建筑邊坡穩(wěn)定性分析(已改無錯字)
2022-10-09 21:07:37 本頁面
【正文】 i n (s i nc os)s i n (s i n21121122122121 ?????????????????????? GNNGNN ；? 邊坡的穩(wěn)定性系數(shù) ? 邊坡的抗滑力 B C DA B Ds SCSCtgNtgNF ?? ???? 212211 ??????s i n212211GSCSCtgNtgN B C DA B D ?? ????三、同向雙平面滑動 (折線滑動 ) ? 第一種情況為滑動體內(nèi)不存在結(jié)構(gòu)面，視 滑動體為剛體 ，采用 力平衡圖解法 計算穩(wěn)定性系數(shù) 。 ? 第二種情況為滑動體內(nèi)存在結(jié)構(gòu)面并將滑動體切割成若干塊體的情況，這時需 分塊計算 邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。 ? ABCD為可能滑動體，根據(jù)滑動面產(chǎn)狀分為 Ⅰ 、 Ⅱ 兩個塊體。 ? FⅠ 為塊體 Ⅱ 對塊體 Ⅰ 的作用力，F(xiàn)Ⅱ 為塊體 Ⅰ 對塊體 Ⅱ 的作用力，F(xiàn)Ⅰ 和 FⅡ 大小相等，方向相反，其作用方向的傾角為 θ。 ? 滑動面 AB以下巖體對塊體 Ⅰ 的反力 R1(摩阻力 ) 與 AB面法線的夾角為 φ1。 )c o ss i n)s i nc o s2||222222||2222 ???????????????（（FGLCtgFtgG ? 在滑動過程中，滑動體除沿滑動面滑動外，被結(jié)構(gòu)面分割開的塊體之間還要產(chǎn)生相互錯動。 ? 采用分塊極限平衡法和不平衡推力傳遞法進行穩(wěn)定性計算。 AB面 BC面 BD面 ?? 1111tgNABCS ???? 2222tgNBCCS ???? 33 Q t gBDCS ??塊體 Ⅰ ????????????????????)c o s ()()s i n ()()s i n (]c o s)c o s ([s i n1311312131111113112????????????tgtgtgtgBDCtgtgWABCBDCWQ???????????????0c o s)s i n ()c o s (0s i n)c o s ()s i n (1111111111??????????WSQNWSQS????????????????????)c o s ()()s i n ()()s i n (]c o s)c o s ([s i n2232322232222223222?????????????tgtgtgtgBDCtgtgWBCCBDCWQ塊體 Ⅱ 塊體 Ⅰ 塊體 Ⅱ 四、多平面滑動 ? 邊坡巖體的多平面滑動 ， 分為一般多平面滑動和 階梯狀滑動兩個亞類。 ? 階梯狀滑動，破壞面由多個實際滑動面和受拉面組成，呈階梯狀，其穩(wěn)定性的計算思路與單平面滑動相同，即將滑動體的自重 (僅考慮重力作用時 )分解為垂直滑動面的分量和平行滑動面的分量。 )s i n (s i ns i n)]s i n (2)c o s (2[39。39。39。???????????????????gHCtgtg tjjSLIDE軟件－邊坡的極限平衡分析系統(tǒng) SLIDE是一種功能強大的邊坡穩(wěn)定性分析軟件，主要針對土質(zhì)或巖石邊坡進行圓弧或非圓弧失效面的穩(wěn)定性計算。 SLIDE運用垂直剖面的極限平衡原理分析滑動面的穩(wěn)定性。它既能分析單一的滑動面，也能針對一給定邊坡確定出其危險滑動面的位置。可以用不同的方式模擬外載、地下水以及各種支護措施的作用。 主要特色特色包括： 圓弧或非圓弧滑動面的滑面搜尋法； Bishop、 Janbu、 Spencer、 GLE/MensternPrice以及其它分析方法； 包含各向異性、非線性莫爾 庫侖材料和其它多種材料模型； 地下水－皮茲面、 Ru因子、孔隙壓力網(wǎng)格和有限單元滲流分析； 邊坡穩(wěn)定性概率分析，給出邊坡失效的概率（或可靠指標）； 外載－線性、均布以及地震力的作用等； 支護－土釘、錨索（桿）、樁等的前后處理與分析； 可視化功能強大。 （ b）極限平衡分析 （ a） SLIDE V. （ c）滑動面搜索 （ d）加固效果分析 圖 1 SLIDE軟件及其分析結(jié)果 邊坡研究框圖 開挖后的重分布應力、大小 力學模型建立 （介質(zhì)模型、應力、力學參數(shù)、變形破壞機理、邊界條件 ….. ） 穩(wěn)定性分析計算 （剛體極限平衡理論、有限元 ….. ） 數(shù)學、力學分析法 邊坡巖體地質(zhì)特征（ 地層、巖性、結(jié)構(gòu)面特征及分布、地下水等 ） 地質(zhì)模型建立 （平、剖面圖） 工程地質(zhì)研究方法 巖塊、結(jié)構(gòu)面力學性質(zhì) （室內(nèi)試驗：求變形、強度參數(shù)） 應力條件 （建筑物作用力、天然應力、水壓力、地震力等） 巖體力學性質(zhì)，力學參數(shù)（現(xiàn)場試驗、模擬試驗） 試驗法 綜合評價 工程設計要求 安全系數(shù) 不穩(wěn)定、不合理 綜合評價法 穩(wěn)定、合理 其它判別指標 工程設計 修改方案或修改 ?角 施工 有限元強度折減系數(shù)法的基本原理 1t r i a lccF? ?1a r c t a n ( t a n )t r i a lF??? ?進行強度折減非線性有限元分析要有一個過硬的非線性有限元程序和收斂性能良好的本構(gòu)模型。因為收斂失敗可能表明邊坡已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，也可能僅僅是有限元模型中某些數(shù)值問題造成計算不收斂。 具有兩組平行節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡算例 如圖所示，兩組方向不同的節(jié)理，貫通率 100%，第一組軟弱結(jié)構(gòu)面傾角 30度，平均間距 10m，第二組軟弱結(jié)構(gòu)面傾角 75度，平均間距 10m，巖體以及結(jié)構(gòu)面計算物理力學參數(shù)見表 。按照 2維平面應變問題建立有限元模型。 材料 名稱 重度 彈性 模量 泊松比 內(nèi)聚力 內(nèi)摩 擦角 kN/m3 MPa MPa 度 巖體 25 10000 38 第一組節(jié)理 17 10 24 第二組節(jié)理 17 10 24 表 計算采用物理力學參數(shù) 表 計算 結(jié)果 計算方法 安全系數(shù) 有限元法（外接圓屈服準則） 有限元法（等面積圓屈服準則） 極限平衡方法
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