基于 Hovland 改进模型与约束 Delaunay TIN 的三维边坡稳定性分析方法

刘振平，刘 建，杜根明，贺怀建，卞 康 (中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071)

摘要：针对目前三维极限平衡方法研究与应用存在的不足，在 Hovland 三维模型基础上通过调整 Hovland 模型与 修正 Hovland 模型中单元滑动面上垂直压力的表达形式，提出 Hovland 改进模型与修正 Hovland 改进模型，并借 助 GRASS GIS 软件对某一经典三维边坡稳定性分析算题进行验算，结果表明：在同一栅格模型与相同分辨率条件 下，改进后的计算模型获得的安全系数精度更高；通过 Delaunay 网格剖分算法生成满足点、线及三角形面积等约 束条件的 TIN，结合 Hovland 改进模型，提出基于约束 Delaunay TIN 三棱柱单元的边坡地质模型构建与稳定性分 析方法，获得了比三维栅格模型高的计算精度，尤其在采用改进后的 Hovland 模型计算时，精度提升更加明显； 考虑到分析方法在实际工程中的推广应用，围绕三棱柱边坡地质模型经济性与计算结果准确性两个影响计算效率 的主要因素，研究了三角形个数、稳定性系数随最小三角形约束面积的变化规律，提出 Delaunay TIN 最优网格剖 分面积评判指标，并给出了 1/412～1/206 的建议值。黑山露天煤矿工程实例表明，潜在滑坡体中部与后缘产生的 阻滑作用，是采掘场南帮边坡稳定性系数较高的主要原因。 

关键词：边坡工程；地理信息系统；边坡稳定性；Hovland 模型；约束 Delaunay；安全系数

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