文档介绍:滑坡稳定性计算几个问题
内容
一、滑坡稳定计算方法分类
二、稳定性计算的几个基本概念
三、稳定性计算方法的改进
四、稳定性计算参数的确定
五、孔隙水压力计算
滑坡稳定性计算的几个问题
类型
亚类
备注
确定性方法
极限平衡法
现行主要适应土体的条分法:如瑞典条分法,Bishop法,Janbu法,Spencer法,Morgenstern-Spencer法等;对岩土体均适应的条分法:如传递系数法,改进的传递系数法,Hoek楔体分析法,Sarma法,实用递推法,精确递推法等
弹塑性理论法
塑性极限平衡法:适于土质斜坡,假定土体为理想刚塑性体,按Mohr-Coulomb屈服准则确定稳定系数
数值分析法:适于岩土质斜坡,用弹塑(粘)有限元等数值法,计算斜坡应力分布状况,按Mohr-Coulomb破坏准则计算出破坏点和塑性区分布状况,据此确定稳定系数
非确定性方法
破坏概率法
通过引入稳定性计算参数的分布概率(如C、Φ概率分布等),计算滑坡稳定系数fos值的理论分布
可靠度分析法
稳定性计算时,通过引入各种荷载分项系数求得稳定系数fos值的可靠度
(一)滑坡稳定计算方法分类
非确定性方法是以极限平衡法为基础,通过引入稳定性计算参数的分布概率求得稳定系数的概率,从而判断滑坡的稳定性。与此同时,伴随近代土力学的发展,在确定边坡不同工作条件下的强度指标、孔隙水压力等方面也形成了一些行之有效的办法。这一完备的理论体系也随着非确定性分析的耦合而更加完善。近年来,三维力学模型的改善、可靠度理论的引入,使得边坡稳定性分析服务于工程的能力得到较大改善。
极限平衡分析法(包括现行的各种条分法)研究历史可追溯到上世纪20年代或更早。自上世纪三十年代Fellenius(1927,1936)提出土坝圆弧滑动稳定分析之后,经Bishop(1952),Morgenstern和Price(1965),Spencer(1966),Janbu(1973),Sarma(1979),Chen(1983)等的改进,迄今已经形成能够满足静力、静力和力矩平衡的几十种滑坡稳定性评价方法,其中包括适用于各种形状滑动面的通用条分法。
一直以来,在工程界进行滑坡稳定性评价及滑坡治理的滑坡推力求解时,基本上都是采用基于极限平衡原理的条分法的各种方法。
(二)极限平衡分析法
首先提出了瑞典圆弧法,Fellenius 。该方法最初在瑞典被采用,故此称为瑞典圆弧法(或瑞典条分法)。瑞典圆弧法的两个最重要的假定是:(1)滑动面为圆弧,稳定系数fos是围绕圆心的抗滑力矩与滑动力矩之比值;(2)计算时不考虑土条之间的相互作用力,每个土条底部的反作用力可以直接由该土条上的荷载算出。
式中: 为滑动面上可能提供的抗滑力矩;
滑动力矩。
1、《堤防工程设计规范》(GB50286-98)规定土堤抗滑稳定计算可采用瑞典圆弧滑动法(主要适用于在较为均质的土质边坡中进行最危险滑动面搜索并进行抗滑稳定计算,同时用于已知为圆弧型滑动面的滑坡的稳定性评价,适用该类滑坡的评价方法还有Bishop法、Spencer法等)。
2、《建筑地基基础设计规范》(PGB50007-2002)和《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定采用传递系数法。类似的评价方法有美国陆军师团法、罗厄法等,主要是针对已知滑动面的滑坡而言的,可用于滑动面形状各异的土质、岩土质滑坡。Janbu法、普通条分法、Morgenstern & Spencer法(Morgenstern & Spencer,1965)等同样适用该类滑坡。Sarma法(1979)建立在斜分条基础上,是专门针对通常受软弱结构面切割的岩质边坡产生滑坡而开发的。对于受结构面控制的规模不大岩质边坡具有独特的优越性。
方法
应用条件及特征
稳定图法(Janbu,1968;Duncan等,1987)
对大多数分析来说,精度足够,比详细的计算机分析速度快
瑞典条分法(Fellenius,1927,1936)
圆弧滑面,定转动中心,各块间作用合力平行滑面,满足力矩平衡,不满足水平、垂直力平衡
改进Bishop法(Bishop,1955)
圆弧滑面,拟合圆弧与转心,各块间作用力水平,条间切向力X为零,满足力矩平衡,满足垂直力平衡,不满足水平力平衡
Janbu普通条分法(Janbu,1968)
适用于任何形状滑动面,满足力矩平衡,满足垂直、水平力的平衡,允许侧向力方向变化,常遇到数值问题。简化计算条间切向力X=0,再对稳定系数作修正
Hoek楔体分析法(1974)
楔形滑面,各滑面均为平面,以各滑面总抗滑