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【摘 要】边坡是人类工程活动中最基本的地质环境之一,边坡的稳定问题成为决定工程是否经济合理乃至成败的重要因素,因此对边坡的稳定分析就变的至关重要。为了更好的了解边坡稳定问题的原理及探索新的稳定分析方法,作者将对边坡稳定分析方法的发展进行简要介绍。
【关键字】边坡稳定;极限平衡理论法;条分法;发展
边坡按边坡的形式可以分为人工边坡和自然边坡。由于自然或人为的因素,边坡的破坏形式主要有滑坡、滑塌、崩塌和剥落。边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果。为了能对边坡的稳定问题进行较为准确的分析,从而采取正确适当的开挖和支护措施,国内外学者进行了一系列的探索研究,大大促进了边坡稳定性分析方法的发展。
一、发展概况
土坡稳定分析的研究大约已经有两百多年的研究历史了,但是早期的研究仅限于经验判断阶段。
18世纪末、19世纪初,人类开始对边坡稳定性进行有意识的研究。1866年卡尔门通过假设土坡破坏面为通过坡脚的平面分析土坡的稳定性问题,标志着土坡稳定性分析进入理论分析阶段。在边坡稳定性分析的初期,其稳定性分析的计算方法基本上采用了材料力学和简单的均质弹性理论为基础的土力学原理。这一时期的主要方法有:库伦理论、弗兰西斯和卡尔门假设的平面滑动面的分析方法等。
1915年,瑞典的彼得森(K.E.Petterson)提出整体圆弧滑动法[1],又称瑞典圆弧法,它将滑动面以上的土体视为刚体,分析在极限平衡条件下滑动体的整体受力情况,土坡的安全系数等于整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比。即K=。
由于整体圆弧法求出的安全系数K是针对任意假定的某个滑动面,而土坡稳定分析要求的是求出最小安全系数,即最危险滑动面相对应的安全系数,因此需要假定一系列滑动面来进行多次试算。费兰纽斯发展了近似圆弧滑动面的分析方法,通过大量的计算提出了确定最危险滑动面圆心的经验方法,即假定最危险滑动面通过坡脚,此方法一直沿用至今。
1926年,基于刚体极限平衡理论,瑞典工程师费兰纽斯等人在整体圆弧法的基础上提出圆弧条分法,是边坡稳定分析问题中一直沿用至今的分析方法。根据不同学者采用不同的假设条件,条分法具体又分为瑞典条分法、简化毕肖普条分法、普遍条分法(又称杨布条分法)等多种,分别适用于不同的工程問题中。
下面以瑞典条分法为例阐述其原理:
①假定边坡由均质介质构成,抗剪强度服从库伦准则
其中,c—介质的粘结力;
—介质的内摩擦角;
【关键字】边坡稳定;极限平衡理论法;条分法;发展
边坡按边坡的形式可以分为人工边坡和自然边坡。由于自然或人为的因素,边坡的破坏形式主要有滑坡、滑塌、崩塌和剥落。边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果。为了能对边坡的稳定问题进行较为准确的分析,从而采取正确适当的开挖和支护措施,国内外学者进行了一系列的探索研究,大大促进了边坡稳定性分析方法的发展。
一、发展概况
土坡稳定分析的研究大约已经有两百多年的研究历史了,但是早期的研究仅限于经验判断阶段。
18世纪末、19世纪初,人类开始对边坡稳定性进行有意识的研究。1866年卡尔门通过假设土坡破坏面为通过坡脚的平面分析土坡的稳定性问题,标志着土坡稳定性分析进入理论分析阶段。在边坡稳定性分析的初期,其稳定性分析的计算方法基本上采用了材料力学和简单的均质弹性理论为基础的土力学原理。这一时期的主要方法有:库伦理论、弗兰西斯和卡尔门假设的平面滑动面的分析方法等。
1915年,瑞典的彼得森(K.E.Petterson)提出整体圆弧滑动法[1],又称瑞典圆弧法,它将滑动面以上的土体视为刚体,分析在极限平衡条件下滑动体的整体受力情况,土坡的安全系数等于整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比。即K=。
由于整体圆弧法求出的安全系数K是针对任意假定的某个滑动面,而土坡稳定分析要求的是求出最小安全系数,即最危险滑动面相对应的安全系数,因此需要假定一系列滑动面来进行多次试算。费兰纽斯发展了近似圆弧滑动面的分析方法,通过大量的计算提出了确定最危险滑动面圆心的经验方法,即假定最危险滑动面通过坡脚,此方法一直沿用至今。
1926年,基于刚体极限平衡理论,瑞典工程师费兰纽斯等人在整体圆弧法的基础上提出圆弧条分法,是边坡稳定分析问题中一直沿用至今的分析方法。根据不同学者采用不同的假设条件,条分法具体又分为瑞典条分法、简化毕肖普条分法、普遍条分法(又称杨布条分法)等多种,分别适用于不同的工程問题中。
下面以瑞典条分法为例阐述其原理:
①假定边坡由均质介质构成,抗剪强度服从库伦准则
其中,c—介质的粘结力;
—介质的内摩擦角;