边坡极限平衡分析方法及其局限性

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公路边坡稳定分析

公路边坡稳定分析

公路边坡稳定分析公路边坡是指公路两旁的斜坡地形,其稳定性对于道路的安全运营至关重要。

本文将对公路边坡的稳定性进行分析,并提出相应的对策和建议。

一、边坡稳定性分析1. 边坡材料特性公路边坡的材料多为土质,因此需要对土体的物理力学性质进行分析。

这包括土体的密实度、抗剪强度、渗透性等参数,以评估其稳定性。

2. 边坡坡度和坡高边坡的坡度和坡高是决定边坡稳定性的重要因素。

较陡的坡度和高的坡高会增加边坡的失稳风险。

因此,需要对边坡的设计要求、实际情况等进行综合分析。

3. 边坡地质条件边坡的地质条件直接影响边坡的稳定性。

需要考虑的地质因素包括地质构造、岩性、断裂等,以确定边坡的稳定性评估标准和分析方法。

二、边坡稳定性分析方法1. 极限平衡分析法极限平衡分析法是最常用的边坡稳定性分析方法之一。

它通过分析边坡在不同荷载和地质条件下的平衡状态,确定边坡的稳定性,并根据计算结果提出相应的加固措施和建议。

2. 数值模拟分析法数值模拟分析法利用计算机软件对边坡进行模拟,模拟边坡在不同荷载和地质条件下的受力和变形情况。

通过分析模拟结果,得出边坡的稳定性评估,并提出相应的治理方案。

三、边坡稳定性治理措施1. 边坡加固设计根据边坡分析结果,设计相应的边坡加固措施。

这包括使用加固材料、增加边坡的支护结构等,以提高边坡的稳定性和抗滑性能。

2. 排水措施排水是边坡稳定的重要因素之一。

通过设计合理的排水系统,降低土壤的含水量,减少边坡受水力影响,提高边坡的稳定性。

3. 灌浆加固对于因地质条件不良导致的边坡问题,可以采取灌浆加固的方法。

通过注入稀浆材料,填充土壤中的空隙,提高边坡的稠度和强度,增加边坡的稳定性。

四、边坡稳定性监测与维护1. 定期监测对公路边坡进行定期监测,包括测量边坡的位移、裂缝变化等情况,及时发现边坡稳定性问题,并采取相应的维护措施。

2. 维护保养定期对边坡进行维护保养,及时清理排水系统、维修加固结构等,确保边坡的长期稳定性。

滑坡地质灾害风险评价及防治

滑坡地质灾害风险评价及防治

滑坡地质灾害风险评价及防治摘要:客观来讲,我国人口众多且地质灾害频发,在一定程度上对我国经济建设发展造成了阻碍性影响。

其中,以山体滑坡为主的地质灾害所表现出的频发性特点明显,给部分区域经济发展造成了阻碍性影响。

严重时,甚至会对区域居民人身安全构成威胁。

为加强对滑坡地质灾害风险的防治处理,本文主要立足于滑坡地质灾害成因及机理分析,对滑坡地质灾害风险评价方法进行研究分析。

并在此基础上,提出滑坡地质灾害风险防治措施,以供参考。

关键词:滑坡地质灾害;风险评价;防治措施;分析引言部分山体受到恶劣天气以及地震等因素影响,容易引发一系列地质灾害问题。

其中,部分山体滑坡往往会携带大量泥沙滑落引发泥石流现象。

对于滑坡这一类的地质灾害而言,其所表现出的突然性特点十分明显,容易对周围构筑物或者居民人身安全构成严重威胁。

一般来说,四川省等可以视为我国滑坡地质灾害分布范围最广且灾害问题频发的地理区域。

究其原因,主要是因为这些省份地区山脉多且容易受到恶劣或者极端天气影响,而频繁出现滑坡地质灾害问题。

目前,为进一步加强对滑坡地质灾害问题的防治处理,政府相关部门联合主管单位对地质灾害风险评价方法以及防治措施进行了统筹推进与合理部署,以实现防灾减灾目标。

1滑坡地质灾害成因及机理分析滑坡地质灾害的成因机理可以理解为引起滑坡地质灾害的影响因素及其演化过程,包括滑坡的地质环境条件、破坏方式,引起滑坡地质灾害的自然因素和诱发因素等。

一般来说,边坡稳定性程度表现主要与岩土抗剪强度相关。

如果边坡剪应力明显超出结构面抗剪强度的最大承受范围,边坡结构将会出现破坏性问题,如剪切破坏、拉裂等。

从客观角度上来讲,滑坡的形成主要是由于斜坡岩土体突破平衡条件后,沿着软弱结构面形成剪切破坏,进而形成地质灾害[1]。

期间,斜坡软弱结构面容易存在应力集中问题。

当内部条件或者外部条件受到相关因素影响发生变化时,局部应力会逐渐增大。

当增大的应力明显超过抗剪强度时,剪切破坏问题会越来越明显,形成滑坡源,并逐步向外扩展。

边坡稳定分析的极限平衡有限元法

边坡稳定分析的极限平衡有限元法

道丨路|工|程殄边坡稳定分析的极限平衡有限元法周龙华(广西骏通道桥工程建设监理有限责任公司,广西南宁530023)摘要:极限平衡软件SLOPE/W和有限元程序PU\XIS是目前岩土工程中常用的两种软件程序。

采用极限平衡法进行边坡分析时,需要将地面划分为若干垂直层面,并使用静态平衡方程计算各层面的安全系数(FOS)和应力,而有限元法则需要输入土的性质和单元的弹塑性参数。

文章比较了有限元法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用,讨论了各种方法的适用性和局限性,并评估了边坡稳定性分析模型输出的实用性,可为边坡稳定性评估提供可靠依据。

关键词:有限元法;极限平衡;边坡稳定性中图分类号:U416. 1+4 文献标识码:A DOI: 10.1較82/ki.wCCSt.2021.01.022文章编号:1673- 4874(2021)01 -0078-03〇引言随着对基础设施和自然资源需求的不断扩大,对工程开挖和道路建设的要求也越来 越高。

在工程建设过程中,山体滑坡和地震等自然灾害是岩土工程师和地质学家面临的重要问题。

边坡的稳定性是施工前、施工中、施工后各利益相关者共同关心的重要问题,如果要改变边坡稳定技术,安全系数(FOS)的微小差异可能导致施工成本的巨大差异。

这一点很重要,因为目前还没有明确的证据表明,哪种方法能产生最可接受的结果[^]。

与基础设施有关的土质边坡失稳是一个持续存在的问题,因为边坡破坏危及公共安 全并导致昂贵的修复工作。

近几十年来,人们开发了一系列功能强大的边坡稳定分析设计软件包。

这些程序包括边坡稳定分析的极限平衡法和有限元法。

极限平衡法有许多局限性和不一致性,但被认为是最常用的方法。

随着技术进步,有限元程序简化了边坡稳定性分析。

SLOPE/W和PLAXIS是目前岩土工程师使用的两种常用软件程序。

SLOPE/W和PLAXIS分别用于极限平衡法和有限元法,每一个程序都被用来确定边坡的安全系数及其随后的设计要求。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析边坡稳定性是岩土工程中一个非常重要的问题,直接关系到边坡的安全运营和人民生命财产的安全。

为了研究边坡的稳定性,可以采用极限平衡法和有限元法进行综合分析。

极限平衡法是一种常用的边坡稳定性分析方法,它基于边坡在达到稳定状态时受到的平衡力原理。

其基本思想是,在边坡稳定过程中,边坡的抗滑力应该大于或等于外力作用在边坡上的附加抗滑力,从而实现边坡的稳定。

通过极限平衡法可以计算边坡的安全系数,如果安全系数大于1,则说明边坡稳定;否则,需要采取相应的加固措施。

有限元法是一种数值计算方法,可以对边坡进行力学分析。

有限元法将边坡划分成许多小的单元,通过对单元进行应力分析,然后再将各个单元的结果进行耦合,得到边坡整体的稳定性。

有限元法能够考虑材料的非线性、边坡的复杂形状以及边坡上的各种工况,具有较高的精确度和灵活性。

在边坡稳定性综合分析中,可以结合极限平衡法和有限元法的优点,进行更加精确的分析。

可以利用极限平衡法对边坡的整体稳定性进行初步评估,得到边坡的安全系数。

然后,可以使用有限元法对边坡进行更加详细的力学计算,考虑材料的非线性特性以及复杂的边界条件,得到边坡的应力、变形等参数。

将有限元法得到的结果与极限平衡法的结果进行对比,验证极限平衡法的合理性,并根据需要进行相应的修正。

综合分析可以更全面地评估边坡的稳定性,为边坡的设计和加固提供科学依据。

可以根据有限元法的分析结果,确定边坡上的最不稳定部位,并进行有针对性的加固措施,提高边坡的安全性。

基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定性综合分析能够结合两种方法的优点,提高边坡稳定性分析的精确度和可靠性,对于岩土工程的设计和施工具有重要意义。

边坡稳定的极限平衡法

边坡稳定的极限平衡法
极限平衡法通过分析边坡的滑动面、滑动力和抗滑力等因素,评估边坡 的稳定性。
极限平衡法在边坡工程设计中应用广泛,可以帮助工程师确定边坡的安 全系数和稳定性。
极限平衡法基本原理:通过计算土体的抗剪强度和滑动面的抗剪强度,判断边坡的稳 定性
计算参数:包括土体的内聚力、内摩擦角、黏聚力、黏聚力等
计算方法:采用极限平衡法计算公式,如瑞典圆弧法、毕肖普法等
边界元法:适用于非 连续介质问题,求解 速度快,但需要大量 的计算
极限平衡法与边界元法 的比较:极限平衡法适 用于连续介质问题,而 边界元法适用于非连续 介质问题,两者在求解 速度上都有优势,但都 需要大量的计算。
边坡稳定的极限平 衡法的发展趋势和 未来展望
极限平衡法在 边坡稳定分析 中的应用越来
性的弹性体
计算原理:通 过求解土体的 应力、应变和 位移方程,得 到边坡的稳定
安全系数
应用范围:适 用于各种土质 边坡,特别是 那些受水、温 度等因素影响
的边坡
Байду номын сангаас
基本假设:土体为连续、均匀、各向同性的弹性体
计算方法:通过求解土体的静力平衡方程,得到土体的应力状态和变形状态
适用范围:适用于土体变形较小、应力状态较简单的情况 优点:计算简单、易于理解,能够快速得到土体的应力状态和变形状态
越广泛
极限平衡法的 计算方法和软 件不断改进和
完善
极限平衡法与 其他分析方法 相结合,提高 边坡稳定分析 的准确性和可
靠性
极限平衡法在 边坡稳定预警 和防治中的应
用前景广阔
技术进步:随着科技 的发展,极限平衡法 的计算方法和技术将 不断完善和改进。
应用领域拓展:极限平 衡法将在更多领域得到 应用,如地质灾害防治、 土木工程、环境工程等。

常用的边坡稳定性分析方法

常用的边坡稳定性分析方法

常用的边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析是土木工程中的一个重要内容,用于评估边坡的稳定性,并确定边坡设计和防护措施。

下面列举了常用的边坡稳定性分析方法:1.切片平衡法:切片平衡法是一种基本的边坡稳定性分析方法,它假设边坡由一系列无限小的土体切片组成,并基于力平衡原理来确定各个切片的稳定条件。

该方法适用于简单边坡稳定性分析,但对复杂地质条件和荷载情况适用性有限。

2.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,它假设边坡存在一个明确定义的滑动面,并基于达到平衡的最不利情况,即极限平衡状态来进行分析。

该方法包括切片法、极限平衡法、回缩平衡法等,可以考虑复杂地质条件和荷载情况,适用范围广。

3.数值模拟方法:数值模拟方法是一种基于计算机模拟的边坡稳定性分析方法,包括有限元法、边界元法、离散元法等。

这些方法能够模拟边坡的实际行为,并对多种复杂因素进行定量分析。

数值模拟方法可以更精确地预测边坡的稳定性,并对工程设计提供参考。

4.基于概率的方法:基于概率的方法将不确定因素考虑在内,通过概率分析来评估边坡的稳定性。

这些方法包括可靠度法、蒙特卡洛方法和贝叶斯法等。

基于概率的方法可以提供边坡发生滑移的概率,并在风险评估和安全设计中发挥重要作用。

5.特殊情况下的分析方法:在一些特殊情况下,常规的边坡稳定性分析方法可能不适用,需要采用一些特殊的分析方法。

例如,在边坡潜在失稳或发生滑坡时,可以使用临界状态平衡、能量平衡或地震动力学方法来分析边坡的稳定性。

总之,边坡稳定性分析是土木工程中的重要任务,通过使用上述方法中的一个或多个,可以评估边坡稳定性,从而制定出合理的边坡设计和防护措施,确保工程的安全可靠。

边坡稳定性分析方法简介

边坡稳定性分析方法简介

边坡稳定性分析方法简介介绍了边坡稳定性分析的极限平衡法:瑞典圆弧法、简化Bishop法、简化Janbu法、Morgenstern&Price法、Spencer法以及嚴格Janbu法;以及边坡稳定的可靠性分析方法:蒙特卡洛法、可靠指标法、统计矩法、模糊可靠度分析法以及随机有限元法。

标签:边坡稳定性滑坡极限平衡法可靠性分析方法一、引言滑坡是指人工或自然边坡在外界因素的诱发下丧失自身稳定性而发生滑移的地质现象,是一种严重的地质灾害,长期以来给人类造成了巨大的财产损失和人生伤害,是人类面临的三大自然灾害之一。

我国是滑坡多发国家之一,据《中国地质环境公报》有关数据显示,我国2012年全国共发生各类地质灾害18751起,全年共造成人员伤亡1021人,其中发生滑坡灾害8971起,造成人员伤亡379人,分别占地质灾害总数的47.8%和37.1%。

因此研究边坡稳定的影响因素及滑坡的发生机理,探索滑坡的防治技术具有极高的社会价值。

鉴于此,人类对边坡稳定的研究已有将近百年的历史,这使得边坡稳定性分析的方法也极大的丰富了起来。

二、边坡稳定的极限平衡分析方法极限平衡法假定边坡出现滑动面且处于极限平衡状态,然后将边坡离散成有垂直边界的土条,假设土条为刚体(即不考虑土条的变形),建立土条的静力平衡方程,通过求解静力平衡方程得到边坡的安全系数。

1776年法国工程师库仑提出了计算挡土墙土压力的方法,标志着土力学雏型的产生;1857年朗肯在假设墙后土体各点处于极限平衡状态的基础上,建立了计算主动和被动土压力的方法;库仑和朗肯在分析土压力时采用的方法后来被推广到边坡稳定分析中,形成了一个边坡稳定性评价体系,这就是极限平衡法。

在过去将近一个世纪中,这一方法逐步从一种经验性的简化方法发展成一个具有完整理论体系、较为成熟的分析方法。

(1)瑞典圆弧法。

瑞典人Fellenius提出了边坡稳定分析的圆弧滑动分析方法,即瑞典圆弧法,它是边坡稳定分析领域中最早的一种方法。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析随着城市化进程的加快和土地资源的日益紧缺,地质灾害频繁发生成为了人们关注的焦点。

边坡稳定性分析作为地质灾害防治的重要内容之一,对于保障人民生命财产安全和城市发展具有重要意义。

本文将通过基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析,从两种不同的角度对边坡稳定性进行深入研究,以期为地质灾害防治提供理论支持和技术指导。

一、极限平衡法分析极限平衡法是指对于一定的边坡体系,在边坡体系受到外力作用时,通过平衡条件来确定边坡体系在达到稳定状态时,承受最大自重等荷载的状态。

具体步骤为:确定边坡的几何形状,计算边坡受力分布,确定边坡的抗滑稳定性和倾覆稳定性,得出边坡的稳定状态。

极限平衡法主要用于评估边坡在稳定状态下的安全系数,对于边坡的设计和监测具有重要意义。

二、有限元法分析有限元法是一种数值分析方法,将连续介质划分为有限个小单元,在每个小单元中建立方程,通过求解小单元之间的位移和应力关系来得出整个结构的位移和应力分布。

有限元法在地质灾害领域得到了广泛应用,能够较为准确地描述地质介质的力学行为,对复杂边坡体系的稳定性分析具有独特的优势。

基于有限元法的边坡稳定性分析首先要建立边坡的数值模型,将边坡体系划分为有限个小单元,然后确定边坡体系的边界条件和加载条件,进行有限元分析,计算得出边坡体系的位移和应力分布。

最后通过分析位移和应力的分布情况来评估边坡的稳定性。

三、综合分析将极限平衡法和有限元法两种分析方法相结合,可以更为全面地评估边坡的稳定性。

通过极限平衡法可以得到边坡在静态荷载下的稳定状态,而有限元法可以计算得出边坡在动态荷载下的位移和应力分布情况。

综合两种分析方法,可以较为全面地评估边坡的稳定性,为地质灾害防治提供更为可靠的技术支持。

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边坡极限平衡分析方法及其局限性1.引言边坡稳定性问题是边坡工程中最常见的问题,边坡稳定性分析的核心问题是边坡安全系数的计算。

边坡稳定性分析的方法较多,极限平衡分析计算方法简便,且能定量地给出边坡安全系数的大小,方法本身已臻成熟,广为工程界接受,仍然是当今解决工程问题的基本方法。

本文比较分析边坡极限平衡方法中最常用的几种方法,同时对极限平衡法中的若干重要问题及其局限性进行探讨。

2. 极限平衡法基本原则边坡的滑面可以是圆弧、组合面( 比如圆弧和直线的结合) 或者由一系列直线定义的任意形状的面。

图1[3]以最一般的形式显示了作用于一个组合滑面上的所有力。

图1 条块受力分析[3]注: W为条块的总重力; N为条块底部作用的总法向力; S m为条块底部作用的切向力; E为条间的水平法向力( 下标L、R分别指土条的左、右侧) ; X为条间的竖向剪力; D 为外加线荷载; k W为通过每一条块的水平地震荷载; A为合成的外部水压力;R、f、x、e、d、h、a、ω、α为几何参数。

一般边坡经合理简化后均可看作是该模型的特殊形式。

在边坡稳定分析方法中,极限平衡原理主要包含以下四条基本原则[1,5]。

(1)刚体原则极限平衡法最基本的原则就是将滑体简化为刚体,即不考虑滑体的变形,不满足变形协调条件,这种破坏是以平面破坏模式为主。

(2)安全系数定义将土的抗剪强度指标c 和tan φ 降低一定的倍数,比如降低FS 倍,则土体沿着此滑裂面达到极限平衡。

安全系数为:⎰⎰+=ll s dl dl c F 00''tan τϕσ (1),c 和tan φ两个强度参数共用同一安全系数F S ,即按照同一比例衰减。

上述将强度指标的储备作为安全系数定义的方法被广泛采用。

(3)摩尔—库仑准则当土体达到极限平衡时, 正应力c ′和剪应力tan φ′满足摩尔-库仑强度准则。

如式(2)所示:''tan )sec (sec ϕααx u N x c T ∆-+∆=(2),式中,α 为土条底倾角,tan α=dy/dx ;u 为孔隙水压力。

(4)静力平衡条件把滑动土体分成若干个土条,每个土条和整个滑动土体都满足力的平衡条件和力矩平衡条件。

当未知数的数目超过了方程式的数目,为使静不定问题成为静定问题,可对多余未知数作出假设,使得方程数目和剩余未知数相等,即可解出方程,求得安全系数。

3. 极限平衡分析方法及其局限性[1,3,5](1)瑞典圆弧法1915 年,瑞典K.E.Peterson 提出瑞典圆弧法。

将滑动土体当成刚体,通常粘性土坡的滑动曲面接近圆弧,因此称为圆弧法。

该法不考虑滑动土体内部的相互作用力,假定土坡稳定属于平面应变问题。

(2)瑞典条分法1927 年,Fellenius 提出瑞典条分法,该法假设滑动面上的土体分成若干个垂直土条,忽略土条之间的相互作用力,对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析,求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数。

安全系数定义为:∑∑∑∑+=+=αϕαβαϕβsin )tan cos (sin )tan (W W c W N c F s (3)瑞典条分法可以用于非圆弧滑面计算。

但长期以来,该方法一直仅用于圆弧形滑面,对于在非圆弧滑面的应用,还需要在工程实际应用中作进一步的探讨。

由于没有考虑条间作用力,在应用时存在很多缺点,因此工程实际很少运用该方法。

(3)毕肖普法1955 年, Bishop 提出一个考虑条块侧向作用力的土坡稳定性安全系数计算方法,称为Bishop 法。

该法考虑条间法向力和切向力的作用,同样,通过力矩平衡来确定安全系数,仅适用于圆弧滑动面。

其安全系数FS 如式(4)所示:∑∑∆++=ii i i i i i i s w H w b c m F θϕθsin )]tan )([1(4) 若对上式不考虑条间剪力差,只考虑水平推力,则为简化毕肖普法。

简化毕肖普法与其它极限平衡方法相比,结果更准确。

如果假设单个条块满足力矩平衡条件,还可求出条问作用点的位置。

假设条块间无垂向作用力,要求滑体在运动过程中无垂向的相对运动趋势,即滑体处于平动运动状态,只有当滑面为平面时,滑体才会保持平动运动方式,所以通常认为毕肖普法只适用于圆弧形滑面的假设其实是一种误解。

然而工程中使用简化毕肖普法仍然假定圆弧形滑面,这不仅因为圆弧形滑面计算比较简单,而且其计算精度也能满足工程需要。

(4)Morgenstern-Price 法1965 年,Morgenstern 和 price 提出了,“多余未知函数的合理要求,假定条间切向力分量和法向力存在一定的函数关系。

”该法使用于任意形状的滑动面,满足所有的极限平衡条件,对多余未知数的假定并不是任意的。

陈祖煜和Morgenstern 对β(x)作出下述假定:tan β=f 0(x)+λf(x)(4)其中,f 0(x)为线性函数,f(x)为保证f(a)和f(b)为0 的任意函数。

之后,Spencer 取f 0(x)=0 以及f(x)=1 的特例,即认为条间合力倾角为常数,故而Spencer 法被称为Morgenstern-Price 法的特例。

(5)Sarma 法和分块极限平衡法1973 年,Sarma 提出斜条分法,假定沿倾斜的条块界面也达到了极限平衡。

该法由于缺少经验,使用率并不高。

在此基础之上,Donald and Chen 在1997 年沿用了这一构想,建立了求解边坡稳定的上限解的方法。

这两种方法都假定在条块间达到极限平衡状态。

分块极限平衡法在垂直条分的前提下,逐块求解:萨尔玛法在任意条分的前提下,提出了临界地震加速度的概念。

因而可以认为萨尔玛法是分块极限平衡法的一般推广。

假定条间都达到极限平衡状态,虽可充分发挥滑体的抗剪能力,但一般只有当滑面很不规则时,才有可能。

(6)Janbu 法1973 年,Janbu 在其简化法的基础上,提出了同时满足力和力矩平衡的通用条分法,该法假定土条侧向力的作用点位置而不是作用方向,即土条分界面上推力作用点的位置大致在土条侧面高度的下1/3 处,在满足合理性要求的前提下,调整作用点位置,可以获得比较精确的安全系数。

这样可使该方法适用于任意滑面。

但该法存在着严重的不收敛问题,特别是条块划分过密时更难保证安全系数的收敛性。

(7)不平衡推力法不平衡推力法亦称传递系数法或剩余推力法是针对滑面为折线形的条件下提出的。

它适用于任何形状的滑裂面,假定土条间的条间力的合力与上一土条底面平行。

该法的分析结果在某些情况下产生的误差很大,尤其是该法的显示解。

(8)其它方法除上述方法,还有陆军工程师团法、罗厄法、普遍极限平衡法、陈祖煌的通用条分法等等。

其中,陆军工程师团法假设了条间力的方向;罗厄法假设了条间力倾角的正切值;普遍极限平衡法沿用Morgenstern Price 法的条间力假设;陈祖煌的通用条分法根据微条间上的力和力矩平衡,结合相应的边界条件,推导出静力微分方法的闭合解等等。

4. 极限平衡法中若干问题的探讨(1)假设条件。

瑞典圆弧法不考虑滑动土体内部的相互作用力;瑞典条分法不考虑土条之间的条间力;毕肖普法考虑了条间力即法向力和切向力,而简化毕肖普法只考虑水平推力;Janbu 法假定土条分界面上推力作用点的位置大致在土条侧面高度的下1/3 处,利用力矩平衡条件把条间竖向剪力表示成水平推力的函数;传递系数法假设每个分条内的滑动面为一直线段;Morgenstern Price 法假设土条间切向力与法向力之比为一函数,而Spencer 法假定土条间切向力与法向力之比为常数;陆军工程师团法假设条间力的方向与坡面平行;罗厄法假设条间力倾角的正切值等于条块底面和顶面斜率之和的一半等等。

上述方法共同点都是因为静不定问题而对条间力等进行假设,只不过假设的条件不同,得出的结果自然也不相同。

随着极限平衡法的发展,假设的条件使得结果更接近实际。

(2)安全系数基于强度储备考虑,边坡稳定状态划分如表1 所示。

表1 边坡稳定状态划分[1]安全系数的大小与采用的方法相关。

通常,采用瑞典法计算出的安全系数低于其他条分法的安全系数,而采用严格条分法得到的安全系数精度最高,简化Bishop法也有较高精度。

5. 结论极限平衡法由于假设条件和考虑因素的限制,一般求出的安全系数偏低。

基于极限平衡法的四个基本原则,这种简化的方法严格来说不够严密,但对稳定性分析计算结果的精度却影响并不大,使得计算工作更为简化,故而被国内外专家学者广泛采用。

1)极限平衡法作为一种运用广泛的边坡稳定性分析方法,根据不同的条间力假设分为多种不同的方法,但不管哪种方法,都是基于简单的静力学原理,计算时所有土条具有同一个安全系数。

2) 土条力的多边形闭合性好坏与条间力基本假设有关,同时考虑条间法向力和剪力的分析方法比忽略条间力或只考虑条间法向力的方法闭合性好。

进行边坡稳定性分析时应尽可能采用同时满足力和力矩平衡的方法,如Morgenstern -Price 法、Spencer 法。

不考虑条间力或不满足所有平衡的安全系数计算方法有时计算结果会偏不安全。

3) 虽然各种分析方法的假设有所不同,但其实质都是为了在土条条间法向力和剪力之间人为地建立某种关系,以提供每个土条力的平衡,使每个土条的安全系数相同。

这种人为的假设往往并不一定能在滑面或者潜在滑块中获得真实的应力分布,为了克服这些局限必须把应力-应变本构模型引入稳定性分析过程中。

参考文献[1] 李学鹏,谭金彪,李良松.极限平衡法在边坡稳定分析中的应用研究.建筑工程技术与设计,2013.12,科技创新:153-154[2] 周资斌.基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定分析研究.河海大学硕士学位论文,2004.3:11-13[3] 刘波,黄卫.基于极限平衡理论的边坡稳定性分析方法对比研究.工业建筑,2014,44:715-721[4] 陈祖煜, 弥宏亮, 汪小刚. 边坡稳定三维分析的极限平衡方法. 岩土工程学报, 2001, 23( 5) :525-529[5] 陈祖煜. 土质边坡稳定分析——原理、方法、程序[M]. 北京:中国水利水电出版社.2005。

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