摘要:在边坡和滑坡稳定性分析中,一般认为块边界水压模型等效于渗透率和浮力模型。分析表明,两者一般不等价。在此基础上,探讨了水利部门部分技术人员在边坡滑坡稳定性分析中水力计算的具体方法。
一般认为,在边坡和滑坡稳定性分析中,块体边界水压模型等价于块体渗透率和浮力模型。本文的分析表明,两者一般不等价。在此基础上,讨论了水利部门部分技术人员在边坡滑坡稳定性分析中水力计算的一些具体做法。
1、分析区块边界水压模型是否等同于区块渗透率和浮力模型
1.直接利用穿透力和浮重建立力平衡方程的方法,将条带间的水压作为滑动体的外载荷,使条带间的力成为有效的间力。 - 条带力,改变滑动体的中间条带。块体或滑动体整体的力(力矩)平衡方程或带间力的假设必然会改变稳定性计算结果。例如:瑞典法,直接使用穿透力和浮重建立杆件或单元的力平衡方程的方法,将杆间力的假设从0变为有效杆间力0,这会改变钢筋的底面。有效法向力。
Gi、θi 和 Ui 分别为杆的自重、底面倾角和底面水压)变为
,使边坡稳定系数发生变化。
2.当有外来水压时,直接利用渗透力和浮重建立块力平衡方程的做法履带吊后倾稳定性系数|边坡滑坡稳定性分析中的水力计算方法,也带来了外来水压作用点的变化。例如,对于无渗流但坡顶与静水位平齐的边坡,直接利用渗流力和浮重建立块或单元力平衡方程的方法是直接利用浮重建立块或单位力平衡方程。, 并将浮重在滑动面法线和切线方向上的分力的作用点视为块体的底面,改变了外水压力的作用点。对于瑞典方法,
3.这是一个例子。一个均质填土坡高10m,坡顶水平,坡比1:2,自重20kN/m3,内聚力10kPa,内摩擦角23°,坡外有水, 水面与坡顶齐平。一起。使用简化的 Bishop 方法计算边坡稳定性。当由杆的饱和重量和杆周围的水压计算时(外部水压的作用点被认为在杆的底部)(即使用《坡度规范》2013年的公式版),稳定性系数为2. 959;采用杆件浮力和渗透率法计算,稳定系数2.285,相差22.78%。
斜面与滑动面平行。单块平面滑动]。包括泰勒在内的一些中外学者用后一种特例来说明基于块体浮力和渗透率的稳定性计算等效于基于块体周围水压的稳定性计算。使用个别或少数例子得出一般规律是研究人员常犯的错误。作者曾经指出履带吊后倾稳定性系数,一个属于特定规律性质的陈述需要大量的例子来肯定(可以给出严格的理论证明时,应该给出严格的理论证明),一个例子就足够了否认属于特定法律性质的陈述。. 当只有一个例子时吊车出租,
2、水利部门部分技术人员对边坡、滑坡稳定性分析中一些具体水力计算方法的分析
水利部门边坡、滑坡的抗滑稳定性分析往往涉及坡外水体。除了区块边界水压模型的基本水力计算方法外,部分技术人员还采用了以下具体水力计算方法:
第一种方法是利用各单元的渗流力和浮重直接计算土坡稳定性,忽略单元间除水压外的其他力,然后计算各单元对弧形滑移中心的阻力表面。滑矩和滑矩。
第二种:将滑动面延伸至斜坡外的水体表面。
第三种:浮重用于坡外水体地表标高以下的滑体,标高以上滑体中的水压视为超孔隙水压力。
三种方法分析如下:
1.第一种方法。
如果单元是一个垂直条带除以一条从表面到滑动面的垂直线,这就是假设有效条带间力为零的弧形滑动面条带法。对于Swedish方法,利用各块的穿透力和浮重直接建立各块的整体力矩平衡方程和法向力平衡方程。这就是结果。边坡稳定性计算公式为本条带法的公式。
这种方法的缺点是:
(1)在单元界面之间只有水压的假设下,没有必要使用有限元法,因为:另一方面,当计算各单元渗透率的条件具备时,计算各块体底部和两侧水压的条件也可得到。
(2)更重要的是,这种假设是不合理的,与现实相去甚远。
2.第二种方法。
一方面,由于水的抗剪强度为 0,防滑稳定系数的定义不适用于坡外的水体履带吊后倾稳定性系数,而包含坡底防滑稳定系数的剪力方程条带不能成立,条带之间的剪切稳定系数大于滑动面的剪切稳定系数。稳定系数的合理要求也无法实现。另一方面,将滑动面延伸到坡外水体表面,意味着将坡外水体视为坡的一部分,颠覆了坡的概念[包括坡高等几何概念、坡率、坡形和地质体的概念](土体、岩体及其岩石具有结构的地方)]。根据这个方案,完全在水下的斜坡变得平坦。因此,这种方法是不合适的。
3.第三种方法。
这是一种采用入渗力和浮力算法和分段基本算法的方法(入渗力和浮力算法用于坡外水体地表标高以下的滑动体,基本算法使用对于标高以上的部分)。没有浮力和渗透力,但浮力是饱和重量和浮力之间的差值。因此,该方法当然对坡外水体地表标高以下的滑动体采用渗透和浮力的算法(仅,在该方法中,水位标高以下的滑动体中的渗流力)斜坡外的主体被视为0)。上一节已经指出,基于块体浮力和渗流力的稳定性计算与基于块体周围水压的稳定性计算一般是不同的。相等的。因此,这种做法也是不合适的。
3 结论
1.边坡、滑坡稳定性分析中的水力计算应采用块边界水压模型的基本计算方法。由于浮力和渗透率模型等效于单元的边界水压模型,当边界水压在工程中通过流网无条件确定时,渗透率的估计更方便吊车公司,总水压和渗透率各边界的总水压可以通过建立力与浮力的关系,利用渗透力和浮力来估计边界的总水压[4],为各边界总水压的估计带来了方便(根据水压率理论[5],这需要每个街区的周边区域。在水压率相同的情况下,当后缘裂隙内有水压或坡外有水压时,要求每个块体周围的水压率为1,即要求土体纯净非粘性土壤)。
2.2020年3月29日,《岩土网》《关于《施工边坡工程技术规范》(GB50330-2013)边坡稳定性分析)中水力计算若干问题的回答》给出了两个例子文章中关于边坡和滑坡稳定性分析中块边界水压模型与块渗透浮力模型普遍不等价的文章是不正确的,应以本文中的例子代替。
参考:
[1] 方玉树. 岩土工程研究缺乏科学精神和科学方法[J]. 工程调查, 2011, 39(10): 88–92.
【2】方玉树.边坡稳定性分析的切片法最小解研究[J]. 中国岩土工程学报, 2011, 39(10): 88–92.
[3] 中华人民共和国国家标准。建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[4] 方玉树. 《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)修订建议[M].重庆:重庆出版社,2020.
[5] 方玉树. 基于水压率的土壤孔隙水压力及相关问题探讨[J].岩土工程, 2007(5): 21–26.
方玉树先生的文献综述。