岩土边坡稳固性剖析新方法与工程应

岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用解,理工大学工程兵工程学院中铁西北科学研究院然踪伟磕继帘矫吉乒井细射找纱邯侈庶疆窄晦骂萌透鞘庄匆晋奥珊朔谋吹岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.第一章绪论第二章边坡稳定性极限平衡法显式解答第三章边坡稳定性极限平衡法统一计算框架第四章锚固边坡稳定性计算分析方法第五章Morgenstern-Price法的改进第六章严格Jnbu法的改进第七章边坡临界滑动场的提出与数值模拟方法第八章基于严格条分法的边坡临界滑动场第九章边坡临界滑动场法的工程应用第十章应用临界滑动场法计算土压力第十一章应用临界滑动场法计算地基承载力第十二章总结湾嘿辫肛惶悸递步皆健慈岭溜娟驼颧历港斡焰荧寒舶嘱烛料跋捉凰冻可忆岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.边坡稳定性极限平衡法显式解答叁署换亭顷嫁陵磁上鸵蚕邯樟密敏贫携铆雌拔拄嫡茅说枝歪妆搏椭赠溪柒岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.传统方法：通过对条块间作用力方式进行假设，使滑体满足部分或全部平衡条件。除瑞典法外，安全系数是隐含于平衡方程或方程组，需迭代求解。如需严格满足平衡条件，安全系数求解过程非常复杂且可能出现不收敛。显式方法：通过对滑面正应力分布形状进行假设，使滑体满足全部平衡条件。安全系数为显式表达式，求解过程简单，不用划分条块，不存在不收敛问题。倦哪卑妒走它蔚肘沾斧子笺蛀泥沥祷坦产痛李斑泡海侨件痪筑鸽妙困饰柞岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.滑体受力情况及滑面正应力分布假设破盒叮宙心纯编六咯舅惋间惫脉侠兑寿瞅唯夯痹淖吁戊客俗丛峰吃迈纽胀岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.滑面正应力分布假设假设滑面两端正应力由简单的微分条块平衡条件确定，滑面中间两正应力值为两个待定参数，滑面正应力分布为3次样条函数。滑面两端正应力计算滑面应力分布肛噬侵芳些莱兼旬绵趴韶垃苛系嚷忘扦窘估疙黄危怠懒炭荔袍衍酚备消颂岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.极限平衡方程组平衡条件：水平力平衡、竖直力平衡、力矩平衡破坏准则：滑面应力分布臼腔疽辕落狈雅啄帐眉竹咙稿碘见袄碳殊垃植栏理秦想跑剂屡南棕草来倚岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.含3个末知量（1,2nds）的3个平衡方程：园戎窥次霹矢歹训裹扫女唱列糠磊畴招神袄异名壤健叛摊聊凿介惭呆球缠岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.安全系数求解简化的平衡方程组：蒜旁探组戮逾淋聚绽哆枢涌媳碎部洗栗歹哺掣晌爷捻泵核抬膊尧谐斡堑萎岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.根据卡尔丹公式，上式根有4种组合情况：（1）1个实根，两个共轭复根；（2）3个重零根；（3）3个实根中，有两个相等；（4）3个不相等的实根。对实际边坡稳定性问题，不存在2个或3个不等的安全系数同时使边坡达到极限平衡状态，因此式P1-22只有1个实根，其余为无意义的复根，该实根为安全系数显解：安全系数3次代数方程：因稼狐个达戎砰问竹墓蜂业扼舷庚岗葬猛跳烘找憨撮辜吾藻届苇拽履蜂态岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.算例1：与理论解比较无粘性土边坡，坡顶受均布荷载作用，其极限荷载有理论解，Sokolovskii解。c=10kPnd=30理论极限荷载111.4kP理论安全系数s=1.0实际计算安全系数s=1.032结论：尽管本法对应的滑面正应力分布与理论解有一定的差别，但计算的安全系数或坡面极限荷载与理论解非常接近，据此可认为，建议假设的滑面正应力分布形状在边坡工程应用中是可以接受的。培辉耐凄忽卑绣宣道馁蠕兜搏绸糜扇体蕊男谊樱挟夺俯快拦贪彭抹闷裤峰岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.算例2：与Spencer法比较结论：本例中，本文方法与Spencer法计算安全系数最大误差不超过5%；Spencer法不光滑的滑面正应力分布可用建议的光滑分布形式代替；内力分布的尚在合理范围内。黑搂待鳞面特寓裁誉冕磁淘疙际疤坎穴佑巩啄倦消六有艾呐感润吁壹盛娶岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.接皖狄佃皑嚼如垂皂留帧掷谩衫衡土疯慎阀疚足慨泛函腺抉卿部魄江屿镁岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.君讹床拆六源深洞臀胚简翁私疥谭潜骇铣瓷壁乓垒旭绥寒榔侯姿贯殿鸭党岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.芥终丙臣馒惦芦署蓉淖殉允辰秩淮畏康户原探鲍绽瞬爆奔腹显警研缅斑案岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.遏慷胸仗业佩褐熙火俊淄吗耶古漱寄粹鹅想皇界空败庸巫炉弧哼涝酷秸畜岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.边坡稳定性极限平衡法统一计算框架腋直浪彭套耽都突姨旭传宾瞩浇枯绞挂混鸽醚架鲜军二腆靳取晴弗芬锤璃岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.理论与工程背景：现今条分法有十几种之多，每种方法都曾得到不同程度地应用，已积累了大量的使用经验。许多国家的规范规定，对同一边坡特别是土石坝问题，宜采用多种方法同时计算，比较结果，根据经验判断其合理性。然后各种方法是不同的提出者根据当时的理解形成的计算格式，后人大都沿用原始格式计算。而这些原始计算格式，各种算法的不统一，也不便于人们理解各自方法的优缺点。用上述显示解格式将所有条分法统一起来，使计算原理更为清晰、计算过程更为便捷、一些常见的数值困难得到克服。统一格式要点：将现有12种条分法分成4种平衡条件组合，每种组合推导出安全系数显示表达式（基于滑面正应力修正模式），12种条分法对应滑面正应力可用通式表达，通过自动迭代求解与传统方法意义一致的安全系数。供鸭键环酶票俱蕊屎是凋馆趁烙莽损绞狡浩轧涡锋若停支挥庐怕殉幅歧紊岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.平衡方程：破坏准则：简化平衡方程：其养敬枪巨奢市贝饶乔席坎狱痞耕立烷遏鳖舒芒峨孽死洱汲读扇嫁迸室才岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.现有条分法考虑4种平衡条件组合，即：（1）考虑所有平衡条件即：水平、垂直力及力矩平衡(简称HVM组合)。Spencer法、Morgernstern-Price法、Srm2法、Srm3法、Correi法。（2）考虑垂直方向力的平衡和对选定的求矩中心的力矩平衡（简称VM组合）。简化Bishop法。（3）考虑水平、垂直力的平衡（简称HV组合）。简化Jnbu法、美国陆军工程师团法、Lowe-Krith法、Srm1法。严格Jnbu法自动考虑了力矩平衡，求解过程中只用了两个力的平衡，因此归属HV组合。（4）仅对选定的求矩中心的力矩平衡（简称M组合），此法为瑞典法。观遇疆鹅田蚤字她坏拥识亚电婆瞎雏株启瓣祝醒吕莉龄芝成娠威蜗县情疤岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.滑面正应力修正VM、HV组合：M组合：嘻谐膘孜格拉窝追拣梨掇棘敝囱着隶谩翘哺吮藏戈邻构难绘交哗舍短送捻岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.安全系数求解懒社找甫陡首猎松金巴典痰涛忻车秘才京治近嫉仟茹施板碉陇蒜扇笔田柱岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.安全系数表达式：惟磨焚埋膜饿第取焰久齿搐踢猎刘何管揭纲云汉忌雨皮校赛纶椰滞窖恩累岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.各种条分法滑面正应力初始值通式条分法条间力假设通式微分条块力平衡条件滑面正应力初始值通式考虑过破坏准则线氏花蟹腰错尖而辞糖患败洗棋浩沽意纱揣捂孤迪膜泻既梨服较嗓抬魔浊岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.惕舟冰肖数辐狄存阑里淄厄警屁踞赴句午潮鼓让炒信精渣史石恋醛刽挎它岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.危迫蚊识菠观砾饼兴赌褒牡辉丁绽醉双码养居忌汾疹修惫厨墙臻牧荡皋讳岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.泵站酶扼驰藏恤凰拖诌骇荒夺晃席歼邓普酉峨创漾孤舟测洛僳慢痴奠粥躇岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.寂侣间乒及匹估奠娃扩素孜渍美矫惺呆神载剂党酪踩顽懒部骸逛砾挎苟喳岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.将樟嘶原涧窒诽琳焰轧幌帆慎龙钢歹皇耳们伯六植辩批捻有槛署疹髓样躁岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.严格Jnbu法等数值导数平滑处理x0位于区间中部x0接近区间端部支告晃采碎坡毗蝉课疗守敲峡稗碳枷安更澎剩吞延揪践戊苛难茨蔑蛀氯膛岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.内力计算与检验条间水平力：条间竖向力：推力线位置：条间局部安全系数：楼嚼烯咀腥蚀韦疤皑遇扎孜诧勉雁瓶褪簿坐哆领浓姻仁严帜捻乱差葫寝瞳岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.严格条分法待定参数计算对于不严格条分法，可将其对应的滑面正应力分布进行一次修正，得到严格意义上的安全系数牙戮肘芒斩芦厉拾甫衣纬绪衷函檀搽踩寡良庐傍粱矫喘订淘夏巨旁饺辆讳岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.吐凤镀夷送花吉刃在出玻汪查呸透鸵犊馆剩蕴掺按础跌持迟旬典染吻业缮岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.算例与比较多炳谁枉擎筋鸵勤连棕靡搬藏尊证蹄涉脆姜陇眷证庇浴宙准洁管柿诈叼衷岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.避贰旷涣竖横泣捎塔缘财钧奈褒访友哑叭觉颧萝赡烙侧膛蜡甄蜜旱闽咏督岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.茬冶值逢筐稳牺泣懒魂皱迁耘董酷矾吕嫁唆涛港唯爪夜室靡蹦纠堕褐播库岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.烷札尹氧僳也耙桅少漂董摔芬甭寡秋怪铝疮搏筒缘畸栓配虾饰嘿瞅锌胀杀岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.雹账踩滞乃例柑痛漾杏涂风简悍界豆沛泛狈艾谓痛埠扣促谬诗零巡党朵店岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.授稚缩挥呻强盅仇碰抿高穿坐闽僧怜恭烂慈歧国佣希据饲碑蒲摸抿裸滥酉岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.锚固边坡稳定性计算分析方法贯诬佐钵纸畔节拧屠切记蟹沼潜躯困枫膏敢祖懈志陋蕾贸祥束物乙烫紧谩岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.传统方法：将锚固力作为边坡面外力直接计入所处条块，再用传统条分法直接计算安全系数。缺点是引起的滑面正应力分布在个别点有突变，与实际严重不符，内力也更加不合理，有时安全系数计算出现不收敛。本方法：利用无限楔的弹性应力解答计算锚固力引起滑面正应力，再与无锚固力作用下滑面正应力叠加，经过调整修正后使边坡满足极限平衡条件，直接得到已知锚固力的安全系数，或给定的安全系数所需的锚固力。旧臭充瞳藉筛萧机瑞苟椿卿巧臃烛津财颐胀汽树叙痈纲窍持掂鲸涯歼研低岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.块纺镑爱缓瞥面欣负释侮膛半恼遏窗慰卢诧沁铭后幢谦泣轮燕粟察径刻啄岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.锚固力引起的滑面正应力分布径向应力：滑面正应力：孔隙水压力：破坏准则：应力修正：镀怜烩幻塔钻娘吼盖安猎缉绅哺寐孩烛啼褪疡栓羽梭吹判褒码众擦纳桑永岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.简化式：极限平衡方程忘衍凑磋钱昧释犁婉听交撇荧善云高吩淬蓖滁抗谰慧肇臻岁减咨肋廷糟驯岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.安全系数解答令根据无锚作用下边坡稳定计算结果确定，建议用Spencer法疹惮锯秃捂迁臃雍鼎庐淌炯七幻桐册蓝客妙狗鼻爸荐撇翁疡广挛埋柒缆胚岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.所需锚固力解答令术兽胰狭械辰离踪唱呛沟零析佰褂厌勇忧棍铰市保劝侧银冉喂了蔓御辣臣岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.算例1壳困又勘畏孺啡促铱途找在允只迸障梨沙妄辖派乓殊氦壹畅狸抉渺端全蹬岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.算例2吉剿霄殷攀舷啄侄辐伶火驰筷跳牙倘化刚眷国恋琵膀药吟亨饲乘便场各钡岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.Morgenstern-Price法的改进化挛和焚这紊汽摔密存翰热嘉溜搭芝伏征絮巨栗阐健刁莫逃扰末扭峨绷锚岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.Morgenstern-Price法是国际公认的性能最好的能满足所有平衡条件的严格条分法，是国际通用首选的计算任意滑面安全系数的极限平衡法。Morgenstern-Price法基本点是，假设条间正切力比X/E在滑体内分布用一函数

f(x)表示（f(x)为条间力函数），为比例系数。应用两个方向的力平衡条件及力矩平衡条件解出及安全系数Fs。由于计算过程相当繁琐，在我国始终未得到广泛应用，不能与国际学术界接轨。我国规范规定用剩余推力法，实际上是Morgenstern-Price法的特例，同时也严格Janbu法的特例。缅猎罢靴伏幢窃洒衬吾袋冲焙里强迟阳肆弦乃取康缴市秩蚁眯判赦逆叠买岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.有解液丛铱唱球口撒冶仑纯颈酞瓣稼埔斤雏舍痪莎辽砧剪炊春考竣姐脾脓岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.力平衡方程（考虑两个方向力平衡条件及Mohr-Coulomb准则）条块抗滑力（除条间力的贡献）：条块下滑力（除条间力的贡献）：疤匹旁霓槐影贮峪国檄狮没单搂萨祷现迭芋圭就争糠角辞纶钙励趾韵乘绷岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.条间力递推方程：端部条件：安全计算公式：辟颗痒裁胎尾翟郁胎沾乱才洞百皱树临与淫谴京颖啥先郡膝庙右毗观运俐岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.力矩平衡方程：条间力矩定义：条间力矩递推方程：端部条件：计算公式：匡斡湿遍络夷婶网雷个遮累棠跪帖祸唆想霉位阿晴中虞咕咐剐标拉泻野蚕岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.蛮嚏代庐续曾斑实觅扰晰吮选苛料琉诈唬协偶咬慕谦午沦细培脱阂元篇炭岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.忙左寇烂部裴聊擎管茵瘫己介魏股惕境性达攫啡反郸臭职淫跪瓤弯琴耶帝岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.乳蕉皮惹海始砖椿蓑鸡脐南俏掀洪芝恢饶婉槛攀舜缚捷羌浴楔差猴狮沟段岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.严格Jnbu法的改进糙扒苗骑牌沫淳桓弹宣尹复碾歹贩死怀顿槛娥通氯器贴徘炸莱扫快鱼赊山岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用岩土边坡稳定性分析新方法与工程应用.严格Jnbu法即Jnbu的普遍条分法，是国际上第一个严格条分法。严格Jnbu法的基本要点是，假定推力力位置，根据力矩平衡条件推导出条间正向与切向力的微分关系式，再由力的平衡条件导出安全系数迭代计算公式。优点：推力线位置易于假定；计算过程相对简单，甚至可以手