一般条分法的加速度系数显式解

对于边坡稳定性分析中的加速度系数方案,根据条底法向力方程,对条底法向力进行假定,使得假定后的条底法向力具有2个待定参数。与传统的条间力假定相比,该假定理论根据更充分,物理意义更明确。通过假定后的条底法向力来化简可能滑动体的3个整体极限平衡(水平方向、垂直方向力的平衡和力矩平衡)方程,得到加速度系数Kc的线性代数方程,其根为严格满足可能滑动体整体平衡条件的一般条分法加速度系数Kc的显式解。参与计算的有关参数尽管偏多,但都是简单的代数求和。因此,在不损失计算精度的同时,大大简化了一般条分法在严格意义下计算加速度系数Kc的过程。以此为基础,建立了一种求解安全系数Fs的方法。算例分析表明,所给一般条分法的加速度系数显式解是正确的,所给方法是合理有效的。     

地下连续墙泥浆槽壁稳定性评价的水平条分法

考虑土体分层性质,假定开挖槽段附近各土层厚度分布均匀且土层分界面垂直于槽面,以经典二维楔形滑块体模型为研究对象,提出了地下连续墙泥浆护壁稳定性评价的水平条分法,建立了满足条块力平衡的3M 方程评价模型和同时满足力平衡和力矩平衡的4M 方程评价模型,提出了求解方法,并验证了3M 方程模型的有效性和条分法提出的必要性。将3M 评价模型应用于武汉市某超深基坑成槽开挖坍塌的槽段稳定性分析,总结了临界角度和安全系数随地下水位、地表超载、泥浆高差、及泥浆重度的变化规律。最后用定义的水平条间力与竖向条间力的比值讨论了不同参数取值下水平条间力的变化规律。     

基于力平衡求解安全系数的一般条分法

对于一般条块,建立了力平衡方程,导出了条间力递推方程,研究了基于力平衡求解安全系数的一般格式,从而建立了基于力平衡求解安全系数的一般条分法。而基于力平衡求解安全系数的垂直条分法只是它的1个特例。通过分析Sarma法的适用性,根据条块位移的相容关系给出了1个新的条间剪力方程,明确了条间剪力与滑动面几何形状之间的关系,以及条块界面上剪切强度的折减系数随条块和滑动面的几何形状的变化规律。基于新的条间剪力方程可建立条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数的非严格一般条分法。算例分析表明,所给新方法优于Sarma法。应用它能够得到更合理的安全系数值。即使条块形状是变化的,该法也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。     

条分法的统一公式及其分析

本文将非严格平衡条分法与严格平衡条分法中的各种方法都综合成统一公式。统一公式是两个代数方程，非严格条分法只需解一个方程，严格条分法解两个方程，不仅便于编程，而且计算简单、准确。通过分析比较，说明瑞典法、不平衡推力法都是极小值解，稳定安全系数最小；简化Bishop法稳定安全系数高出瑞典法6－7％，而严格条分法中的Spence法的稳定安全系数高出简化Bishop法的2－3％。     

条分法的统一公式及其分析

本文将非严格平衡条分法与严格平衡条分法中的各种方法都综合成统一公式。统一公式是两个代数方程 ,非严格条分法只需解一个方程 ,严格条分法解两个方程 ,不仅便于编程 ,而且计算简单、准确。通过分析比较 ,说明瑞典法、不平衡推力法都是极小值解 ,稳定安全系数最小 ;简化Bishop法稳定安全系数高出瑞典法 6～ 7% ,而严格条分法中的Spence法的稳定安全系数高出简化Bishop法的 2～ 3%。     

一种基于Morgenstern-Price法假定的三维边坡稳定性分析法

 通过侧向剪力系数和侧向剪力分布函数对条间力进行假定,提出所有条柱满足3个力的平衡、滑坡体满足3个力矩平衡的三维边坡极限平衡分析法,可看作是二维Morgenstern-Price法的三维扩展。利用滑体力的平衡条件和边界条件分别得到条柱各行和各列的安全系数,再利用滑体整体力矩平衡条件确定侧向剪力系数?1,?2,?3,?4。该法考虑了所有条间剪力对安全系数的影响,采用直接迭代法求解,提高计算效率。算例分析表明,对于对称边坡,侧向剪力系数?1,?3,?4对安全系数影响不大;对于非对称边坡,?4对安全系数影响也不大,且获得的安全系数均与已有文献结果接近。非对称复合滑动面算例还表明,简化方法给出的安全系数不一定偏于安全。     

任意滑裂面边坡稳定计算的简便法

摈弃传统法对条间力力的三要素进行单要素假定,对条间力进行全要素变换,用过土条滑弧底部中点曲率中心的径向与切向正交力等效地代替条间力,建立等效条间力系;从3个基本平衡方程入手,从一个新的角度建立了一套极限平衡公式,提出了条间力函数简捷表达式,得出了竖向条分法边坡稳定安全系数象瑞典法一样简单的简捷表达式。该法适用于任意滑裂面,稳定安全系数及条间力计算公式简便,其操作、计算与瑞典法一样简单,精度与各高精度法一致,不需试算,不存在不收敛而失效状况,便于excel中运算。算例与Lossap2009中各传统方法进行了对比。     

边坡稳定分析的一些进展

本文介绍近年在用极限平衡法与有限单元法,分析边坡稳定性方面的一些进展,在基于极限平衡的解析法上,我们导出了多阶斜坡的稳定安全系数与滑裂面角度的计算公式。这些岩质边坡的设计有很高的实用意义。导出了目前采用的各种条分法的统一计算公式。对于非严格条分法,用一个平衡方程并假设条间力的作用方向,即能求得安全系数;对严格条分法,用二个平衡方程,并假设条间力的作用方向或条间力的作用点 位置,就能求出安全系数。统一式是一简单的迭代式,因而计算简便,并有很高精度。提出了两种有限元法求边坡稳定安全系数的方法：一种基于极限平衡法,对土质边坡采用圆弧搜索法,对岩质边坡采用在滑移面上布置节理单元的方法。另一种采用有限元强度折减法,便于采用大型软件,是一种很有前途的求边坡稳定安全系数的新方法。     

边坡稳定分析的一些进展

本文介绍近年在用极限平衡法与有限单元法 ,分析边坡稳定性方面的一些进展 ,在基于极限平衡的解析法上 ,我们导出了多阶斜坡的稳定安全系数与滑裂面角度的计算公式。这对岩质边坡的设计有很高的实用意义。导出了目前采用的各种条分法的统一计算公式。对于非严格条分法 ,用一个平衡方程并假设条间力的作用方向 ,即能求得安全系数 ;对严格条分法 ,用二个平衡方程 ,并假设条间力的作用方向或条间力的作用点位置 ,就能求出安全系数。统一式是一简单的迭代式 ,因而计算简便 ,并有很高精度。提出了两种用有限元法求边坡稳定安全系数的方法 :一种基于极限平衡法 ,对土质边坡采用圆弧搜索法 ,对岩质边坡采用在滑移面上布置节理单元的方法。另一种采用有限元强度折减法 ,便于采用大型软件 ,是一种很有前途的求边坡稳定安全系数的新方法。     

用于边坡稳定分析的改进通用条分法

在极限平衡理论的基础上,考虑外部因素(水、拉裂缝、外荷载)与加固措施(锚杆、锚索、土工织物、土钉)对边坡的作用,推导出能模拟各种极限平衡方法的改进通用条分法(IGLE)理论体系,并编写了相应的计算程序-Rslope。运用改进通用条分法(IGLE)模拟了不平衡推力法,并对不平衡推力法(强度储备法)与不平衡推力法(超载法)的安全系数与剩余下滑力进行了精度分析,给出了使用建议。针对工程人员容易混淆剩余下滑力与条间力的情况,对条间法向力与剩余下滑力的水平分力进行对比分析,结果表面二者没有必然联系或者规律。运用Rslope程序与商品化软件slide、SLOPE/W进行了算例分析,对比了自动搜索圆弧滑面、折线型滑面、加固后的边坡安全系数,结果具有很好的一致性。     

土坡稳定分析普遍极限平衡法数值解的理论及方法研究

现有的普遍极限平衡法沿用Morgenstem—Price法的条间力假设作为补充原则。然后分别求得整体力矩平衡和力平衡的安全系数分布图形，两者的交点即为边坡的安全系数。为改变这种求解方法。从更普遍和广义的角度着手，将条间力关系与安全系数的定义紧密结合，使条间力关系与安全系数融为一体，以此建立更为严格的普遍极限平衡法（GLE法）的理论及方法。同时，针对该理论及方法，构筑适用于任意滑裂面的数学模型和有效的数值模拟过程，从而给出普遍极限平衡法（GLE法）数值解的更为严格的数值方法。若干实例的分析证实所建立的理论及数值方法的正确性和可行性。     

边坡稳定性分析若干问题思考——对“关于边坡稳定性分析中几个问题的讨论”的讨论

对传递系数法两种稳定系数的意义、坡度对瑞典法稳定系数误差的影响、Bishop等人对边坡稳定性分析极限平衡法影响深远的贡献等问题进行了分析。对传递系数法条间力假定在滑面为平面时是否合理、力矩平衡满足与否是否是稳定性计算精度的决定因素、瑞典法各土条底部法向力是否均最小等问题作出了解答。     

不平衡推力法与Sarma法的讨论

不平衡推力法是我国独创的边坡稳定性分析方法,在滑坡的分析治理中得到了广泛应用,然而对其精度的分析却廖廖无几。目前在与其他方法的对比分析中,发现在某些情况下其误差非常大,如果不加限制地使用该方法,可能会给工程带来巨大的隐患。针对该方法存在的问题,通过理论分析和算例比较,认为折线形滑面的计算精度与滑面控制点处滑面倾角的变化密切相关,通过控制该变化角度可以控制其精度,工程中建议将滑面控制点处的倾角变化小于10°作为该方法的使用条件,超过该限制应对滑面进行处理使它满足使用条件或采用其他的分析方法。针对Sarma法所给条间剪力方程存在的问题,给出了一个新的条间剪力方程。新的条间剪力方程不但符合边坡稳定性问题的合理性要求,且能正确表示任意条块的条间剪力。基于新的条间剪力方程对Sarma法进行了改进。改进后的Sarma法认为条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数。算例分析表明,改进后的Sarma法优于Sarma法,应用它能够得到更合理的安全系数值,即使条块形状是变化的,也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。     

简化Bishop法严格性的论证

尽管简化Bishop法忽略了条间剪力,且不严格满足平衡条件,但其计算圆弧滑面的安全系数与其他严格条分法安全系数十分接近,这是边坡理论中长期未解之谜。研究结果表明,尽管简化Bishop法公式中没有出现条间剪力,但不意味着条间剪力实际为0,而是其某种组合式为0。因而可找出一组条间剪力分布,既使滑体整体满足所有平衡条件,又使这种条间剪力组合式为0。因此,简化Bishop法实质上已自行满足严格平衡条件,因而它也可称为“严格条分法”。     

传递最大推力的不平衡推力法

不平衡推力法因其计算模型简便,计算过程可以显式完成,并且可以计算边坡整体的滑坡推力,在边坡分析与设计领域应用较广.条分法力学模型是一静不定模型,经各种简化而产生现有的各种条分方法,其中包括不平衡推力法.而作为静不定模型,条分法理论上有无数个满足平衡条件的解.而从这无数解中,应有更加合理和更有代表性的解存在,如具有较小安...     

基于余力矩的边坡临界滑动场方法及应用

基于常规极限平衡条分法的瑞典法、Bishop法以及不平衡推力传递法的条间力假定,将圆弧滑动面整体的滑动力矩与抗滑力矩之差定义为余力矩,在给定的安全系数下,利用简单有效的和声搜索算法寻求余力矩最大的滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,变化安全系数直至找到的危险滑动面的余力矩为零,该危险滑动面即为边坡的临界滑动面;鉴于取矩中心对计算结果的影响,对于非圆弧滑动面,采用滑面滑出端的余力替代余力矩作为控制指标,采用与圆弧滑动面下类似的寻找步骤即可得到非圆弧滑动面下的临界滑动面.通过两个典型土坡的算例分析证明了本文方法的可行性.     

一种边坡稳定分析的新方法

结合有限单元法和极限平衡法,提出了一种边坡稳定计算的新方法,介绍了该方法的基本理论和公式推导。与边坡稳定经典计算方法的不同在于,不需要对条间力等条件进行人为简化和假定,且严格满足所有的平衡条件。数值算例分析表明了该方法的正确性和有效性,适用范围广,且计算公式相对简单,易于编程,收敛速度快。     

边坡稳定性分析极限平衡法的简化条件

边坡稳定性分析极限平衡法在求解安全系数时，需要对条块间内力引入假定条件或某些平衡条件在求解时得不到满足。分析这些不同的假设条件对于计算结果的影响，建立一个满足极限平衡原理和合理性条件的数值优化模型。引入载荷系数，利用载荷系数与安全系数之间的单调关系，将模型的求解转化为求解一系列线性规划问题，算法中不存在数值收敛问题，且可以求出安全系数的全局最优解。通过对模型各个约束条件的变化来模拟引入的假定条件，以此探讨各种假定条件或静力平衡条件的缺失对计算结果影响及某些常用方法引入的假定条件可能带来的误差。     

极限平衡法计算土压力系数的新途径

对传统的极限平衡条分法进行改进,提出计算无超载情况下无粘性土的土压力系数的一种新途径.针对这种问题的特殊性,将土体划分成三角形条块体系;引入斜条块间推力倾角函数;根据最优性原理,迅速准确地确定最危险的滑裂面;从而得到最大的主动土压力系数或最小的被动土压力系数,并且保证破坏土体的力与力矩的平衡.本文方法避免了严格塑性力学解法的繁琐,同时很大程度上克服了其它近似方法的不精确性等缺点,可用于一般工程设计.