STAB培訓(xùn)講義課件

1、STAB培訓(xùn)講義課件STAB2005STAB2005培訓(xùn)講義培訓(xùn)講義聯(lián)合主辦聯(lián)合主辦STAB培訓(xùn)講義課件STAB培訓(xùn)講義課件STAB程序是一個用于進(jìn)行土質(zhì)邊坡穩(wěn)程序是一個用于進(jìn)行土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析、計算的專業(yè)程序，由中國水科院定分析、計算的專業(yè)程序，由中國水科院自主開發(fā)。經(jīng)過二十多年的不斷完善和發(fā)自主開發(fā)。經(jīng)過二十多年的不斷完善和發(fā)展，展，STAB程序已成功應(yīng)用于國內(nèi)的許多大程序已成功應(yīng)用于國內(nèi)的許多大型水利水電工程，并成為了水利水電系統(tǒng)型水利水電工程，并成為了水利水電系統(tǒng)土石壩設(shè)計的專用程序。土石壩設(shè)計的專用程序。STAB培訓(xùn)講義課件 1995年，中國水科院推出了年，中國水科院推出了STAB程

2、序的第一程序的第一個商業(yè)化版本，并命名為個商業(yè)化版本，并命名為STAB95，該程序基，該程序基于于DOS環(huán)境，用環(huán)境，用FORTRAN90開發(fā)。開發(fā)。2001年在年在原國家電力公司科技項目的資助下，中國水科原國家電力公司科技項目的資助下，中國水科院在不改變院在不改變STAB95內(nèi)核的前提下，將該程序內(nèi)核的前提下，將該程序升級為升級為WINDOWS版本，命名為版本，命名為STAB2005。目前，本程序已正式通過水規(guī)總院的鑒定，擬目前，本程序已正式通過水規(guī)總院的鑒定，擬在水電水利行業(yè)推廣使用。在水電水利行業(yè)推廣使用。STAB培訓(xùn)講義課件nSTAB95采用數(shù)據(jù)文件的方式輸入邊坡的采用數(shù)據(jù)文件的方式輸

3、入邊坡的基本信息。在基本信息。在STAB2005中，仍保留了中，仍保留了這一輸入接口。這一輸入接口。nSTAB2005是是STAB95的升級版本，它保的升級版本，它保留留STAB95的主要計算功能。的主要計算功能。STAB培訓(xùn)講義課件n滑裂面：包括圓弧滑裂面與非圓弧滑裂滑裂面：包括圓弧滑裂面與非圓弧滑裂面；面；n對于圓弧滑裂面，有瑞典法，對于圓弧滑裂面，有瑞典法，Bishop法，法，陸軍工程師團(tuán)法；陸軍工程師團(tuán)法；n對于非圓弧滑裂面，有對于非圓弧滑裂面，有Spencer法和法和Morgenstern-Price法；法；n采用最優(yōu)化方法搜索臨界滑裂面；采用最優(yōu)化方法搜索臨界滑裂面；n可以考慮分布

4、荷載、集中荷載及地震荷可以考慮分布荷載、集中荷載及地震荷載作用對邊坡穩(wěn)定的影響；載作用對邊坡穩(wěn)定的影響；STAB培訓(xùn)講義課件n可以計算擋土墻的主動土壓力；可以計算擋土墻的主動土壓力；n可以考慮穩(wěn)定滲流期與庫水位驟降工況；可以考慮穩(wěn)定滲流期與庫水位驟降工況；n可以進(jìn)行邊坡的風(fēng)險度與可靠度分析；可以進(jìn)行邊坡的風(fēng)險度與可靠度分析；n可以直接從可以直接從AutoCAD中將幾何信息導(dǎo)入中將幾何信息導(dǎo)入STAB2005中；中；n計算結(jié)束后的信息可十分方便地導(dǎo)出到計算結(jié)束后的信息可十分方便地導(dǎo)出到AutoCAD中。中。STAB培訓(xùn)講義課件n坐標(biāo)系：坐標(biāo)系：STAB程序?qū)ψ鴺?biāo)系程序?qū)ψ鴺?biāo)系xoy的定義的定義為

5、，為，ox為水平軸，表示滑動方向，為水平軸，表示滑動方向，oy為為豎直軸，表示重力方向。豎直軸，表示重力方向。n對邊坡內(nèi)部的孔隙水壓力，有三種處理對邊坡內(nèi)部的孔隙水壓力，有三種處理方式方式 簡化處理：假定孔隙水壓力按靜壓分簡化處理：假定孔隙水壓力按靜壓分布，根據(jù)浸潤線的位置來確定孔隙水壓布，根據(jù)浸潤線的位置來確定孔隙水壓力；力；STAB培訓(xùn)講義課件 根據(jù)孔隙水壓力系數(shù)根據(jù)孔隙水壓力系數(shù)ru確定：孔隙水壓確定：孔隙水壓力系數(shù)的意義為，孔隙水壓力相當(dāng)于土力系數(shù)的意義為，孔隙水壓力相當(dāng)于土柱的高度。柱的高度。 內(nèi)插確定孔隙水壓力：此時需要按坐內(nèi)插確定孔隙水壓力：此時需要按坐標(biāo)網(wǎng)格逐點輸入，程序采用內(nèi)

6、插方法確標(biāo)網(wǎng)格逐點輸入，程序采用內(nèi)插方法確定滑面上的孔壓值。定滑面上的孔壓值。STAB培訓(xùn)講義課件n當(dāng)坡外有水時，當(dāng)坡外有水時，STAB程序的處理方式程序的處理方式 在進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析時，通常壩體的在進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析時，通常壩體的上下游均存在地表水，此時有兩種處理上下游均存在地表水，此時有兩種處理方式：方式： 1. STAB培訓(xùn)講義課件考慮沿下游坡滑動時的處理方式考慮沿下游坡滑動時的處理方式說明：對如上圖所示的情況，用戶應(yīng)將說明：對如上圖所示的情況，用戶應(yīng)將ABCDE作為浸潤線作為浸潤線輸入到輸入到STAB程序中，且輸入下游水位。其中程序中，且輸入下游水位。其中AB既為邊界線，既為邊界線，又是

7、一段浸潤線。又是一段浸潤線。當(dāng)計算邊坡向下游滑動時的安全系數(shù)時，當(dāng)計算邊坡向下游滑動時的安全系數(shù)時，上游的坡外水位應(yīng)視為一種特殊材料，即上游的坡外水位應(yīng)視為一種特殊材料，即其其c、 取取0，容重為，容重為1t/m3。對于下游水位，對于下游水位，STAB程序要求程序要求用戶輸入下游用戶輸入下游水位的水位的Y坐標(biāo)，坐標(biāo)，并將浸潤線沿并將浸潤線沿外邊坡線延伸外邊坡線延伸至邊坡的邊界處。至邊坡的邊界處。ABCDESTAB培訓(xùn)講義課件ABCDE考慮沿上游坡滑動時的處理方式考慮沿上游坡滑動時的處理方式說明：對如上圖所示，邊坡向上游滑動，用戶應(yīng)將說明：對如上圖所示，邊坡向上游滑動，用戶應(yīng)將ABCDE作為浸潤

8、線輸入到作為浸潤線輸入到STAB程序中，且輸入上游水位。其中程序中，且輸入上游水位。其中DE既為邊界線，又是一段浸潤線。既為邊界線，又是一段浸潤線。在在STAB程序中，上游坡外水程序中，上游坡外水位采用置換法，置換為坡外無位采用置換法，置換為坡外無水的情形，此時浸潤線應(yīng)順著水的情形，此時浸潤線應(yīng)順著外邊坡線延伸至邊界處。外邊坡線延伸至邊界處。在在STAB程序中，下游水位作程序中，下游水位作為一種特殊的材料進(jìn)行處理，為一種特殊的材料進(jìn)行處理，此時此時DE既為邊界線，又是浸既為邊界線，又是浸潤線的一部分。潤線的一部分。STAB培訓(xùn)講義課件n2. 直接將坡外水體視為一種特殊的土體直接將坡外水體視為一

9、種特殊的土體 將水視為一種特殊材料，其抗剪強度指標(biāo)將水視為一種特殊材料，其抗剪強度指標(biāo)c, 均為均為0，其容重，其容重rw=1.0t/m3。STAB培訓(xùn)講義課件將壩體的上、下游的地表水視為一種特將壩體的上、下游的地表水視為一種特殊的土體，其殊的土體，其c, 均為均為0，容重，容重rw=1.0t/m3。ABCD說明：說明：AB、CD應(yīng)視為一條邊界線，其下壓土層定義為水這種應(yīng)視為一條邊界線，其下壓土層定義為水這種特殊的材料。浸潤線應(yīng)為特殊的材料。浸潤線應(yīng)為ABCD。STAB培訓(xùn)講義課件STAB2005的使用方法的使用方法n當(dāng)采用當(dāng)采用STAB2005對一個實際中的邊坡對一個實際中的邊坡進(jìn)行分析時，

10、通常包括三個步驟：進(jìn)行分析時，通常包括三個步驟： 前處理前處理 計算求解計算求解 后處理后處理STAB培訓(xùn)講義課件nSTAB2005提供了一個簡便的數(shù)據(jù)捕捉提供了一個簡便的數(shù)據(jù)捕捉工具，可以從一張工具，可以從一張AutoCAD圖形中取出圖形中取出STAB2005計算所需要的幾何信息。計算所需要的幾何信息。n由于本工具程序同樣適用于由中國水科由于本工具程序同樣適用于由中國水科院開發(fā)的另一個適用于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分院開發(fā)的另一個適用于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析的程序析的程序EMU，故命名為，故命名為STAB_EMU。STAB培訓(xùn)講義課件n數(shù)據(jù)捕捉工具數(shù)據(jù)捕捉工具STAB_EMU是利用是利用AutoCAD的的內(nèi)嵌

11、語言內(nèi)嵌語言Visual Lisp開發(fā)的一個工具程序，在開發(fā)的一個工具程序，在使用前應(yīng)先進(jìn)行加載。使用前應(yīng)先進(jìn)行加載。n在運行數(shù)據(jù)捕捉工具前，用戶應(yīng)先將對計算結(jié)在運行數(shù)據(jù)捕捉工具前，用戶應(yīng)先將對計算結(jié)果可能有影響的邊坡線、浸潤線、軟弱夾層線果可能有影響的邊坡線、浸潤線、軟弱夾層線重新繪制一遍。重新繪制一遍。STAB培訓(xùn)講義課件(a) 對組成邊坡的邊界線應(yīng)采用多段線分段對組成邊坡的邊界線應(yīng)采用多段線分段重新繪制，分段的要求是，每一段多段重新繪制，分段的要求是，每一段多段線的下壓土層必須相同。對于浸潤線，線的下壓土層必須相同。對于浸潤線，可采用一條多段線重新繪制；可采用一條多段線重新繪制；(b)

12、如果組成邊坡的兩條邊界線相關(guān)，應(yīng)將如果組成邊坡的兩條邊界線相關(guān)，應(yīng)將交點作為邊坡的一個控制點；交點作為邊坡的一個控制點；(c) AutoCAD中的水平比例尺與垂直比例中的水平比例尺與垂直比例尺必須相同。尺必須相同。STAB培訓(xùn)講義課件n當(dāng)幾何信息輸入完畢后，此時應(yīng)輸入組當(dāng)幾何信息輸入完畢后，此時應(yīng)輸入組成邊坡的各土層的物理力學(xué)參數(shù)、邊坡成邊坡的各土層的物理力學(xué)參數(shù)、邊坡所承受的外部荷載、地震信息等。所承受的外部荷載、地震信息等。n確定初始滑裂面：用戶應(yīng)根據(jù)實際工程確定初始滑裂面：用戶應(yīng)根據(jù)實際工程的特點確定邊坡的一個初始滑裂面，然的特點確定邊坡的一個初始滑裂面，然后可選擇優(yōu)化方法在初始滑裂面的周圍后可選擇優(yōu)化方法在初始滑裂面的周圍確定最小安全系數(shù)及其所對應(yīng)的臨界滑確定最小安全系數(shù)及其所對應(yīng)的臨界滑裂面的位置。裂面的位置。STAB培訓(xùn)講義課件n計算求解：當(dāng)前處理完畢后，用戶應(yīng)將計算求解：當(dāng)前處理完畢后，用戶應(yīng)將所輸入的信息存儲