T邊坡穩(wěn)定的極限平衡分析方法

邊坡穩(wěn)定的極限平衡分析方法極限平衡法理論背景;計(jì)算方法;計(jì)算分析的電子表格王仁，黃文彬，黃筑平，1992，塑性力學(xué)引論（修正版），北京大學(xué)出版社

ANALYTICALAPPROACHES

Themethodofinclinedslices

(a)Afourslicefailuremode,initialestimate,Fo=1.047;(b)Resultsoftheoptimizationsearch,Fm=1.013;(c)Resultoftheoptimizationsearchusing16slices,Fm=1.006.c＝98kPa，=30,γ＝0.0

q=111.4kPa，ThePrandlt’sbearingcapacitysolutionbythemethodofinclinedslices(a)Initialestimate，=0.117;(b)Criticalfailuremode，=0.007c＝30kPa，=0,γ＝0.0

q=154.25kPa，

SolutionstoaStructural

MechanicsProblem

Astaticallyadmissiblestressfield

SolutionstoaStructural

MechanicsProblem

Akinematicallycompatibledeformationfield

ConstitutiveLaw邊坡穩(wěn)定分析的下限解(近似)

垂直條分法

土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析

滿足力和力矩平衡的嚴(yán)格方法簡(jiǎn)化方法

圓弧滑裂面

-瑞典法,Bishop法

任意形狀滑裂面

-工程師團(tuán)法，

Lowe-Karafiath邊坡穩(wěn)定極限限平衡法（垂垂直條分法)力平衡方程力矩平衡方程程力和力矩平衡衡方程的解Chen&Morgenstern,1983合理性條件Spencer法基本假定力平衡力矩平衡有關(guān)參考文獻(xiàn)獻(xiàn)Chen,ZuyuandMorgenstern,N.R.1983Extensionstothegenerailisedmethodofslicesforstabilityanalysis.CanadianGeotechnicalJournal,Vol.20,No.1,pp,.104-119.Morgenstern,N.R.andPrice,V.1965Theanalysisofthestabilityofgeneralslipsurface,Geotechnique,Vol.15,No.1，79-93.瑞典法Bishop’s簡(jiǎn)化法討論:各種簡(jiǎn)化方法法的局限性工程師團(tuán)法Lowe&KarafiathMethod解答僅滿足靜力平平衡條件的簡(jiǎn)簡(jiǎn)化法傳遞系數(shù)法Stateoftheart:Limitequilibriumandfiniteelementanalysisofslopes.Duncan,J.M.JournalofGeotechnicalEngineering.1996.Vol.122,No.7,July.577-596.對(duì)各種簡(jiǎn)化方方法的討論傳統(tǒng)的瑞典法法在平緩邊坡坡高孔隙水壓壓情況下進(jìn)行行有效應(yīng)力法法分析時(shí)是非非常不準(zhǔn)確的的。該法的安全系系數(shù)在“=0”分析中是完全全精確的，對(duì)對(duì)于園弧滑裂裂面的總應(yīng)力力法可得出基基本正確的結(jié)結(jié)果。此法的的數(shù)值分析不不存在問題。。Bishop簡(jiǎn)化法在所有有情況下都是是精確的(除了遇到數(shù)值值分析困難情情況外)，其局限性表表現(xiàn)在僅適用用于園弧滑裂裂面以及有時(shí)時(shí)會(huì)遇到數(shù)值值分析問題，，如果使用Bishop簡(jiǎn)化法計(jì)算獲獲得的安全系系數(shù)反而比瑞瑞典法小，那那么可以認(rèn)為為Bishop法中存在數(shù)值值分析問題。。在這種情況況下，瑞典法法的結(jié)果比Bishop法好?；谶@這個(gè)原因，同同時(shí)計(jì)算瑞典典法和Bishop法，比較其結(jié)結(jié)果，也許是是一個(gè)好主意意。僅使用靜力平平衡的方法的的結(jié)果對(duì)所假假定的條間力力方向極為敏敏感，條間力力假定不合適適將導(dǎo)致安全全系數(shù)嚴(yán)重偏偏離正確值。。與其它考慮條條間作用力方方向的方法一一樣，這個(gè)方方法也存在數(shù)數(shù)值分析問題題。滿足全部平衡衡條件的方法法(如Janbu法，Spencer法)在任何情況下下都是精確的的(除非遇到數(shù)值值分析問題)。這些方法計(jì)計(jì)算的成果相相互誤差不超超過12%，相對(duì)于一般般可認(rèn)為是正正確的答案的的誤差不會(huì)超超過6%，所有這些方方法都有數(shù)值值分析問題。。實(shí)例I:金河土堤穩(wěn)定定分析不同處理方案案獲得的安全全系數(shù)考察瑞典法誤誤差的一個(gè)算算例相應(yīng)不同孔壓壓系數(shù)和圓弧弧中心角的安安全系數(shù)NOTE：Bishop法,Sweden法,(a)ru=0.0;(b)ru=0.2;(c)ru=0.4;(d)ru=0.6;(a)(b)(c)(d)泰安面板壩例例FS=l.44,FB=1.10,Relativedifference=24%。葛孝椿，1999,懷洪新河某堤堤段滑坡前的的穩(wěn)定分析與與滑坡后的驗(yàn)驗(yàn)證,巖土工程學(xué)報(bào)報(bào)，21卷,1期，115-118小浪底土石壩壩例傳遞系數(shù)法隱式顯式僅滿足靜力平平衡條件的簡(jiǎn)簡(jiǎn)化法對(duì)傳遞系數(shù)法法的討論1.當(dāng)滑面較陡時(shí)時(shí)土條側(cè)向力力傾角不合理理2.滑裂面轉(zhuǎn)折時(shí)時(shí)土條側(cè)向力力傾角發(fā)生突突變考察瑞典法誤誤差的一個(gè)算算例不同方法計(jì)算算小浪底左岸岸出口邊坡邊坡穩(wěn)定分析析的電子表格格邊坡穩(wěn)定通用用條分法在確確定土壓力中中的應(yīng)用Peck,R.Fiftyyears’oflateralearthpressure.DesignandPerformanceofEarthRetainingStructures,我們現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)知道，土壓壓力的分布是是和變形特征征相關(guān)聯(lián)的。。我們高度贊贊賞Terzaghi在這一問題上上作出的杰出出貢獻(xiàn)。這一一極有意義的的發(fā)現(xiàn)是他在在Robert大學(xué)所作的香香煙盒試驗(yàn)和和麻省理工學(xué)學(xué)院所作的大大型模型試驗(yàn)驗(yàn)中得到的。。他通過這些些試驗(yàn)說明，，土壓力的合合力的作用點(diǎn)點(diǎn)可以在上三三分點(diǎn)和下三三分點(diǎn)之間的的任何一個(gè)位位置。ASCEGeotechnicalSpecialPublication,No.25.1990Terzaghi,K.andPeck,R.B.1967.Soilmechanicsinengineeringpractice.JohnWileyandSons.NewYork.ActiveEarthPressure

withdifferenttypeofsupportH(m)Ca太沙基－派克克建議Ka=0.65Nm土1土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定分析法垂直條分法計(jì)算機(jī)程序STABThelandslideoftheManwanHydropowerProjectJanuary8,1989BeforefailureAfterfailure平面面或或圓圓弧弧滑滑動(dòng)動(dòng)的的實(shí)實(shí)例例天荒荒坪坪漫灣灣SolutionstoaStructuralMechanicsProblemAstaticallyadmissiblestressfieldSolutionstoaStructuralMechanicsProblemAkinematicallycompatibledeformationfieldConstitutiveLaw塑性性力力學(xué)學(xué)上上限限定定理理剛塑塑性性假假定定彈性性變變形形相相對(duì)對(duì)塑塑性性變變形形可可以以忽忽略略，，可可將將塑塑性性變變形形視視為為邊邊坡坡的的全全部部變變形形。基本本假假定定（（二二））摩爾爾－－庫(kù)庫(kù)侖侖相相關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)流流動(dòng)動(dòng)法法則則基本本假假定定（（二二））邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定定分分析析的的上上限限解解斜條條分分法法極限限平平衡衡斜斜分分條條法法Sarma’’sMethod(1979)ANALYTICALAPPROACHESThemethodofinclinedslices(a)Afourslicefailuremode,initialestimate,Fo=1.047;(b)Resultsoftheoptimizationsearch,Fm=1.013;(c)Resultoftheoptimizationsearchusing16slices,Fm=1.006.c＝98kPa，=30,γγ＝0.0q=111.4kPa，ThePrandlt’’sbearingcapacitysolutionbythemethodofinclinedslices(a)Initialestimate，=0.117;(b)Criticalfailuremode，=0.007c＝30kPa，=0,γγ＝0.0q=154.25kPa，ThelandslideoftheManwanHydropowerProjectJanuary8,1989BeforefailureAfterfailure平面或圓圓弧滑動(dòng)動(dòng)的實(shí)例例天荒坪漫灣這坡穩(wěn)定定分析的的安全系系數(shù)可以以從下限限和上限限兩個(gè)方方向逼近近:Flower<Freal<FupperSummary傳統(tǒng)的垂垂直條分分方法,諸如如MorgensternandPrice法法(1965),提提供一個(gè)個(gè)下限解解.SummaryThemethodsofverticalsliceshasbeensuccessfullyextendedtotheareaofearthpressureanalysisthataccountsfordifferentinputoflocationsof