考虑力矩平衡的剩余推力法及其应用.pdf

第25卷第6期 长江科学院院报 V01．25No．6 of RiverScientificResearchlnsti眦 Dec．200 2008年l2月 JournalYangtze 8 文章编号：1001·5485{2008}06-0067--04 考虑力矩平衡的剩余推力法及其应用 张奇华1，彭荣生2，骆建字1 摘要：边坡稳定分析中广泛使用的剩余推力法，假定条块间作用力方向与上一条块底滑面平行，其物理意义较直观合 理，通过力平衡方程求得边坡稳定系数。将条问力方向(条间力剪切分鼍与法向分量的比值)乘以统一的修正系数 (可称为推力方向修正系数)，通过纳入力矩平衡方程求解修正系数，得到考虑力矩平衡的二维剩余推力法。改进后 方法能够揭示不同上况条件下条问力方向可能产生的变化，提高计算结果可靠性。最后对该法进行了工程应用讨 论。 关键词：极限平衡分析；剩余推力法；力矩平衡；稳定系数；条问力方向 中图分类号：矾J457 文献标识码：A 调整滑坡稳定系数，直至最后一条的推力为零。 剩余推力法由于假定条间力方向与底滑面平行， 1 概述 当底滑面越陡，条间力作用线方向角也越陡，反之则 滑坡稳定性分析的极限平衡分析方法是一种古 越缓。因此，总体上该假定物理意义清楚，比较符合 老而又生机盎然的方法，其基本特点是考虑静力平衡 真实滑坡情况，计算结果往往也较为合理，甚至与考 条件和Mohr—Coulcnab强度准则，通过分析岩土体在 虑力矩平衡方法的计算结果相当接近。但是，当滑面 破坏时刻的静力平衡以求得稳定系数Fs。该法不涉 较陡或较缓、考虑或不考虑地下水作用时，条间力方 及应力应变关系，理论相对简单易用。通常所说的极 向不一定总是平行底滑面而将有所变化。并可对计算 限平衡分析方法采用了目前广泛使用的条分法。 结果造成较为明显的影响。另外，仅仅考虑力平衡的 由于极限平衡所研究的力学问题一般是静不定 方法，条问力方向的不同假定对计算结果影响很大。 问题，因此需要引入一定的假设，使问题变得静定可 因此，引入力矩平衡，以对条问力方向进行确定，可以 解。这样处理使方法的严密性受到损害，因此合理 提高结果的稳定性和可靠性。 的假设显得尤为重要。通常的假设是针对条间作用 M-P法假定条间力垂直分量与水平分量比值 力进行的，通过对条间力的方向、条间力的作用点、 (相当于条间力方向)满足给定的函数关系J；I· 条问力达到剪切破坏强度等进行假设，建立力的平 衡或(和)力矩平衡，以确定稳定系数。由此形成了 通过力矩平衡确定J：I及稳定系数Fs。M—P法中影 较多的方法，主要有瑞典圆弧法、Bishop法、Janbu 响条间力方向的人为给定的函数关系f(z)，以及 法、美国陆军工程师团法、Morgenstem—Price法(M— Spencer假定条间力方向角一致，其物理意义均不甚 P法)、Spencer法、Sarma法、剩余推力法、坝基深层 合理也缺乏论证。但由于M-P法满足力矩平衡，因 抗滑计算的等K法、EMU法等，其中又有上限法与此计算结果往往相当稳定，被认为是严格方法。 下限法之分。边坡有关规范均将极限平衡法作为计