基于物质点法的高速公路弃渣场稳定性及灾害动力学分析.pdf

第46卷第3期岩土力学Vol.46No.3

2025年3月RockandSoilMechanicsMar.2025

D0I:10.16285/j.rsm.2024.0597

基于物质点法的高速公路弃渣场稳定性及

灾害动力学分析

孙文超1，王君豪²，徐文杰²，董晓阳3，任禾1，

王洪兵4，张学杰5，王恒威1

（1.云南省交通规划设计研究院股份有限公司，云南昆明650011；2.清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室，北京100084；

3.中国地质大学（北京）工程技术学院，北京100083；4.云南交投集团投资有限公司，云南昆明650103；

5.云南天坤人力资源管理有限公司，云南昆明650220）

摘要：随着我国山区高速公路建设的不断推进，弃渣场地的稳定性及致灾机制成为工程建设评估的重要因素之一。为了实

现弃渣场的稳定性、失稳灾害动力学全过程的分析，基于面向GPU并行高性能计算软件CoSim中的物质点法（materialpoint

method，简称MPM)，引入强度折减法（strengthreductionmethod，简称SRM）开展相关研究工作。为了验证算法的合理性，

以典型均质边坡为例，采用基于MPM的强度折减法与极限平衡法（limitequilibriummethod，简称LEM）进行了对比，表

明两者无论在稳定系数F：还是在潜在滑动面上均具有良好的一致性。在此基础上，以云南某高速公路弃渣场降雨诱发失稳

灾害为例，对其在天然工况和暴雨工况下稳定性和失稳过程进行了分析。结果表明，该弃渣场边坡在天然状态下处于稳定状

态，而在暴雨工况下会发生失稳和大变形滑动；数值模拟和现场调查结果吻合较好，表明了提出的方法在弃渣场边坡稳定性

与大变形失稳动力学分析中有强大的优势，可以实现斜坡的“稳定性→大变形→流动→堆积”的全过程分析。

关键词：物质点法；强度折减法；稳定性分析；稳定系数；弃渣场

中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1000—7598(2025)03—0991—10

Stabilityanddisasterdynamicsanalysisofhighwaydebrisdumpsitebasedon

materialpointmethod

SUNWen-chao,WANGJun-hao*,.XUWen-jie’;DONGXiao-yang,RENHel,

WANGHong-bingt,ZHANGXue-jie,WANGHeng-weil

(1.BroadvisionEngineeringConsultants,Kunming,Yunnan650011,China;2.StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering,TsinghuaUniversity,

Beijing100084,China;3.SchoolofEngineeringTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China;

4.YunnanCommunicationsInvestmentConstructionGroupCo.,Ltd.,Kunming,Yunnan650103,China;

5.YunnanTiankunHumanResourceManagementCo.Ltd.,Kunmin