主办:党群信息工作部
总第1114期
 
关于我们
  • 出版时间:每月上旬
  • 投稿邮箱:lyymyhome@sina.cn
  • 联系电话:0379-63252224
  • 地  址:洛阳市经济技术开发区开元大道56号
浅谈圆弧滑动面的边坡稳定计算
新闻作者:魏晓华  发布时间:  查看次数:  放大 缩小 默认
□建筑三院 魏晓华/文
    边坡稳定受到人类活动、自然变化以及自身结构影响。引发边坡滑动的因素有很多,但是滑坡产生的本质原因都是由于岩土体内部存在一个滑动面,在该滑动面上的剪应力达到了该部分土体的抗剪强度,使得该部分的岩土体的稳定遭到破坏。
    这些影响因素可分为影响边坡稳定的内部因素和影响边坡稳定的外在因素。其中内部影响因素主要包括岩土的结构性和水导致岩土体物理化学性质的变化,岩土的结构性对岩土的稳定性和强度影响较大,特别是存在的软弱结构面会使得岩土体整体的抗剪强度降低。大量的边坡工程事实证明,结构面及其组合边界的错动变形、张拉破裂、剪切滑移是造成边坡失稳的主要原因。水在岩土体当中具有物理作用,如润滑和软化岩土体,产生化学作用如溶解、水化、水解作用;产生力学效应,包括孔隙动水压力作用和孔隙静水压力作用。这些作用都会改变岩土的物质成分或结构,进而改变岩土体的内摩擦角和凝聚力系数,减小颗粒间的有效应力,导致岩土体的抗剪强度的降低。边坡稳定分析的计算方法有多种,如瑞典条分法、Janbu条分法、Morgenstern-Price法、简化毕肖普法、塑性极限法等。条分法因为其力学模型简单适用,可对边坡进行定量的评价,经过长期的工程实践和不断的完善和补充,己经成为边坡稳定分析的成熟方法。
    毕肖普法是土坡稳定分析考虑土条间相互作用力的圆弧滑动分析法。1955年由学者毕肖普(Bishop,A.W.)提出,故名。此法仍然是基于极限平衡原理,把滑裂土体当作刚体绕圆心旋转,并分条计算其滑动力与抗滑力,最后求出稳定安全系数,计算时考虑了土条之间的相互作用力,是一种改进的圆弧滑动法。
    瑞典法,又称瑞典条分法。不考虑土条间相互作用,用圆弧滑动分析法进行土坡稳定计算的方法。圆弧滑动分析法中最古老最简单的一种方法,1916年首先由瑞典人彼德森提出,此法根据极限平衡原理,计算时不考虑土条之间的相互作用力。毕肖普法是毕肖普(Bishop)提出的考虑了条间力的作用对瑞典法进行修正的方法。瑞典法没有考虑土条之间力的作用。因此,对每一土条力和力矩的平衡条件是不满足的,只满足整个土体的力矩平衡。1955年毕肖普考虑了条间力的作用,并假定土条之间的合力是水平的,导得的安全系数表达式为其中Qi为水平地震力,Qi到圆滑圆心的竖向距离为ei瑞典条分法与简化毕肖普法有很多相似点,二者计算原理均是假定滑动面为圆弧,且滑面为连续面;在公式推导过程中,均采用极限平衡分析条分法,假定滑坡体和滑面以下的土条均为不变形的刚体,并且其稳定安全系数以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义,或者以滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩Mf 之比来定义。瑞典条分法不考虑土条之间的相互作用力,不满足每一土条的力及力矩平衡条件,仅满足整体力矩平衡条件,计算中运用了土条i 的法向静力平衡条件、库仑强度理论、整体对滑弧圆心的力矩平衡。简化的毕肖普法在公式推导过程中使用了竖向力平衡的原理和力矩平衡原理,但公式推导后,又忽略竖向力,这是毕肖普法与瑞典条分法最本质的区别。