencer法[2]，Hunger忽略了条柱侧面垂向剪切力提出了三维扩展简化Bishop法[3]，并提出了三维简化Janbu法[4]。
之后，Zhang[5]和Lam[6]分别对三维Spencer法进行了改进，Huang[7]对三维简化Bishop法进行了改进。
相对而言，国内对于三维稳定分析法开展研究较晚，冯树仁[8]，陈祖煜[9]，陈胜宏[10]，张均峰[11]等分别针对各种三维扩展法进行了改进。
上述方法中常采用饱和土强度理论，从而忽略了非饱和区中由负孔隙水压力提供的部分抗剪强度。
然而，边坡中的很大一部分处于非饱和区，所以有必要采用非饱和土强度理论进行分析。
目前，应用非饱和土强度理论并结合边坡稳定分析的二维条分法的研究已经较多，但是基于非饱和土强度理论的三维边坡稳定分析并不多见。
曹亚星[12]在用非饱和强度理论研究三维土坡稳定性时仅考虑了有地下水的工况，并且采用滑面底距地下水位的垂直距离来近似确定孔隙水压力值。
然而，在多数情况下，边坡失稳往往跟渗流有着十分密切的关系，因水位升降引起渗流从而导致边坡失稳已经成为一个重要模式。
因此，本文基于三维扩展简化Bishop法思想，结合非饱和土强度理论，推导出基于非饱和土强度理论的三维边坡稳定公式，充分考虑了非饱和区中由负孔隙水压力提供的部分抗剪强度，更接近边坡失稳真实情况。
再结合渗流场分析结果对边坡稳定性进行了评价。
在分析中本文应用了渗流分析软件Seep3D进行非饱和渗流分析，然后将分析得到的渗流场应用到边坡稳定分析中。
1.1 非饱和土强度基本理论在进行边坡稳定分析中，强度参数的确定相当重要。
在非饱和土强度理论中，由于非饱和土中存在固、液、气三相，使得其在工程性状与饱和土有极大的差异。
由于负孔隙水压力的存在而产生的基质吸力会对土体的抗剪强度产生影响，饱和土强度理论和非饱和土强度理论之间的主要不同就是抗剪强度参数的不同。
Fredlund提出的非饱和土抗剪强度公式应用较广，该抗剪强度公式可以由应力状态变量(σ-ua)和(ua-uw)来表达[13]：τf=c′+(σ-ua)tanφ′+(ua-uw)tanφb式中:c′为有效黏聚力；σ为总应力；uw为孔隙水压力；ua为孔隙气压力；φ′为有效内摩擦角；φb表示抗剪强度随基质吸力而增加的速率。
公式(1)中体现基质吸力对强度影响的参数为tanφb，Fredlund曾建议对于黏土φb一般比有效内摩擦角小5°左右，并给出了其它性质土的φb的建议参考值[14]。
Gan[15]指出tanφb并非常数，而是随着基质吸力的变化而变化。
Fredlund[16]在非饱和土微观分析的基础上，提出了用土水特征曲线来预测非饱和土抗剪强度的经验分析模型。
龚壁卫 [17]提出一种土水特征曲线的简化方法，即将对应于进气值和残余含水率的曲线近似为一条直线，并建议用对数方程来表征土水特征曲线：θ=a-blg(ua-uw)式中:a，b为拟合参数。
根据这种简化的土水特征曲线，可以推得一种简化的的拟合公式：tanφb=[p-qlg(ua-uw)]tanφ′其中，参数p,q可以根据土水特征曲线进气值与残余含水率对应的区段[(ua-uw)s,(ua-uw)r]的数据进行拟合而得：结合Frdelund提出的抗剪强度公式可以得到一种简单的公式来确定非饱和土抗剪强度：τf=c′+(σ-ua)tanφ′+(ua-uw)[p-qlg(ua-uw)]tanφ′1.2 三维非饱和边坡稳定安全系数公式推导三维极限平衡分析条柱法是从二维垂直条分法扩展而来的，将二维垂直条分法中的条块进行拓展，使之成为条柱体，按一定的排列规则将滑坡体按条柱体进行离散。
Hungr在文献[3]中给出了基于饱和土强度理论的三维简化Bishop法的安全系数计算公式，本文同样按照三维简化Bishop法的思想假定在条柱间的全部剪力为零，条柱体无体积变形以及滑裂面为球面，通过绕球心力矩和力平衡建立极限平衡方程。
并结合Fredlund提出的非饱和土抗剪强度理论，推导出了基于非饱和土强度理论的三维简化Bishop法的安全系数计算公式。
图1为滑体条柱离散图，滑体为滑裂面与坡面包围部分的土体，本文假设滑体为旋转对称椭球体，旋转轴为z-z′轴，中性面为对称面，x-y平面内滑弧为圆形，y-zp平面内滑弧为椭圆。
假设沿x轴方向m等分，沿z轴方向n等分，将滑体离散为m行、n列，共离散出m×n个条柱。
取滑体内任一条柱(i行,j列)进行受力分析，见图2，并假定各条柱体在整体滑动中不考虑体积变化，在各条柱的安全系数相同且为整体安全系数，且T(i,j)的方向假定为平行于滑动方向即在xoy平面内，则可建立竖直向力的平衡方程：W(i,j)+q(i,j)cosαy(i,j)=N(i,j)cosγy(i,j)+T(i,j)sinαx(i,j)式中：W(i,j)为条柱重量；q(i,j)为条柱顶面所受力；N(i,j)为作用在条柱底面的法向力；T(i,j)为作用在条柱底面的抗剪力；ay(i,j)为q(i,j)与竖直方向夹角；γy(i,j)为条柱底面法向力与竖直方向夹角；αx(i,j)为条柱底面在x轴向与水平面夹角。
条柱底面上的抗剪力可表达如下：式中：Fs为安全系数；A(i,j)为条柱底面面积；为条柱底面有效黏聚力；σ(i,j)为土条底面总应力；uw(i,j)为作用在条柱底面的孔隙水压力；ua(i,j)为作用在条柱底面的孔隙气压力；为条柱底面有效内摩擦角；为条柱底面非饱和强度参数。
将式(8)代入式(7)，并考虑到N(i,j)=σ(i,j)·A(i,j)，整理后可得条柱底面法向力为通常情况下，孔隙气压力ua(i,j)为大气压力，因此式(8)可简化为其中，。
则根据对旋转轴z -z′的力矩平衡可得安全系数公式如下：式中：Q为所有土条柱中q(i,j)对滑动力矩的贡献之和；R(i,j)为过土条柱底部中心点的椭球体截面圆的半径。
若条柱底面位于饱和区内即孔隙水压力uw(i,j)为正时，取，若位于非饱和区内即孔隙水压力为负时可根据式(4)确定。
对于渗流中存在坡外水位的情况，当条柱顶面位于坡外水位以下时，顶面受力q(i,j)即为顶面所受水压力，对于条柱顶面位于坡外水位以上的条柱q(i,j)取为0。
此时Q为坡外水压力对滑体的力矩，可以等价为坡外水位以下滑体同体积水产生的力矩，但方向相反。
在求滑动力矩和抗滑力矩时土体均取天然容重和饱和容重，但在滑动力矩中应减去与坡外水位以下滑体同体积水产生的力矩。
此处采用本文方法对长江下游嘶马河段岸坡进行稳定性分析。
另外，为进行比较，还分别基于饱和强度理论和非饱和强度理论对岸坡进行了二维和三维稳定分析。
嘶马弯道位于长江扬中河段的上游段，弯道江岸的地面高程一般仅2.5～3.0 m，为平坦的长江河漫滩。