【導(dǎo)讀】Norman,OK73019,.approachusedmonly.factor-of-safety.somecases.

　　

【正文】 Evaluation of minimum factor of safety in slope stability analysis,39。 Can. Geotech. J., 20(1), 104}119 (1988). 12. W. F. Chen and X. L. Liu. 184。imit Analysis in Soil Mechanics, Elsevier, New York, 1990. 13. N. M. Newmark. amp。E!ects of earthquakes on dams and embankments39。, Geotechnique, 15, 139}160 (1965). 14. B. M. Das. Principles of Geotechnical Engineering, PWS Publishing Company, Boston, 1994. 15. A. W. Skempton and H. Q. Golder. amp。Practical examples of the /0 analysis of stability of clays39。, Proc. 2nd Int. Conf. SMFE, Rotterdam, Vol. 2, 1948, pp. 63}70. 16. L. Bjerrum, and T. C. Kenney. amp。E!ect of structure on the shear behavior of normally consolidated quick clays39。, Proc. Geotech. Conf., Oslo, Norway, vol. 2, 1967, pp. 19}27. 17. A. W. Skempton, amp。Longterm stability of clay slopes,39。 Geotechnique, 14, 77}102 (1964). 18. D. G. Liu, J. G. Fei, Y. J. Yu and G. Y. Li. FOR185。RAN Programming, National Defense Industry Press, Beijing, P. R. China, 1988. 19. W. H. 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ZAMAN 諾曼底的俄克拉荷馬大學(xué)土木環(huán)境工程學(xué)院 摘要 本文給出了解析法對(duì)邊坡的穩(wěn)定性分析 ,包括粘性和混凝土支撐。 地震 被認(rèn)為是用 和振動(dòng) 相似的方式產(chǎn)生的地震從屬效應(yīng)。這篇論文涉及到了兩種破壞面 :一個(gè)平面的破壞面 ,一個(gè)圓形的破壞面，這個(gè)合適的方法可以被視為切割方法的延伸，但是它提供了更加精確的計(jì)算力的方法，因?yàn)樗捎玫氖欠e分的方法。安全的方法是利用最小化的技術(shù) ,而不是一般的由一個(gè)反復(fù)的試驗(yàn)方法。 安全的因素所獲得的分析方法是符合最初 最低基本安全因素的方法 — 切割法。推薦的方法是基于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的直接的，最簡(jiǎn)單的去用并且最快的計(jì)算，和計(jì)算該斜坡的最小安全系數(shù)。 關(guān)鍵詞 :解析方法 。巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性 。有粘性和無(wú)粘性土 。動(dòng)力學(xué)因素 。平坦的破壞面 。圓形破壞面；估算最小值的方法；影響安全性的因素 介紹 最早的用在分析土應(yīng)力的方法被認(rèn)為是庫(kù)倫在 1773 年提出來(lái)的。他的解決擋土墻土應(yīng)力的方法用的是滑動(dòng)面，在 1820 年法國(guó)這個(gè)被延伸用來(lái)分析邊坡。直到 1840年，英國(guó)和法國(guó)的鐵路和隧道的鉆鑿和路堤經(jīng)驗(yàn)表明了許多泥土中的破壞面不是平的，而是沒(méi)有規(guī)律 的彎曲的。 1916 年，不規(guī)則的破壞面在碼頭結(jié)構(gòu)破壞中出現(xiàn)在瑞典。分析了這些破壞面之后，圓柱體截面被采用，并且滑移土體被分成了一定數(shù)量的條形體。這個(gè)解決程序有時(shí)候也被稱(chēng)為“瑞典條分法”。到十九世紀(jì)五十年代中期，人們的注意力轉(zhuǎn)移到了用圓形和非圓形滑動(dòng)面的分析上了。近些年來(lái)，隨著電腦的硬件和軟件史無(wú)前例的發(fā)展，數(shù)值分析法已經(jīng)被用在了邊坡穩(wěn)定性分析上。最好的方法是 Nguyen,and Chen and Shao 用的，當(dāng)有限元分析有模擬真實(shí)的土質(zhì)情況的時(shí)候，他們一直需要巨大的人力和物理，這些可能是沒(méi)有結(jié)果的。 這個(gè)方法的滑動(dòng)到數(shù)片仍然在被使用 ,它形成了許多現(xiàn)代分析基礎(chǔ) ,然而 ,大多數(shù)的這些方法的使用條款所有切片使計(jì)算邊坡穩(wěn)定性分析中所涉及的重復(fù)性和艱苦的過(guò)程。 定位的滑動(dòng)面具有最低的安全系數(shù)的分析 ,是一個(gè)邊坡穩(wěn)定問(wèn)題重要的一部分。大量的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到自動(dòng)化許多這樣的過(guò)程。大多數(shù)的計(jì)算機(jī)程序在中心的位置 ,利用半徑的長(zhǎng)度使用系統(tǒng)的變化找到臨界圓。 除非有地質(zhì)控制去約防止動(dòng)面稱(chēng)為一個(gè)圓形狀 ,它可以被認(rèn)為是某一個(gè)合理的圓形邊坡。 承擔(dān)合理的滑動(dòng)面是 斯潘塞 (1969)發(fā)現(xiàn)考慮的 圓形滑移面和對(duì)數(shù)螺旋滑動(dòng)面是同樣臨界的使用目的。 Celestino 和鄧肯 (1981 年 )、斯潘塞 (1981 年 )的研究發(fā)現(xiàn) ,在分析滑動(dòng)面形狀可以發(fā)生任何變形的地方滑動(dòng)面被證明基本上都是圓形的。陳 (1970),貝克和 Garber(1977 年 )、陳、 Liu12 堅(jiān)持滑動(dòng)面實(shí)際上是一個(gè)切削螺旋型的。為解決邊坡穩(wěn)定性分析，陳和 Liu12 發(fā)表的解析在 ?? 坐標(biāo)系里是利用變分微積分 ,和 ?? 對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)破裂面的來(lái)分析的。地應(yīng)力是幾乎 按照地震系數(shù)定義的慣性力來(lái)估計(jì)的。雖然利用 ?? 坐標(biāo)系 來(lái)解決方案是一個(gè)綜合的測(cè)驗(yàn)和有用的方法 ,但是這種方法是十分復(fù)雜的。 同時(shí) ,采用數(shù)值方法最后也能解決問(wèn)題。陳和劉列出了對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)需要考慮的很多 ,出于物理因素的限制。 在此研究中圓形滑動(dòng)面是用于粘土質(zhì)斜坡分析框架內(nèi)的一個(gè) 。 分析方法。所提出的方法比陳和劉提出的方法更直接、更簡(jiǎn)單地震效應(yīng)也包含在相似的總體框架相對(duì)靜載的方法中。地震效應(yīng)可以在位移模擬的分析方法中被更好的模擬是公認(rèn)的。平緩的滑動(dòng)面用來(lái)分析砂性 的斜坡。一個(gè)安全系數(shù)的解析表達(dá)式發(fā)展并且被應(yīng)用了，這是不同于 Das 所提出的分析方法的。 穩(wěn)定性分析條件和土壤應(yīng)力 有兩種級(jí)別的土壤。在無(wú)粘性土和砂石中，剪切力是和應(yīng)力成正比的： 39。39。tanf? ? ?? （ 1） f? 是破壞時(shí)的剪切力， /? 是破壞時(shí)的正應(yīng)力， /? 是土壤的摩擦角。 在粉質(zhì)粘土和細(xì)粘土中，應(yīng)力取決于孔隙水壓力或者是水在剪切過(guò)程中占得體積。在沒(méi)有排水措施的前提下，剪切力 uc 很大程度上是和壓力無(wú)關(guān)的，也就是說(shuō) u? =，不管是密實(shí)的或者是有摩擦的，他們的系數(shù) 39。39。( , )c? 都是遵循上述規(guī)律的。 這種情況下，剪切強(qiáng)度如下式： 考慮到剪力強(qiáng)度在排水和不排水條件下的不同，所以排水情況在邊坡分析中是非常重要的。排水條件是依據(jù)應(yīng)力值確定的，用的是排水和不排水條件下的孔隙壓力測(cè)試來(lái)確定系數(shù) 39。39。( , )c? 的。對(duì)粘土采用三周壓縮試驗(yàn)的排水方法通常是不合適的，因?yàn)樗枰臏y(cè)試時(shí)間可太長(zhǎng)了。經(jīng)常采用直剪試驗(yàn)或 CU測(cè)試孔隙 水壓力是因?yàn)闇y(cè)試時(shí)間是相對(duì)較短的。 穩(wěn)定性分析包括解決涉及力和力矩平衡的問(wèn)題。公式（ 1）利用容重和水壓力界限可以來(lái)解決平衡問(wèn)題，或者通過(guò)公式（ 2）利用浮容重和滲流壓力。第一個(gè)方案是比較好的選擇，是因?yàn)樗又苯樱牟襟E只是存在概念上的不同。 二維破壞面 均勻的或者是不均勻的砂性邊坡的破裂面是二維的。在一些重要的二維滑坡的應(yīng)用是可以應(yīng)用的。這種方法可以用在可滲透性的土壤，比如砂性土和礫石，或者是有內(nèi)聚力的砂性土，這種土的剪切力是由摩擦力提供的。對(duì)于無(wú)粘性的砂性土，邊坡的二維破壞面可能發(fā)生在較大的二維間斷點(diǎn) 發(fā)育的地方，比如在自然或者是人工 的 山 體 土 壤 的 下 面 是 自 然 的 土 質(zhì) 中 。???圖 平面破壞 圖 1 顯示一典型的平面失敗的斜坡。把滑動(dòng)體 ABC 上的平衡力豎向分解，作用在滑動(dòng)體上的垂直力一定是平衡與滑動(dòng)體的自重 W的。振動(dòng)力是接近包括同一水平線(xiàn)上的重力加速度，它產(chǎn)生了一個(gè)水平方向的作用在滑動(dòng)體重心上的力 KW，并且不考慮豎直方向的慣性。對(duì)于作用力方向的一個(gè)單位層厚度，已知常力及其分量 N、 T可以按下式： (c os s in )N W k???? （ 3） (si n c os )T W k???? （ 4） 其中 為破壞面的傾斜角， W按照下式計(jì)算： 02( ta n ta n ) ( ta n )( c o t c o t )2LW x x d x H x d xH? ? ? ? ?? ??? ? ? ????? （ 5） 式中， ? 是土壤的容重， H 是邊坡的高， c ot , c ot ,L H l H? ? ??? ，是邊坡的傾斜。 滑動(dòng)面長(zhǎng) AB 為 /sinH ? ，摩擦阻力為 /sincH ? ， N 產(chǎn)生的摩擦力是( c os si n ) t a nWk? ? ?? ，總的抗滑力按下式給出： ( c os si n ) t a n / si nR W k c H? ? ? ?? ? ? （ 6） 邊坡的下滑力 T 是一定不會(huì)超過(guò)坡體本身的抗滑力 R 的。安全因素 sF 可以由 R和 T的比例來(lái)確定，也就是： 1 ta n 2ta nta n ( s in c o s ) s in ( )