建筑邊坡穩(wěn)定性分析(1)-全文預(yù)覽
【正文】 狀態(tài)，也可能僅僅是有限元模型中某些數(shù)值問(wèn)題造成計(jì)算不收斂。它既能分析單一的滑動(dòng)面，也能針對(duì)一給定邊坡確定出其危險(xiǎn)滑動(dòng)面的位置。39。 ? 采用分塊極限平衡法和不平衡推力傳遞法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。 ? ABCD為可能滑動(dòng)體，根據(jù)滑動(dòng)面產(chǎn)狀分為 Ⅰ 、 Ⅱ 兩個(gè)塊體。 二、楔形體滑動(dòng) ? 首先 將滑體自重 G分解為垂直交線(xiàn) BD的分量 N和平行交線(xiàn)的分量 (即滑動(dòng)力 Gsinβ)， 然后 將 N投影到兩個(gè)滑動(dòng)面的法線(xiàn)方向 ， 求得作用于滑動(dòng)面上的法向力 N1和 N2， 最后 求得抗滑力及穩(wěn)定性系數(shù) 。1139。 本法只考慮了力的平衡 ， 對(duì)力矩平衡沒(méi)有考慮 ， 這存在不足 。 如果采用總應(yīng)力法 ， 式()中可略去 uili項(xiàng) ， c、 φ值可根據(jù)土的性質(zhì)及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn) ， 采用勘測(cè)試驗(yàn)和滑坡反算相結(jié)合的方法來(lái)確定 。 為了使計(jì)算工作更加簡(jiǎn)化，在工程單位常采用快捷的簡(jiǎn)化方法： 即對(duì)每一塊土條用下式計(jì)算不平衡下滑力： 不平衡下滑力 =下滑力 Fs－抗滑力 。再計(jì)算第 2塊土條在原有荷載和 P1作用下的不平衡下滑力 P2，作為第 2塊土條與第 3塊土條之間的推力。1139。 ? ?2( 1 )()fsabx tgFE E Q p t x tg ???? ? ??? ? ? ? ? ? ?（ ） () ffSc p t u tg tgF?? ? ?????? ? ? ? ?????（ ） 167。 (2)假定整個(gè)滑裂面上的穩(wěn)定安全系數(shù)是一樣的 ,可用式 ()表達(dá)。 土條間作用力的合力作用點(diǎn)連線(xiàn)稱(chēng)為推力線(xiàn) 。1si n[ c o s ]iiiistgF??????iQ167。 167。 用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算邊坡穩(wěn)定時(shí) ，我們先在坡頂上方根據(jù)邊坡特點(diǎn)或工程經(jīng)驗(yàn)，先設(shè)定一個(gè)各種可能產(chǎn)生的圓弧滑裂面的圓心范圍，畫(huà)成正交網(wǎng)格，網(wǎng)格長(zhǎng)可根據(jù)精度要求而定，網(wǎng)格交點(diǎn)即為可能的圓弧滑裂面的圓心，如圖 。 2 39。39。 當(dāng)土坡內(nèi)部有地下水滲流作用時(shí)，滑動(dòng)土體中存在滲透壓力。 167。 瑞典圓弧法 又簡(jiǎn)稱(chēng)為瑞典法或費(fèi)倫紐斯法，它是極限平衡方法中最早而又最簡(jiǎn)單的方法， 其基本假定如下 ： (1)假定土坡穩(wěn)定屬 平面應(yīng)變問(wèn)題，即可取其一縱剖面為代表進(jìn)行分析計(jì)算。從 工程實(shí)用角度看 ，就是 找尋安全系數(shù)解集中最小的安全系數(shù) ，這相當(dāng)于這個(gè)解集的一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。 假定條間力合力的作用點(diǎn)位置，而有 簡(jiǎn)布 ()提出的普遍條分法。解決的途徑有兩個(gè)：一個(gè)是 利用變形協(xié)調(diào)條件 ，引進(jìn)土體的應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系，另一個(gè)是作出 各種簡(jiǎn)化假定以減少未知量或增加方程數(shù) 。另外，滑體的安全系數(shù) Fs， l個(gè)。 條分法的基本假定如下： 把滑動(dòng)土體豎向分為 n個(gè)土條，在其中任取 1條記為 i，如圖，在該土條上作用的已知力有：土條本身重力 Wi，水平作用力 Qi(如地震產(chǎn)生的水平慣性力等 )，作用于土條兩側(cè)的孔隙水壓力 Ui及 Ui+1，作用于土條底部的孔隙水壓力 Udi。 該滑動(dòng)面是人為確定的 ， 其形狀可以是平面、圓弧面、對(duì)數(shù)螺旋面或其他不規(guī)則曲面 。 條分法 實(shí)際上是一種剛體極限平衡分析法。 3）在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算之前，應(yīng)根據(jù)邊坡水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)特征以及已經(jīng)出現(xiàn)的變形破壞跡象，對(duì)邊坡的 可能破壞形式 和 邊坡穩(wěn)定性狀態(tài) 做出 定性判斷 ，確定邊坡 破壞的邊界范圍 、 邊坡破壞的地質(zhì)模型 ，對(duì) 邊坡破壞趨勢(shì)作出判斷 。確定巖質(zhì)邊坡的巖體類(lèi)型時(shí)，由堅(jiān)硬程度不同的巖石互層組成且每層厚度小于 5m的巖質(zhì)邊坡宜視為由相對(duì)軟弱巖石組成的邊坡。 穩(wěn)定性系數(shù) =可供利用的抗滑力 /滑動(dòng)力 式中：f?—— 沿整個(gè)滑裂面上的平均抗剪強(qiáng)度； τ —— 沿整個(gè)滑裂面上的平均剪應(yīng)力； SF—— 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。 一般來(lái)說(shuō)， 不同的邊坡類(lèi)型 ， 不同的分析目的以及可獲得的基本資料情況，應(yīng)采用與之相適應(yīng)的計(jì)算理論和穩(wěn)定分析方法 。第 2章 邊坡處治基本理論及穩(wěn)定性分析 167。近幾年，基于不同的力學(xué)模型而建立起來(lái)的各種 數(shù)值分析 計(jì)算方法也越來(lái)越受到工程界的重視。 按照上述邊坡穩(wěn)定性概念 ， 顯然 ， SF 1 ， 土坡穩(wěn)定 ； SF 1 ， 土坡失穩(wěn) ； SF =1 ， 土坡處于臨界狀態(tài)。巖質(zhì)邊坡的破壞形式按下表劃分： 確定巖質(zhì)邊坡的巖體類(lèi)型應(yīng)考慮主要結(jié)構(gòu)面與坡向的關(guān)系、結(jié)構(gòu)面傾角大小和巖體完整程度等因素 。 2）對(duì)土質(zhì)較軟、地面荷載較大、高度較大的邊坡，其坡角地面抗隆起和抗?jié)B流等穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 。 分析方法很多，但可分為兩大類(lèi)，即以 極限平衡理論 為基礎(chǔ)的條分法 和以 彈塑性理論 為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法 。 假設(shè)滑動(dòng)面已知 ， 通過(guò)考慮滑動(dòng)面形成的隔離體的靜力平衡 ，確定沿滑面發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的破壞荷載，或者說(shuō)判斷滑動(dòng)面上的滑體的穩(wěn)定狀態(tài)或穩(wěn)定程度。由于滑動(dòng)面是人為假定的，我們只有通過(guò) 系統(tǒng)地 求出一系列滑面 發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的破壞荷載 ，其中最小的破壞荷載要求的極限荷載與之相應(yīng)的滑動(dòng)面就是可能存在的 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面 。要使整個(gè)土體達(dá)到力的平衡，其未知力還有：每一土條底部的有效法向反力，共 n個(gè)；兩相鄰?fù)翖l分界面上的法向條間力 Ei，共 n1個(gè)，切向條間力 Xi，共 n1個(gè)；兩相鄰?fù)翖l間力 Xi及 Ei合力作用點(diǎn)位置 Zi，共 n1個(gè)；每一土條底部切力 Ti及法向力 Ni的合力作用點(diǎn)位置 ai，共 n個(gè)。要使問(wèn)題有唯一解就必須建立新的條件方程。 假定 Xi與 Ei的交角或條間力合力的方向，而有 斯賓塞()法 (條塊間力的合力的方向相互平行 )， 摩根斯坦－普賴(lài)斯法 (Menstem— ， )(兩相鄰條塊法向條間力和切向條間力之間存在一個(gè)對(duì)水平方向坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系 )、 沙爾瑪法 (.)(沿條塊側(cè)面達(dá)到極限平衡 )以及 不平衡推力傳遞法 。我們進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析的目的，就是要找出所有 既滿(mǎn)足靜力平衡條件，同時(shí)又滿(mǎn)足合理性要求的安全系數(shù)解集 。 167。 (4)采用條分法進(jìn)行計(jì)算。 167。 39。c os secsi ni i i i i i i isi i i ic h u b t gF hb? ? ? ?????????? ? ?i i i iW h b??取 單 寬 ， 即 有 ， 則39。因此， 需要對(duì)各種可能的滑裂面均進(jìn)行計(jì)算 ，從中 找出安全系數(shù)最小的滑裂面 ，即認(rèn)為是存在潛在滑動(dòng)最危險(xiǎn)的 (或最有可能的 )滑裂面。為了更精確的計(jì)算，可將該圓心為原點(diǎn)，再細(xì)分小區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，按前述方法再進(jìn)行計(jì)算，類(lèi)似可找出該小區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中最小的 Fs。()si ni i i i i i isii i ic b W u b tgF
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