边坡稳定的极限平衡法(陈祖煜)讲课稿.ppt

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1、边坡稳定的极限平衡法(陈祖煜)边坡稳定极限平衡法（垂直条分法)力平衡方程力矩平衡方程力和力矩平衡方程的解Chen&Morgenstern,1983采用Newton-Raphson法求解安全系数例题:紫坪铺水库库区堆积体滑坡M(F,)G(F,)F求解力和力矩平衡方程的单参数迭代法有关参考文献Chen,ZuyuandMorgenstern,N.R.1983Extensionstothegenerailisedmethodofslicesforstabilityanalysis.CanadianGeotechnicalJournal,Vol

2、.20,No.1,pp,.104-119.Morgenstern,N.R.andPrice,V.1965Theanalysisofthestabilityofgeneralslipsurface,Geotechnique,Vol.15,No.1，79-93.讨论I：坡外有水情况瑞典法Bishop’s简化法讨论:各种简化方法的局限性工程师团法Lowe&KarafiathMethod解答仅满足静力平衡条件的简化法传递系数法Stateoftheart:Limitequilibriumandfiniteelementanalysisofslopes

3、.Duncan,J.M.JournalofGeotechnicalEngineering.1996.Vol.122,No.7,July.577-596.对各种简化方法的讨论传统的瑞典法在平缓边坡高孔隙水压情况下进行有效应力法分析时是非常不准确的。该法的安全系数在“=0”分析中是完全精确的，对于园弧滑裂面的总应力法可得出基本正确的结果。此法的数值分析不存在问题。Bishop简化法在所有情况下都是精确的(除了遇到数值分析困难情况外)，其局限性表现在仅适用于园弧滑裂面以及有时会遇到数值分析问题，如果使用Bishop简化法计算获得的安全系数反而比

4、瑞典法小，那么可以认为Bishop法中存在数值分析问题。在这种情况下，瑞典法的结果比Bishop法好。基于这个原因，同时计算瑞典法和Bishop法，比较其结果，也许是一个好主意。仅使用静力平衡的方法的结果对所假定的条间力方向极为敏感，条间力假定不合适将导致安全系数严重偏离正确值。与其它考虑条间作用力方向的方法一样，这个方法也存在数值分析问题。满足全部平衡条件的方法(如Janbu法，Spencer法)在任何情况下都是精确的(除非遇到数值分析问题)。这些方法计算的成果相互误差不超过12%，相对于一般可认为是正确的答案的误差不会超过6%，所有这些

5、方法都有数值分析问题。实例I:金河土堤稳定分析不同处理方案获得的安全系数考察瑞典法误差的一个算例相应不同孔压系数和圆弧中心角的安全系数NOTE：Bishop法,Sweden法,(a)ru=0.0;(b)ru=0.2;(c)ru=0.4;(d)ru=0.6;(a)(b)(c)(d)泰安面板坝例FS=l.44,FB=1.10,Relativedifference=24%。葛孝椿，1999,怀洪新河某堤段滑坡前的稳定分析与滑坡后的验证,岩土工程学报，21卷,1期，115-118小浪底土石坝例仅满足静力平衡条件的简化法对传递系数法的讨论1.当滑

6、面较陡时土条侧向力倾角不合理2.滑裂面转折时土条侧向力倾角发生突变确定临界滑裂面的方法1Brokenlinemode,Fm=1.489;2Smoothcurvemode,Fo=1.364采用光滑滑裂面的好处确定临界滑裂面的最优化方法模式搜索法牛顿法随机搜索法算例单形法随机搜索法随机搜索区域边坡稳定分析程序STAB95STAB95是经水利水电规划设计院审查，并于1984年12月12日以(84)水规算字第3号文正式批准的水利水电系统土石坝设计专用程序。目前，STAB95已拥有96个合法用户，在水利、土木、矿山等领域获得广泛应用。程序可以提供以下

7、简化方法瑞典法(Felluniusmethod);Bishopssimplifiedmethod(1952);ThemethodproposedbyU.S.ArmyCorpsofEngineers(1967);Lowe-Karafiathmethod(1960);岩质边坡稳定分析确定失稳模式边坡稳定分析和相应程序岩质边坡中可能的失稳模式平面或圆弧滑动楔体滑动倾倒破坏平面或圆弧滑动的实例天荒坪漫湾楔体滑坡，锦屏倾倒破坏，李家峡结构面统计分析和岩质边坡失稳模式判断计算机程序YCWStatisticsofdipdirectionsandang

8、lesWedgefailureanalysis边坡楔体稳定分析计算机程序WEDGEWEDGE–楔体稳定分析极限平衡斜分条法Sarma’sMethod(1979)ANALYTIC