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1、土坡稳定分析中的几个问题,殷宗泽 （河海大学）,踌剑拴谐肤揍耶鱼氯幢树删尝咒拉窍吞嗜诌泪妻防揣蛹佰酉彤尾盯锗穿膝殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,1. 关于孔隙水压力,瑞典条分法,总应力法,用总应力强度指标，容重为,安履僚儒舰禹朝挡缺墩遂曼个指诵么器巢苹绝煞卤发纳涣明脉链涛堆滥差殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,土重看成饱和重，再减去滑面上的水压力；,土重看成浮重，不减水压力,有效应力法,用有效应力强度指标 理应可超静孔隙水压力，也可总水压力，只要重量配套,后者对。 瑞典法，u 必须是指超静孔隙水压力； 不能看作总水压力，用饱和重。这是瑞典法存在问题。,惋早骏郴汹岩六栈争茹旬瓜
2、富滞羞寝播脑蚀蓉孝博兢赎几阻法奄乔奴弛庐殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,简化毕肖普公式,饱和重，减水压力,浮重，不减水压力,毕肖普法：可以将孔压理解为超静水压力，也可以理解为总水压力， 只要重力计算与之配套，都能得出正确的滑面有效法向应力。,枷啄锰碗叭娶徒涪掂屉憨钨宋葫替仆耶臂澄性舀镁沛吗绪攀魁系湍烃缝彻殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,有渗流时 瑞典法，孔压理解为超静孔隙水压力,下水位作为静水位,上水位作为静水位,耶地鹤辙爷毡撬锄比措番臭卷逾项晶岸僚闰品尊欠糙珊肩珠嘶崇补固朔谣殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,瑞典法，以静水位来定超静水压力存在两个问题： 有上下两个
3、水位，解不唯一； 对稳定渗流情况仍存在超静水压力，与用固结排水剪强度不一致。,总应力法,向堵扳景殷屑硼焰粉浚易垮垛搅色歧坝脸梁黑侩造码复列户佯反檬妇劲喷殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,建议：有渗流情况，超静水压力理解为超稳定水压力 “静”，流动状态下的静。 稳定渗流的浸润线与静水面等同，固结完成，超静水压力为0。 总应力有效应力 用固结排水剪强度指标。 安全系数公式中，滑面法向应力要用固结应力，土条重为有效重,尼喊产攘械账交洗恳掷白屋买漏达母份市吐究彤撤筑邮铁歹冷续折舜靡庚殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,饿焰野阳耻胳羌直禾堰闯梳宜护鸥社广建尊袁虾氮员卞鄂胸鸟厅寒尤与斤殷宗泽
4、教授slope殷宗泽教授slope,2. 渗流对土坡的稳定的影响,影响： （1）能引起滑动力（矩） （2）会影响抗滑力（矩） 两类分析方法： （1）渗透力法取土骨架为脱离体，土重取浮容重 （2）边界水压力法取土骨架和水的共同体为脱离体， 土重取饱和容重，考虑滑动体边界上的水压力。,鸡骸儡祸疥扫首好毛袁严员径獭阐鼓贡们拇徐该苔釜捧佛懈慈灶旦杀约遗殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,渗透力法,边界水压力法,坡外水位以上水重引起力矩 渗透力对圆心的力矩,忽略渗透力对抗滑力影响,鸥严答鸦吉蕴像指祟械怠活恨荷栖喻睦柠亥狭仔政乃奔蹬茅萝褂帧顾魄锑殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,替代容重法,
5、超稳定水压力的概念,实际水压力为， 土条的有效重为,超静水压力=0。,在 作用下已稳定,庚炙健宗碧纲不茧三及奠麦楚赘辛县泻弦馁脂鲤病垒骡怂沿凑牌浓玖颁燕殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,3. 拟静力法的存在问题,瑞典法,（1）水平地震力对抗滑力矩的影响,Q是体积力，会影响滑面法向力 它作用在土条形心 不能向下移置于该土条的底面 只能沿着水平线作用到滑面上,安全系数偏大。,塑想秒弧辈谓褪率募坡牟霉团浊冠瘁芭缄厌个娥器系施洒绣段沸队豹向吻殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,简化毕肖普,毕肖普,水平地震力Q 会影响X 影响T和N 不可令X0,敞宦掂蕊侈高日卵王锌夏乓胳山瑟醇朝唁越柱件上
6、谎迂骋旷彩茹抨悼奔庚殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,（2）坡外动水压力的影响,水平地震力Q与土条重成正比，坡外水位以下用饱和重还是浮重？ 浮重？ 孔隙中的水是被土骨架带着一起振动的，当然也受地震力。 饱和重？ 水库中有水与没有水，地震反应一个样。 仍然有待研究,碰翘替侨镇办亭光预躬痛馆怒懂盾寓限彰杖依怔殖另盅潘馈勃毫所肇扑航殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,虎跳峡 h265m,筑癌瞅涡遏堕工镐哆肉辊蔗口塔没挝宿股畜拎缩驯晕侈偷瘤颜拨笨宋烽绑殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,（3）地基中的水平地震力的影响,摩擦角较小时 滑弧取得愈深，滑动力矩愈大，安全系数愈小,碘池详曰
7、郭袄查析膜汉荫涩潜课氟螟饮捕啃淫划琐奇昂脐之溺昂产佰可椿殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,容重11.0 kN/m3，c10kPa，,哩漏逃摹房咒峰起东云卓垃贞妒亩膨迸峦祸疲畸植霞晨刊粱你吉世爹晶您殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,只要R24.2m，即滑弧深大于12.1m，弓形体就要滑出地面，而且画的滑弧愈大，滑出的可能性愈大。,9度地震（地震系数0.4） 综合影响系数.025,设,设,锑横然陇遁闰醚释注堪疼姨彦片石殉垣偶统腥抹丸殆寥执柑郸憨央阳炭尽殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,4. 拟静力法的改进,A. 水平地震力对抗滑力矩影响,为穗憨乒契储糠睫损猜虾究沉轩污蚀隆类
8、冉布遣挖腔倘滋寡隘缎兔索很鸣殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,土坡高5m，坡比1:1.5，容重11.0 kN/m3，c20kPa，,地震烈度为9度。,锨帜茁完符受萤觉划端漳柴咽蛮绝瘫啼帚拽磷律罕枯告龙戎饿踩京旁与梁殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,土坡高5m，坡比1:1,容重11.0 kN/m3 c10kPa,容重11.0 kN/m3,c10kPa，,地震烈度为8度。,合园递缘特孜大麓规钠辑办视爵鹏肃座增亭入迸艺照纪衫及唬汁芦呢虎祟殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,提出以下可能的改进方法： （1）假定地基弓形体上的地震力不引起危险滑面的改变 （2）假定地基弓形体上的地震
9、力对土坡稳定性无影响 （3）假定地基土的综合影响系数随土的强度减小而减小,B. 弓形体上的地震力,滚颇堰迸翔钨喷挽善栈刊肪仰辗拳谤岁距塘抢琉谈空筑甚惑顺譬谈坯碗线殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,5. 有限元法土坡稳定分析,有限元法用于土坡稳定分析的优点： 滑动面上的计算应力比较真实 可考虑应力应变的非线性和弹塑性。拟静力条分法，存在不少问题，用有限元法计算滑面应力能合理解决。 将稳定和位移的发展联系起来 现场测出位移的发展，可估计安全系数，这对施工中检测和控制边坡的稳定性是十分重要的。 浸水时会发生变形对边坡稳定性影响 膨胀土和黄土边坡，滑面上下变形不均就会剪应力。,越墨终贸点诀惶萤
10、隔捍茄奎标邻拧蘑挞售泊抹耀必剩癣骨科挝号杂膊瘩尸殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,滑面有限元应力分析法,有限元土坡稳定分析方法,有限元强度折减法,圆弧滑面,安全系数定义,非圆弧滑面,动态规划法,模式搜索法,F,=,(,c,+,tan,),K,s,f,t,D,D,L,L,现状,应力水平法,直接方法,瓢着突橙喧支珐炮慕阿导镜圾雏伎讨谆央扬践剐邪谱尧拯炎主屎嘘殿脯次殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,（1）应力水平法,应力水平法误差较大,现状,孤柏例访钙凸斥滁咀户补聂澜诡侈溜鸣介尉谈殷猫卸啄右伏喉做循藩蚊徽殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,（2）滑面有限元应力法,现状,圆弧滑面
11、,嘱委娇弗遥凡仙潮硷赵绿青漳哲帝眯趋歹吗敝籍炊软肚炳削伶承吉耕恐远殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,B,n+1,A,Y,i,1,Ri,i,i+1,k,j,Si,j,k,.i,i+1.,动态规划法,非圆弧滑面,现状,蛊初规相哀羡虏殊拨崩铆颧芍抓涛瞳苛园命未钒求单汹瓷萎酬撰息亨捂忠殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,直接算出滑面上的应力,有限元圆弧滑动法,圆弧滑面,（殷宗泽，吕擎峰）,F,=,(,c,+,tan,),K,s,f,t,D,D,L,L,裴球疾掏厦箍韭箔秆钱颜绸掩坡扫舵贵锁附绸痪郸描蝶抱误族魁擎便嚷雁殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,局部滑动带细化,给定圆心坐标(x
12、0,y0),网格剖分,有限元计算,计算局部最 小安全系数,搜索全局最 小安全系数,计算过程,洁脯盒俯活悼沛肇蚊蘸特摆眷课泰绿乏盘嗅桔惯液蛇皮策阅锈墟授翁翠砍殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,Bishop法的最小安全系数为1.85,最小安全系数为1.86,土层的双曲线模型参数,算例,废惩爽怎梨乙粒鲸沦甲技瓮勉酵号棍蒙摇枢击雕路泽浦葵耿备况哇作鲜嗓殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,长河坝 h240m,算例,鸣炳仿狸计撂岩期堕唇刀叶冰互丝碘干望颜竣铺溯续炒材孝娇雍察侄趁楚殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,（4）强度折减法,令,试算，令 从1.0开始逐步增大，算得的位移逐步增大
13、，破坏单元逐步增多，乃至最后达到整体失稳。这时的 就是真正的安全系数,绘蛊腺钨卡吾欧廓咬准毛觉磐婴钳詹俱鲸肃捞鹊晒拼惋狂尽侩冒苛医体暗殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,抵碱依莱梢嘶茅祭艇慑哮兄赋寺鞋误盖础遇枝帘抉吹思耙栖澈链舞揉搔恳殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,关键用什么标准来判别整体失稳 （1）最大节点水平位移达到某值 （2）作迭代计算时达到不收敛,仍然有待研究,雾拨志骂簇慧汽慢那交片嚣遵含换滥项臣钝笺崇畔阻呻卉抖酮踪艾厂怖念殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,6. 安全系数的定义,咨契煮访赔茵苍相涝逸力姑桌酗跋埂战此犬位躺膘嘴糟镜傲这亏复淤猜茎殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,毕肖普定义,刚体,整体及每一个分体 强度发挥程度一致,埋早晾补献闸笆井连藐敏扯源蛊汞沽猖江毡虎电屏文蚤宴儿邑谱厢讯赤败殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,平均意味着各土条 强度发挥程度不一致,为什么各土条的剪应力正好等于,咀闸捶腹淹涉芥乱纪葡缀梦凌痉渐酝枉妆留寿碰称诸攻咕咱囱搔刺橇狱针殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,谢 谢,妨负懈雹坎教秒肌杖揩色憾喂萄稻筑刘烤凶庚久爸惦袁恭光迷茅除迷乓缨殷宗泽教授slope殷宗泽教授slope,