殷宗澤教授-土坡穩(wěn)定分析中的幾個問題slope.ppt

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1、土坡穩(wěn)定分析中的幾個問題殷宗澤（河海大學(xué)）1.關(guān)于孔隙水壓力瑞典條分法總應(yīng)力法用總應(yīng)力強度指標，容重為hibWN土重看成飽和重，再減去滑面上的水壓力；土重看成浮重，不減水壓力有效應(yīng)力法用有效應(yīng)力強度指標理應(yīng)可超靜孔隙水壓力，也可總水壓力，只要重量配套hibWN后者對。瑞典法，u必須是指超靜孔隙水壓力；不能看作總水壓力，用飽和重。這是瑞典法存在問題。簡化畢肖普公式飽和重，減水壓力浮重，不減水壓力畢肖普法：可以將孔壓理解為超靜水壓力，也可以理解為總水壓力，只要重力計算與之配套，都能得出正確的滑面有效法向應(yīng)力。有滲流時

2、瑞典法，孔壓理解為超靜孔隙水壓力下水位作為靜水位上水位作為靜水位瑞典法，以靜水位來定超靜水壓力存在兩個問題：①有上下兩個水位，解不唯一；②對穩(wěn)定滲流情況仍存在超靜水壓力，與用固結(jié)排水剪強度不一致?？倯?yīng)力法建議：有滲流情況，超靜水壓力理解為超穩(wěn)定水壓力“靜”，－－流動狀態(tài)下的靜。穩(wěn)定滲流的浸潤線與靜水面等同，固結(jié)完成，超靜水壓力為0?？倯?yīng)力＝有效應(yīng)力用固結(jié)排水剪強度指標。安全系數(shù)公式中，滑面法向應(yīng)力要用固結(jié)應(yīng)力，土條重為有效重2.滲流對土坡的穩(wěn)定的影響影響：（1）能引起滑動力（矩）（2）會影響抗滑力（矩）兩類分析方

3、法：（1）滲透力法－－取土骨架為脫離體，土重取浮容重（2）邊界水壓力法－－取土骨架和水的共同體為脫離體，土重取飽和容重，考慮滑動體邊界上的水壓力。滲透力法邊界水壓力法坡外水位以上水重引起力矩＝滲透力對圓心的力矩忽略滲透力對抗滑力影響替代容重法超穩(wěn)定水壓力的概念實際水壓力為，土條的有效重為超靜水壓力=0。在作用下已穩(wěn)定3.擬靜力法的存在問題瑞典法（1）水平地震力對抗滑力矩的影響Q是體積力，會影響滑面法向力它作用在土條形心不能向下移置于該土條的底面只能沿著水平線作用到滑面上安全系數(shù)偏大。簡化畢肖普畢肖普Ei+1Xi+

4、1EiXiWTN水平地震力Q會影響ΔX影響T和N不可令ΔX＝0ΔXΔEWTN（2）坡外動水壓力的影響水平地震力Q與土條重成正比，坡外水位以下用飽和重還是浮重？浮重？孔隙中的水是被土骨架帶著一起振動的，當然也受地震力。飽和重？水庫中有水與沒有水，地震反應(yīng)一個樣。仍然有待研究虎跳峽h＝265m坡外水位以下飽和容重坡外水位以下浮容重規(guī)范容許值擬靜力安全系數(shù)1.141.301.20（3）地基中的水平地震力的影響摩擦角較小時滑弧取得愈深，滑動力矩愈大，安全系數(shù)愈小容重11.0kN/m3，c＝10kPa，只要R>24.2m，

5、即滑弧深大于12.1m，弓形體就要滑出地面，而且畫的滑弧愈大，滑出的可能性愈大。9度地震（地震系數(shù)0.4）綜合影響系數(shù).025設(shè)設(shè)4.擬靜力法的改進NiTiORQjNjORTjaA.水平地震力對抗滑力矩影響WiWi土坡高5m，坡比1:1.5，容重11.0kN/m3，c＝20kPa，地震烈度為9度。方法地震慣性力抗滑力矩為安全系數(shù)豎向條分15.4kN7.79kN-m1.43水平條分16.16kN17.38kN-m1.37土坡高5m，坡比1:1容重11.0kN/m3c＝10kPa容重11.0kN/m3c＝10kPa，

6、方法地震慣性力抗滑力矩為安全系數(shù)豎向條分5.16kN-m1.072水平條分52.12kN-m0.893地震烈度為8度。提出以下可能的改進方法：（1）假定地基弓形體上的地震力不引起危險滑面的改變（2）假定地基弓形體上的地震力對土坡穩(wěn)定性無影響（3）假定地基土的綜合影響系數(shù)隨土的強度減小而減小B.弓形體上的地震力5.有限元法土坡穩(wěn)定分析有限元法用于土坡穩(wěn)定分析的優(yōu)點：①滑動面上的計算應(yīng)力比較真實可考慮應(yīng)力應(yīng)變的非線性和彈塑性。擬靜力條分法，存在不少問題，用有限元法計算滑面應(yīng)力能合理解決。②將穩(wěn)定和位移的發(fā)展聯(lián)系起來現(xiàn)

7、場測出位移的發(fā)展，可估計安全系數(shù)，這對施工中檢測和控制邊坡的穩(wěn)定性是十分重要的。③浸水時會發(fā)生變形對邊坡穩(wěn)定性影響膨脹土和黃土邊坡，滑面上下變形不均就會剪應(yīng)力?；嬗邢拊獞?yīng)力分析法有限元土坡穩(wěn)定分析方法有限元強度折減法圓弧滑面安全系數(shù)定義非圓弧滑面動態(tài)規(guī)劃法模式搜索法F=(c+tan)K?￠￠￠?sftDDLL現(xiàn)狀應(yīng)力水平法直接方法（1）應(yīng)力水平法1.0應(yīng)力水平法誤差較大現(xiàn)狀（2）滑面有限元應(yīng)力法現(xiàn)狀圓弧滑面B"n+1"AY"i""1"Riii+1kjSijk...ii+1...動態(tài)規(guī)劃法非圓弧滑面現(xiàn)狀直接算出滑

8、面上的應(yīng)力有限元圓弧滑動法圓弧滑面（殷宗澤，呂擎峰）F=(c+tan)K?￠￠￠?sftDDLL局部滑動帶細化給定圓心坐標(x0,y0)網(wǎng)格剖分有限元計算計算局部最小安全系數(shù)搜索全局最小安全系數(shù)計算過程Bishop法的最小安全系數(shù)為1.85最小安全系數(shù)為1.86土層的雙曲線模型參數(shù)?(kN/m3)?(o)C(kPa)RfKnGFD2228300.81500.400.350