介绍: 传统的边坡稳定极限平衡分析法采用垂直条分法,这个方法没有考虑岩质边坡中存在断层、节理等不连续结构面的特征。在自然界中,绝大部分岩体至少存在一组陡倾角的结构面。滑体沿某一滑裂面滑动的同时在其内部也产生沿陡倾角结构面的剪切破坏。因此使用多块体破坏模式来分析岩质边坡的稳定性有一定的合理性。Sarma首先提出对滑坡体进行斜分条的极限平衡分析法。而这些条块的倾斜界面即为这一组陡倾角的结构面。该法假定沿条块面也达到了极限平衡,这样,通过静力平衡条件即可唯一地确定边坡的安全系数或加载系数。其它学者也提出了类似的方法。这个方法受到Hoek教授的推崇 (Hoek, 1983)。 近十多年来,许多学者致力于塑性力学的极限分析理论在边坡稳定领域的应用研究,并取得了一些进展。例如,Sokolovski (1954), Booker(1972)等人根据塑性力学理论,创造了滑移线理论,但是他们的这种方法仅局限于边坡几何形状与物理条件十分简单的情况。Sloan(1988,1989)运用有限元方法和线性规划方法给出了下限与上限分析方法,但是未见这种方法的实际应用的例子。事实上,由于数值收敛困难、合理的变形模式难以确定等众多问题都未能得到很好的解决,这类方法很难在实际中得到运用。 1991年,Giam 和Donald在已有研究工作的基础上,成功地将塑性力学的上限定理运用到边坡稳定分析领域,即边坡稳定分析的能量法。这种方法将滑动土体划分为一种多块体模式,然后基于摩尔-库仑破坏准则及相关联流动法则,构造一个协调位移场,并根据虚功原理,求出边坡安全系数的上限。1992年,我国学者陈祖煜在澳大利亚Monash大学任高级研究员期间,与Donald教授合作,对这一方法做出了重要发展。并且在中国水利水电科学研究院岩基室研究人员的共同努力下,得到了完善和推广: (1) 在理论方面,提出了计算速度场的微分方程和相应的解,相应的功能平衡方程在一些具体的情况下可以回归到Sokolovski的滑移线理论解,一系列的算例表明,这一方法可与50年代Sokolovski提供的滑移线方法获得完全一致的结果。原法要求在摩擦角为零时必须设置一个很小的值的限制也已被取消。同时,已通过理论证明,这一方法和Sarma法是等价的。能量法只是通过虚功原理用了一种简捷的方法获得安全系数的解答,同时,将这一方法与塑性力学上限定理挂钩,使其获得严格的理论基础。换句话说,使用本程序计算所得的就是Sarma法的成果。 (2) 与此相应,研制开发了一个适用于岩质边坡稳定分析的程序-EMU (Energy Method Upper Bound Limit Analysis)。EMU程序为岩质边坡提供了一个全新的计算方法,在过去的近十年中,在水利水电工程的科研和设计中获得了推广。 (3) 近期,编写了“岩质边坡稳定分析-原理、方法、程序”一书,系统地总结和介绍了这一方法的理论体系和各种功能。 EMU程序最初是在DOS环境中,用FORTRAN语言开发的。EMU2005程序采用面向对象的程序设计思想,以Visual C++为开发工具,用C++语言进行开发的。其功能与DOS环境下的EMU程序基本一致。 本程序由陈祖煜、孙平、王玉杰、杨健编制。