首页 理论教育 楔形体稳定分析的基本问题解析

楔形体稳定分析的基本问题解析

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-2-1中,ABCD是一个岩坡中的楔形体,在荷载作用下,可能沿两滑动面的交线CD滑动。刚体极限平衡法是对此类结构进行稳定分析的常规方法,由于该法概念简单,计算方便,安全系数有取值标准,所以为工程界所广泛采用。法向分解假定相当于假定滑面上垂直于滑动方向的剪应力T 1和T 2为零。潘家铮提出了滑坡分析的极大与极小原理,以解决楔形体的稳定分析问题。

楔形体稳定分析的基本问题解析

图2-2-1(a)中,ABCD是一个岩坡中的楔形体,在荷载作用下,可能沿两滑动面的交线CD滑动。刚体极限平衡法是对此类结构进行稳定分析的常规方法,由于该法概念简单,计算方便,安全系数有取值标准,所以为工程界所广泛采用。但这种方法忽略了许多不应忽略的因素,故而精度欠佳,有时计算的安全系数与实际相差甚远,并可能偏于不安全。诚然,可以人为地设定较高的允许安全系数来弥补这个缺陷,但并非总是可靠的,有时又会造成浪费。下面就此进行分析。

图2-2-1 岩坡中的楔形体

记滑面1和滑面2的面积分别为A 1和A 2,两滑面的摩擦系数和凝聚力分别为f 1、f 2、c 1、c 2,则抗滑稳定强度储备安全系数为

式(2-2-3)存在两个基本问题:(www.xing528.com)

(1)由于角度θ1和θ2未知,故反力N 1、N 2、T 1、T 2是超静定的,实际上不能求解出K f。为此,引用了假定

从而有

式(2-2-4)便是著名的法向分解假定(Londe,1965)。法向分解假定相当于假定滑面上垂直于滑动方向的剪应力T 1和T 2为零。该假定可能使由式(2-2-6)计算的安全系数K f偏高于由式(2-2-3)计算的安全系数,结果偏于不安全。

(2)在公式的推导中,仅用了力矢的平衡条件,而未考虑转动平衡条件,这也导致计算结果偏于不安全(Chan,Einstein,1981)。

在以上两个基本问题中,对法向分解假定的关注最多,也提出过一些求最小安全系数的方法(Guzina,Tucovic,1969;Copen,Lindholm,Tarbox,1977)。这些方法抛弃了法向分解假定,是一个进步;但它们又过于保守,有时最小安全系数的计算值与由式(2-2-5)和式(2-2-6)计算所得的值相差可达数倍。

潘家铮(1980)提出了滑坡分析的极大与极小原理,以解决楔形体的稳定分析问题。笔者认为,只有考虑了变形协调条件后,运用极大与极小原理才能得出正确的结果。若用仅通过力矢平衡条件所得的表达式来求抗滑力(或安全系数)的极值,则有可能导致不合理的结果。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈