岩土边坡稳定性新方法与工程应用

岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用第一章绪论第二章边坡稳定性极限平衡法显式解答第三章边坡稳定性极限平衡法统一计算框架

第四章锚固边坡稳定性计算分析方法第五章Morgenstern-Price法的改进第六章严格Janbu法的改进第七章边坡临界滑动场的提出与数值模拟方法第八章基于严格条分法的边坡临界滑动场第九章边坡临界滑动场法的工程应用第十章应用临界滑动场法计算土压力第十一章应用临界滑动场法计算地基承载力第十二章总结边坡稳定性极限平衡法显式解答

传统方法：通过对条块间作用力方式进行假设，使滑体满足部分或全部平衡条件。除瑞典法外，安全系数是隐含于平衡方程或方程组，需迭代求解。如需严格满足平衡条件，安全系数求解过程非常复杂且可能出现不收敛。显式方法：通过对滑面正应力分布形状进行假设，使滑体满足全部平衡条件。安全系数为显式表达式，求解过程简单，不用划分条块，不存在不收敛问题。滑体受力情况及滑面正应力分布假设滑面正应力分布假设假设滑面两端正应力由简单的微分条块平衡条件确定，滑面中间两正应力值为两个待定参数，滑面正应力分布为3次样条函数。滑面两端正应力计算滑面应力分布极限平衡方程组平衡条件：水平力平衡、竖直力平衡、力矩平衡破坏准则：滑面应力分布含3个末知量（1,2andFs）的3个平衡方程：安全系数求解简化的平衡方程组：根据卡尔丹公式，上式根有4种组合情况：（1）1个实根，两个共轭复根；（2）3个重零根；（3）3个实根中，有两个相等；（4）3个不相等的实根。对实际边坡稳定性问题，不存在2个或3个不等的安全系数同时使边坡达到极限平衡状态，因此式P1-22只有1个实根，其余为无意义的复根，该实根为安全系数显解：安全系数3次代数方程：算例1：与理论解比较无粘性土边坡，坡顶受均布荷载作用，其极限荷载有理论解，Sokolovskii解。c=10kPaand=30理论极限荷载111.4kPa理论安全系数Fs=1.0实际计算安全系数Fs=1.032结论：尽管本法对应的滑面正应力分布与理论解有一定的差别，但计算的安全系数或坡面极限荷载与理论解非常接近，据此可认为，建议假设的滑面正应力分布形状在边坡工程应用中是可以接受的。算例2：与Spencer法比较结论：本例中，本文方法与Spencer法计算安全系数最大误差不超过5%；Spencer法不光滑的滑面正应力分布可用建议的光滑分布形式代替；内力分布的尚在合理范围内。边坡仙稳定根性极拜限平购衡法比统一赴计算程框架理论匪与工露程背扛景：现今误条分峡法有葡十几另种之谣多，念每种拆方法橡都曾屿得到虏不同讽程度背地应往用，叔已积塔累了辽大量坚的使辫用经需验。图许多摧国家协的规谦范规旱定，休对同鄙一边遗坡特贷别是域土石酸坝问垦题，业宜采搭用多爹种方标法同价时计倒算，替比较寇结果米，根验据经全验判自断其笔合理克性。盐然后瘦各种册方法闲是不跟同的职提出偶者根如据当松时的踢理解衬形成疾的计恨算格管式，薪后人株大都脾沿用狂原始严格式幅计算矛。而盛这些惧原始廉计算钳格式种，各星种算医法的族不统接一，淘也不摩便于杜人们丸理解样各自漆方法匙的优坝缺点幅。用杏上述就显示跪解格驶式将谊所有气条分施法统叶一起滋来，辜使计晓算原填理更廉为清辣晰、程计算皮过程雾更为灯便捷羽、一娘些常肿见的坝数值峡困难歪得到烛克服坏。统一抹格式脸要点：将卡现有诞12仓种条在分法依分成薯4种与平衡众条件另组合直，每枪种组丈合推翼导出军安全望系数杀显示窜表达第式（规基于咏滑面裕正应共力修乌正模裁式）居，1遥2种拌条分栗法对僵应滑餐面正喜应力众可用似通式丘表达童，通锅过自毁动迭孙代求瓦解与桨传统剑方法柿意义页一致殖的安含全系染数。平衡录方程亦：破坏歌准则墓：简化划平衡萍方程替：现有阳条分探法考弊虑4种驳平衡星条件永组合，即照：（1历）考忽虑所帝有平结衡条优件即惩：水促平、狮垂直泰力及沈力矩显平衡厕(得简称馒HV只M组膏合)摘。Sp核en醉ce量r法、Mo述rg鸦er涂ns掠te尝rn雹-P勺ri列ce法、Sa燃rm狡a2法、Sa专rm核a3法、Co扰rr醋ei涌a法。（2画）考押虑垂游直方报向力火的平板衡和牢对选造定的央求矩痒中心棋的力图矩平投衡（姓简称控VM纳组合争）。简化叫Bi械sh指op走法。（3收）考割虑水惧平、厅垂直枝力的蚕平衡悄（简腹称H味V组柿合）怀。简化降Ja用nb核u法、美国宪陆军追工程货师团迁法、Lo求we喊-K趋ar另af烦ia绵th法、Sa障rm静a1法。严格摊Ja声nb胡u法自动侍考虑扑了力流矩平柴衡，廉求解订过程瓜中只遵用了敏两个卸力的挤平衡惕，因注此归孕属H插V组池合。（4匪）仅满对选料定的性求矩哄中心今的力壤矩平石衡（壁简称崖M组狠合）历，此哗法为瑞典阴法。滑面挎正应炕力修扰正VM菊、H瓣V组惩合：M组瞒合：安全秀系数费求解安全滨系数亡表达营式：各种乓条分美法滑控面正良应力页初始余值通问式条分陕法条转间力阵假设矮通式微分偏条块列力平某衡条割件滑面伴正应撕力初歉始值爸通式考虑膝过破停坏准壶则严格Ja变nb雅u法辟等数她值导东数平娘滑处涌理x0位于俭区间料中部x0接近区间纹端部内力王计算战与检愈验条间恐水平法力：条间粗竖向排力：推力婶线位浓置：条间护局部民安全曾系数翻：严格滑条分眠法待突定参版数计算对于释不严蚁格条聪分法竟，可升将其健对应走的滑败面正台应力乌分布尸进行蜘一次矛修正殿，得逐到严沟格意乳义上交的安贼全系济数算例岔与比给较锚固全边坡杯稳定艳性计时算分眯析方梁法传统鼻方法：将吴锚固降力作择为边伤坡面乱外力疮直接屿计入洋所处调条块洒，再增用传盲统条澡分法携直接输计算革安全泻系数码。缺点辫是引盐起的薯滑面孔正应揪力分传布在缎个别民点有般突变禾，与累实际陪严重养不符仇，内营力也欺更加墙不合录理，调有时咬安全污系数窜计算陷出现夺不收煤敛。本方议法：利礼用无碧限楔碧的弹晨性应上力解馆答计旦算锚腊固力灶引起洒滑面墙正应胡力，扫再与鸭无锚炕固力渠作用世下滑情面正结应力梳叠加腊，经碰过调铁整修避正后丛使边腐坡满乡丰足极丽限平渔衡条啄件，挤直接怕得到给已知拳锚固讽力的些安全单系数样，或吗给定筝的安浩全系梢数所衬需的星锚固医力。锚固族力引眉起的励滑面肉正应消力分夕布径向反应力初：滑面久正应务力：孔隙识水压之力：破坏光准则珍：应力忍修正蔬：简化真式：极限宵平衡翼方程安全像系数效解答令根据航无锚鼠作用局下边剥坡稳某定计矿算结竭果确嗓定，展建议踏用Sp狂en协ce债r法所需兰锚固璃力解辛答令算例郑1算例靠2Mo显rg符en是st始er锣n-理Pr调ic凳e法胁的改棒进Mo滔rg急en登st柏er助n-垮Pr判ic技e法颈是国屠际公隶认的并性能唤最好器的能睡满足肾所有良平衡肉条件骨的严脾格条匆分法捧，是准国际练通用啦首选纱的计祸算任鞋意滑伏面安晃全系荷数的虹极限划平衡造法。Mo把rg装en坚st劝er义n-心Pr阵ic扑e法参基本婶点是绍，假侄设条余间正京切力画比X/E在滑益体内载分布未用一东函数f(x)峰表示纸（f(x)为梦条间与力函危数）脚，为比例略系数。应还用两伏个方鲁向的似力平脸衡条黄件及意力矩米平衡猾条件拔解出及安讨全系高数Fs。由于辽计算姥过程腰相当经繁琐考，在惧我国找始终巴未得讨到广屠泛应耕用，殿不能让与国哈际学格术界蓬接轨嫩。我廊国规汇范规捕定用狭剩余及推力刺法，骄实际套上是却Mo摊rg理en障st摄er庆n-碰Pr息ic介e法蛙的特反例，盼同时弯也严馆格J絮an本bu株法的熔特例旧。力平掏衡方贷程（考己虑两交个方坚向力旱平衡友条件鞋及M挥oh址r-浅Co揭ul萍om出b准滚则）条块体抗滑阅力（疾除条剧间力置的贡菠献）威：条块婆下滑凉力（并除条客间力返的贡株献）辅：条间萄力递并推方袖程：端部异条件隙：安全艺计算边公式款：力矩舰平衡股方程流：条间京力矩束定义阴：条间怎力矩怠递推钟方程傅：端部韵条件咸：计算滋公式稿：严格芝Ja炉nb乘u法酱的改死进严格Ja叛nb歪u法即Ja刮nb袄u的普舟遍条姨分法锡，是竟国际辱上第习一个访严格域条分董法。严格Ja丽nb弦u法的天基本垮要点礼是，把假定尚推力菊力位陡置，震根据兔力矩夕平衡宅条件遣推导添出条葡间正赵向与步切向待力的销微分恰关系舰式，茶再由构力的免平衡鸣条件胶导出匠安全财系数泼迭代弦计算弯公式剂。优点软：推劳力线产位置葵易于请假定爸；计裁算过有程相仓对简凉单，铅甚至肝可以贷手算显，在揭计算泛机未伐普及纹年代除，应丝式用相砖当广绞泛。缺点气：不捕易收棉敛，雾当条住块较旦多更泊不易忌收敛微，当进条块霞多于勒15胞-2间0，晓肯定葬不会侧收敛碍。近年鼠来应拦用受逗到限春制，GE仙OS冲LO足PE未纳删入严零格Ja柳nb腿u法，换仅管Fr乎ed浆lu爬nd和Kr包ah汽n的GL被E自称绝包括拨了严宇格Ja萝nb零u法。条块孝力矩笼平衡殿：条间典力微雪分关仰系：条间演力递春推关过系：安全研系数派迭代贝计算转过程副