边坡稳定的极限平衡方法

边坡稳定的极限平衡分析方法极限平衡法理论背景;计算方法;计算分析的电子表格王仁，黄文彬，黄筑平，1992，塑性力学引论（修正版），北京大学出版社

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边坡稳定分析的下限解(近似)

垂直条分法

土质边坡稳定分析

满足力和力矩平衡的严格方法简化方法

圆弧滑裂面

-瑞典法,Bishop法

任意形状滑裂面

-工程师团法，

Lowe-Karafiath边坡稳定极极限平衡法法（垂直条条分法)力平衡方程程力矩平衡方方程力和力矩平平衡方程的的解Chen&Morgenstern,1983合理性条件件Spencer法基本假定力平衡力矩平衡有关参考文文献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简化法讨论:各种简化方方法的局限限性工程师团法法Lowe&KarafiathMethod解答仅满足静力力平衡条件件的简化法法传递系数法法Stateoftheart:Limitequilibriumandfiniteelementanalysisofslopes.Duncan,J.M.JournalofGeotechnicalEngineering.1996.Vol.122,No.7,July.577-596.对各种简化化方法的讨讨论传统的瑞典典法在平缓缓边坡高孔孔隙水压情情况下进行行有效应力力法分析时时是非常不不准确的。。该法的安全全系数在“=0”分析中是完完全精确的的，对于园园弧滑裂面面的总应力力法可得出出基本正确确的结果。。此法的数数值分析不不存在问题题。Bishop简化法在所所有情况下下都是精确确的(除了遇到数数值分析困困难情况外外)，其局限性性表现在仅仅适用于园园弧滑裂面面以及有时时会遇到数数值分析问问题，如果果使用Bishop简化法计算算获得的安安全系数反反而比瑞典典法小，那那么可以认认为Bishop法中存在数数值分析问问题。在这这种情况下下，瑞典法法的结果比比Bishop法好。基于于这个原因因，同时计计算瑞典法法和Bishop法，比较其其结果，也也许是一个个好主意。。仅使用静力力平衡的方方法的结果果对所假定定的条间力力方向极为为敏感，条条间力假定定不合适将将导致安全全系数严重重偏离正确确值。与其它考虑虑条间作用用力方向的的方法一样样，这个方方法也存在在数值分析析问题。满足全部平平衡条件的的方法(如Janbu法，Spencer法)在任何情况况下都是精精确的(除非遇到数数值分析问问题)。这些方法法计算的成成果相互误误差不超过过12%，相对于一一般可认为为是正确的的答案的误误差不会超超过6%，所有这些些方法都有有数值分析析问题。实例I:金河土堤稳稳定分析不同处理方方案获得的的安全系数数考察瑞典法法误差的一一个算例相应不同孔孔压系数和和圆弧中心心角的安全全系数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)泰安面板坝坝例FS=l.44,FB=1.10,Relativedifference=24%。葛孝椿，1999,怀洪新河某某堤段滑坡坡前的稳定定分析与滑滑坡后的验验证,岩土工程学学报，21卷,1期，115-118小浪底土石石坝例传递系数法法隐式显式仅满足静力力平衡条件件的简化法法对传递系数数法的讨论论1.当滑面较陡陡时土条侧侧向力倾角角不合理2.滑裂面转折折时土条侧侧向力倾角角发生突变变考察瑞典法法误差的一一个算例不同方法计计算小浪底底左岸出口口边坡边坡稳定分分析的电子子表格边坡稳定通通用条分法法在确定土土压力中的的应用Peck,R.Fiftyyears’oflateralearthpressure.DesignandPerformanceofEarthRetainingStructures,我们现在已已经知道，，土压力的的分布是和和变形特征征相关联的的。我们高高度赞赏Terzaghi在这一问题题上作出的的杰出贡献献。这一极极有意义的的发现是他他在Robert大学所作的的香烟盒试试验和麻省省理工学院院所作的大大型模型试试验中得到到的。他通通过这些试试验说明，，土压力的的合力的作作用点可以以在上三分分点和下三三分点之间间的任何一一个位置。。ASCEGeotechnicalSpecialPublication,No.25.1990Terzaghi,K.andPeck,R.B.1967.Soilmechanicsinengineeringpractice.JohnWileyandSons.NewYork.ActiveEarthPressure

withdifferenttypeofsupportH(m)Ca太沙基－派派克建议Ka=0.65Nm土1土质边坡稳稳定分析法法垂直条分法法计算机程序序STABThelandslideoftheManwanHydropowerProjectJanuary8,1989BeforefailureAfterfailure平面或圆弧弧滑动的实实例天荒坪漫湾SolutionstoaStructural

MechanicsProblemAstaticallyadmissiblestressfieldSolutionstoaStructural

MechanicsProblemAkinematicallycompatibledeformationfieldConstitutiveLaw塑性力学上上限定理刚塑性假定定弹性变形相相对塑性变变形可以忽忽略，可将将塑性变形形视为边坡坡的全部变变形。基本假定（（二）摩尔－库仑仑相关联流流动法则基本假定（（二）边坡稳定分分析的上限限解斜条分法极限平衡斜斜分条法Sarma’sMethod

(1979)ANALYTICALAPPROACHESThemethodofinclinedslices(a)Afourslicefailuremode,initialestimate,Fo=1.047;(b)Resultsoftheoptimizationsearch,Fm=1.013;(c)Resultoftheoptimizationsearchusing16slices,Fm=1.006.c＝98kPa，=30,γ＝0.0q=111.4kPa，ThePrandlt’sbearingcapacitysolutionbythemethodofinclinedslices(a)Initialestimate，=0.117;(b)Criticalfailuremode，=0.007c＝30kPa，=0,γ＝0.0q=154.25kPa，ThelandslideoftheManwanHydropowerProjectJanuary8,1989BeforefailureAfterfailure平面或圆弧滑动动的实例天荒坪漫湾这坡稳定分析的的安全系数可以以从下限和上限限两个方向逼近近:Flower<Freal<FupperSummary传统的垂直条分分方法,诸如如MorgensternandPrice法法(1965),提供一个个下限解.SummaryThemethodsofverticalsliceshasbeensuccessfullyextendedtotheareaofearthpressureanalysisthat