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随着人类生产活动的发展,越来越多的挖方边坡工程出现,施工过程中边坡失稳现象日益频发,造成了巨大的损失,挖方边坡的稳定性问题成为了学者们研究的热点。但对于阶梯型挖方边坡,开挖效应对边坡稳定性及其潜在滑动面的影响如何,目前还缺乏系统的分析,因而在工程设计中缺乏相应的理论依据。本文开展了开挖效应对阶梯型挖方边坡稳定性影响的研究,为工程应用中经济合理地设计边坡及评价边坡稳定性提供借鉴,具有重要的现实意义。以二阶和三阶均质阶梯型边坡以及“上强下弱”和“上弱下强”的二阶非均质阶梯型边坡为研究对象,分析了不同几何控制参数条件下,考虑开挖效应和不考虑开挖效应时阶梯型边坡的安全系数及其潜在滑动面特征,并进行了深入的对比研究,在此基础上提出了阶梯型挖方边坡的稳定性计算方法和优化设计建议。论文主要得出了以下结论:(1)对于阶梯型挖方边坡,开挖效应会使边坡的计算安全系数有所降低,但对边坡整体安全系数的影响较小;对于整体边坡的潜在滑动面而言,阶梯型均质挖方边坡和“上强下弱”的阶梯型边坡受开挖效应的影响较小,而“上弱下强”的阶梯型边坡,其潜在滑动面位置受开挖影响较大,开挖会使其在中下部明显变浅。(2)对于阶梯型均质挖方边坡和“上强下弱”的阶梯型非均质挖方边坡,工程设计中可直接利用传统的极限平衡法进行边坡整体稳定性分析,并根据整体边坡的潜在滑动面位置进行加固即可保证边坡的安全;但对于“上弱下强”的阶梯型非均质挖方边坡,建议在进行边坡的整体稳定性分析时,将开挖效应的影响考虑其中,且需对上级边坡的稳定性加以分析,以确保边坡整体的安全性以及加固设计的合理性。(3)阶梯型挖方边坡的平台宽度宜大于其相邻两级边坡坡高平均值的0.5倍。(4)对于阶梯型均质挖方边坡和“上强下弱”的阶梯型非均质挖方边坡,其相邻两级边坡坡高比宜控制在1~2范围;对于“上弱下强”的阶梯型非均质挖方边坡,其相邻两级边坡坡高比宜控制在0.6~1范围。(5)从阶梯型边坡的坡率角度分析,对于不同的阶梯型均质挖方边坡,若它们各分级边坡坡率中的最大值相同,则沿坡体从上到下各分级边坡的坡率依次降低,会更有利于边坡的整体稳定;对于“上强下弱”和“上弱下强”的阶梯型非均质挖方边坡,若它们上下级边坡坡率中的最大值相同,则适当降低坡体材料强度弱的边坡坡率,更有利于边坡的整体稳定。