土坡稳定分析的几个问题讨论

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jerry1121
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
   土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡,也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡,如山坡、江河的岸坡等;人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物,如基坑、渠道。
   土坡稳定分析是土木工程领域的热门研究课题之一,在岩土工程工程中占据相当重要的地位。土坡稳定性分析包括无粘性土坡的稳定分析、粘性土坡的稳定分析。目前,工程中常用的方法有圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法。随着数值分析方法在工程领域应用的成熟,人们常用有限元法进行坡体稳定分析,另外,还有些学者尝试采用其他数学方法进行坡体稳定分析。
   本文仅针对常用的分析方法中几个所要注意的问题,阐明浅显的看法。
  1、无粘性土坡稳定分析
   无粘性土坡的稳定分析,主要考虑两种情况下即全干或全淹没情况、有渗透情况下的稳定分析方法。这要求分析坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况土坡稳定安全系数及系数之间相互的关系。
  2、粘性土坡的稳定分析
   粘性土坡的稳定分析,主要采用整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法。主要采用圆弧法进行土坡稳定分析及在几种特殊条件下土坡稳定分析。
   以下仅对土坡稳定分析过程中需要比较和取值的问题做简单介绍:
  1、关于挖方边坡和天然边坡
   天然存在的土坡是在天然地层中形成的,与人工填筑土坡相比有独特之处。对均质挖方土坡和天然土坡稳定性分析,与人工填筑土坡相比,求得的安全系数比较符合实测结果,但对于超固结裂隙粘土,计算的安全系数虽远大于1,表面上看来已稳定,实际上都已破坏,这是由超固结粘土的特性决定的。随着剪切变形的增加,抗剪力增大到峰值强度,随后降至残余值,特别是粘聚力下降较大,甚至接近于零,这些特性对土坡稳定性有很大影响。
  2、关于圆弧滑动法
   在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面,建立这一假定的稳定分析方法,称为圆弧滑动法。圆弧法的基本假设是均质粘性土坡滑动时,其滑动面常近似为圆弧形状,假定滑动面以上的土体为刚性体,即设计中不考虑滑动土体内部的相互作用力,假定土坡稳定属于平面应变问题。它是极限平衡法的一种常用分析方法。该法把滑动面简单地当做圆弧,并认为滑动土体是刚性的,没有考虑分条之间的推力,或只考虑分条间水平推力(毕肖普公式),故计算结果不能完全符合实际,但由于计算概念明确,且能分析复杂条件下土坡稳定性,所以在各国实践中普遍使用。由均质粘土组成的土坡,该方法可使用,但由非均质粘土组成的土坡,如坝基下存在软弱夹层或土石坝等,其滑动面形状发生很大变化,应根据具体情况,采用非圆弧法进行计算比较。不论用哪一种方法.都必须考虑渗流的作用。
  3、土的抗剪强度指标选用问题
   选用的土抗剪强度指标是否合理,对土坡稳定性分析结果有密切关系,如果使用过高的指标值来设计土坝,就有发生滑坡的可能。因此,应尽可能结合边坡实际加荷情况、填料性质和排水条件等,去合理选用土的抗剪强度指标。
  4、安全系数选用问题
   从理论上讲,处于极限平衡状态的土坡,其安全系数K=1,所以:若设计土坡时的K>1,就应满足稳定要求,但实际工程中,有些土坡安全系数虽大于1,还是发生了滑动;而有些土坡安全系数小于1,却是稳定的。这是因为影响安全系数的因素很多,如抗剪强度指标的选用、计算方法的选择、计算条件的选择等。目前对土坡稳定容许安全系数的数值,各部门尚无统一标准,选用时要注意计算方法、强度指标和容许安全系数必须相互配合,并要根据工程不同情况,结合当地已有经验加以确定。
  5、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法
   由于许多情况下土体内存在孔隙水压力,因此,在讨论边坡稳定计算方法中,作用在滑动土体上的力是用总应力表示还是用有效应力表示,这是一个十分重要的问题。
   当土坡中因某种原因存在孔隙水压力,计算摩阻力时如果扣除孔隙水压力,完全由有效应力计算,抗剪强度指标应用有效强度指标,这样的分析方法称为有效应力法;如果不扣除孔隙水压力,摩擦阻力直接用公式了Tfi=Nitgφ计算,这就是总应力法。
   各个控制时期如何应用总应力法和有效应力法,其基本规律如下:
   (1)稳定渗流期土坡稳定分析,由于坝体内各点的孔隙水压力均能由流网确定,因此原则上用有效应力法分析,而不用总应力法。
   (2)施工期的边坡稳定分析,可以分别用总应力法和有效应力法,前者不直接考虑孔隙水压力的影响,后者必须先计算施工期填土内孔隙水压力的发生和发展情况,然后才能进行稳定计算。
   (3)地震对边坡稳定的影响有两种作用:一是在边坡土体上附加作用一个随时间变化的加速度,因而产生随时间变化的惯性力,促使边坡滑动;另一种作用是振动使土体趋于变密,引起孔隙水压力上升,即产生振动孔隙水压力,从而减小土的抗剪强度。对于密实的粘性土,惯性力是主要作用,对于饱和、松散的无粘性土和低塑性粘性土,则第二种的作用影响更大。目前,有效应力法进行地震边坡稳定分析尚有一定的难度,一般情况下均采用总应力法。计算时将随时间变化的惯性力等价成一个静的地震惯性力,作用在滑动土体上,故称拟静力法。
   土坡稳定的问题从可靠度方面来研究还没有达到实用化的程度,还不够成熟.考虑复杂因素的计算也有待改进。譬如,膨胀土边坡和地基的稳定性、有加强体(如土工织物)存在时的稳定性、滑動面为空间曲面的情况、有动力荷载下的情况、滑动从软弱区开始逐步扩展的情况以及考虑蠕变的稳定性等等。在稳定分析中一个极其普遍而实际的问题是强度指标的选用,不管快剪还是固结快剪指标,拿到什么用什么显然是不合适的。强度指标对安全系数的影响实际上比计算方法的影响更大,是值得重视的。
   土力学作为独立的学科,已有70年的历史。70年对一门学科的发展来说,犹如早晨八九点钟的太阳,正处在蓬勃发展的阶段。土体十分复杂,这给土力学学科的发展增加了难度,也提供了宽阔的余地,土力学学科中已有些成熟的理论,但更多的是不完善、不成熟,大部分领域都有值得深入研究的课题。随着科学技术的飞速发展,预期在不久的将来土力学学科也必将出现多方面的重大突破。
其他文献
摘要:在油气生产、处理、储运等过程中,因静电引起的火灾、爆炸事故屡有发生,其危险和损失往往也是很大的。熟悉静电相关知识,夯实基础工作,对消除火灾和爆炸隐患至关重要,也是油气生产单位的当务之急。本文通过对静电产生机理和部分案例的研究分析,提出了几点具体的防静电措施。  关键词:油气生产静电危害防治     1油气生产过程中静电产生的原理  两种不同性质的物体相互磨擦,紧密接触或迅速剥离都会产生静电,
期刊
【摘要】汽车电气设备构造与维修课程是汽车专业的一门主干课程。随着汽车机电一体化程度的不断加深,推行实践教学成为该课程关键。如何培养优秀人才,促进汽车专业特色建设,培养学生实战能力,成为教师专业素质的重要衡量标准。教师要在课程的实践教学中注重学生实战能力的培养。  【关键词】汽车电气设备构造与维修;实践教学;一体化教学    汽车电气设备构造与维修课程是汽车运用与维修专业的一门重要课程,是从事汽车修
摘要:本文对砌体房屋改造加固的发展状况及加固方法进行了综合阐述,详细分析了各种方法的原理以及优缺点,以便设计者在对房屋进行改造时灵活运用各种方法对房屋改造进行设计。  关键词:砌体结构;改造与加固    1引言  随着社会经济的发展,人民生活水平的提高,房屋的需求量越来越大,同时,由于人们生产、生活方式发生了很大的变化,因此对房屋的使用功能也提出了更高的要求。然而,我国还是一个发展中国家,经济还较
韩国“新村运动”是20世纪70年代,由韩国政府发起的综合性社会运动,不仅对韩国经济的高速增长起到了极大的推动作用,对提高国民意识和素质方面也做出了巨大的贡献,也是引导众
居住区绿化与居民的日常生活息息相关,是城市环境建设的重要组成部分。随着人民群众的生活水平的提高,对人居环境的要求也越来越高。小区绿化能否适应城市的发展、满足居民的需要,是衡量城市是否“宜居”的重要标准。  1、目前居住区绿化存在的问题  1.1绿化规划缺乏统筹考虑  目前,居住区在整体规划上缺乏深入分析、统筹考虑,未能因地制宜,使得小区绿化与城市进程不协调。如有的绿化部门或投资者未能对居住小区原有
[摘 要] 介绍黄河三角洲的中心城市东营市水资源情况,存在的问题,提出全面加强水资源管理的对策措施。  [关键词] 东营市水资源分析可持续发展    黄河三角洲位于渤海南部黄河入海口,包括山东省的东营、滨州和潍坊、德州、淄博、烟台市的部分地区,共涉及19个县(市、区),总面积2.65万平方公里,占山东全省面积的1/6;总人口约985万人,约占全省总人口的1/10。黄河三角洲作为全国最后一个待开发的
期刊
【摘要】随着工程材料质量以及施工技术的不断提高,特别是高层建筑和超高层建筑钢筋混凝土结构发展的需要,普通强度的水泥混凝土已遠远不能满足工程需要,因此,研究和制备高强混凝土非常紧迫。现代混凝土技术的发展趋势是混凝土的高强度化和高强混凝土的流态化。  【关键字】高强度混凝土; 混凝土施工; 质量控制; 措施     1高强度混凝土概述  一般来说,在优选材料与合理设计的情况下,采用普通材料和常规工艺,
随着我国经济快速增长,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。资源节约、环境保护已成为我国的基本国策之一。节能减排是一项复杂的系统工程,在现代我们都用计算机信息管理来进行
随着中国市场经济的逐步发展,国内众多的发展事业都走上了产业化与市场化的道路,体育事业也不例外。在近些年,依托于竞技体育的体育赛事市场发展越来越成熟。在此影响下,各种
摘要:近几年,建筑外墙保温材料火灾事故频发,使得建筑外墙保温材料的防火安全格外的引起了人们的关注。本文通过描述建筑外墙保温材料的现状和问题,重点研究了解决建筑外墙保温材料防火的方法和对策。  关键词:建筑外墙;保温材料;防火安全;对策    一、建筑外墙保温材料的现状和问题  (1)建筑外墙保温材料引发火灾趋势有所增加  近几年来发现,我国因建筑易燃、可燃外保温材料引发的火灾案例屡见不鲜,对国家和