[讨论]滑坡设计新规范很纠结 [复制链接]

学习学习，。

cdddd:具体是哪部规范？具体条文贴出来。对比才能展开讨论？！ HbW0wuI  
滑坡防治设计规范 GB∕T 38509-2020 4^URX>nx8  
[国家标准]GB T 38509-2020滑坡防治设计规范-高清 r\/+Oa'  
https://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=325214 []D@Q+1  
 (2021-03-05 19:45)  k-}b{  

7.`fJf?   
好资料，多谢了。

cdddd:饱和-非饱和非稳定渗流的数值模拟 nX`u[ks  
https://wenku.baidu.com/view/b83674e1195f312b3169a567.html 5f 5f0|ok  
MATLAB数值模拟 w {3<{  
https://wenku.baidu.com/view/fa523b82773231126edb6f1aff00bed5b8f37377.html?fr=search-1-wk_sea_es-income3-psrec1&fixfr=fhqS5YHSVJLfyRdOzVlnTw%3D%3D LBZ+GB  
数 .. (2021-03-06 20:19)  av|g}xnj  

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多谢您！学习了。

cdddd:数值模拟也叫计算机模拟。依靠电子计算机，结合有限元或有限容积的概念，通过数值计算和图像显示的方法，达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的。数值模拟技术诞生于1953年Bruce G.H和PeacemanD.W模拟了一维气相不稳定径向和线形流。受当时计算机能力及解法限制， .. (2021-03-06 20:22)  .ufTQ?Fe  

OX?\<),  
谢谢分享！好资料。

cdddd:重力坝深层抗滑稳定分析中扬压力施加方法 M/>7pZW  
https://wenku.baidu.com/view/f0af5b45c281e53a5902ff52.html?rec_flag=default&word=%E6%89%AC%E5%8E%8B%E5%8A%9B&fr=pc_oldview_relate-1001_1-3-wk_rec_doc2-1001_1-57270722192e45361066f505-f0af5b45c281e53a5902ff52 }Qn&^[[miL  
2.2基 .. (2021-03-05 20:32)  2Mc3|T4)U  

K/j3a[.  
多谢了，学习了。

稳定性分析中，动水压力这个东西有争议。有人认为必须考虑，有人认为可以不考虑，只考虑静水压力即可。我也有点不是很明白，期待有人能出来讲解一下。 |[<_GQl  

现在的规范都不规范，总是让规范使用者和软件开发者自己推导考虑水平地震力、垂直地震力、动水压力、静水压力、浮力、孔隙水压力等等这些特殊力或附加力时候的稳定性和推力计算公式。说白了，就是规范的编写者根本不知道公式怎么推导，或懒得推导，或害怕推导错误闹笑话，或即使推导出来了也没人复核。 vbkI^+=,YY  
比如说，《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T 0218-2006，共40页）是由殷跃平主笔的，不管公式对错，但至少考虑了水平地震力、孔隙水压力、渗透压力，但陈祖煜说不能用传递系数法。这里的传递系数法是指正确区分主动力和被动力、抗滑力和下滑力、作用力和反作用力的方法，这个方法在铁路规范用了很多年，后被建设部《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》采纳。但殷跃平在后来的《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864-2016，共23页）中却没有了这些公式。到了楼主所指的《滑坡防治设计规范》（GB/T 38509-2020），主笔除了殷跃平，增加了郑颖人、陈祖煜两位院士，错误自然也就多了。因为郑颖人提出了错误的传递系数法隐式解（https://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=325434），并进一步推广到了这部规范，祸害年轻人。而陈祖煜却是把稳定系数和安全系数混为一谈的，在他的专著《土质边坡稳定分析—原理、方法、程序》中，根本没有稳定系数一词。特附一篇已经发表的论文来证明陈祖煜的错误。 I'\kFjc  
*Nw&_<\9Q  
摘  要：针对包括现行规范在内的岩土界将滑坡稳定系数与安全系数混为一谈的现象，以及安全系数规范值有些偏高影响设计的情况，首先说明了稳定系数和安全系数的物理意义都是滑坡的稳定程度，并据此强调了稳定性计算方法和推力计算方法必须一致、安全系数与计算方法必须配套，指出了比较严谨的稳定系数定义是抗滑力与下滑力之比、比较可靠的稳定性和推力计算方法是传递系数法，再从参照物和时间的角度出发阐述了稳定系数与安全系数的异同点，最后分析了安全系数应该考虑滑坡体积、地震烈度、计算方法等因素，为滑坡推力计算时安全系数的合理取值提供了参考。 V\6=ySx  
关键词：滑坡；稳定系数；安全系数；传递系数法 $i&e[O7T;  
中图分类号：P642.22            文献标识码：A P1zKsY,l$<  
R#xCkl-  
我国现行的多部规范先后出现了“滑坡稳定安全系数”的概念，或将稳定系数和安全系数混为一谈，有的论文和著作甚至直接用安全系数代替稳定系数，在一定程度上既不严谨，也不科学，更不便理解。 FjK3 .>'  
同时，规范对安全系数的物理意义理解不透、对影响安全系数取值的因素了解不够，存在因安全系数偏高而影响设计的问题。 j;']cWe  
例如，在不考虑地震、暴雨、地下水作用的一般工况，采用简化毕肖普法和传递系数隐式解法的文献[1]的各级安全系数范围为1.25～1.35，采用瑞典法和传递系数法的文献[2]的各级安全系数下限范围为1.15～1.30、上限范围为1.20～1.40，都比较高，导致很多大型滑坡在滑体参数全部准确的情况下，所得的推力仍远大于经验值和估算值，据此设计的抗滑工程庞大甚至无法实施，如果再降低安全系数，则因不符合规范而不能通过评审。特别是文献[1]一般工况和地震工况的安全系数相差0.20，没有考虑到地震烈度的大小引起的差别。与此类似，文献[2]的工况Ⅰ和工况Ⅱ的区别仅在于是否考虑地下水，但并没有考虑地下水位的高低和地下水作用力的大小，安全系数的下限相差0.05～0.10、上限相差0～0.10。 >C7r:%  
又如，文献[3]采用的稳定性计算方法有简化毕肖普法、摩根斯顿－普莱斯法、罗厄法、瑞典法和简化简布法，安全系数以前三者为标准，后两者的安全系数一般为前三者的92%，即约降低0.10，没有考虑滑带土强度指标变化对各种计算方法间误差的影响。例如，内摩擦角越小，瑞典法和简化毕肖普法之间的误差就越小，直至为0。而坡脚边坡较陡时，瑞典法的稳定系数还可能大于简化毕肖普法。另外，由于各种计算方法之间的误差主要取决于条间力（即剩余下滑力）方向的不同假定，所以，该规范要求采用多种方法进行对比是不现实的。 P.6nA^hXB  
实际工作中，在无法改变规范偏高的安全系数下限时，为了得到合理的设计推力、优化抗滑工程结构设计、降低造价，有人就会提高滑带土的强度指标，或修改其它参数，或附加被动土压力来减小设计推力；也有人会想到推力计算方法不合理而研究与稳定性计算公式不一致的推力计算公式^[4,5]；文献[6,7]则受“剩余下滑力小于0时不传递”（即“土条间不产生拉力”）^[1,8,9]的影响而试图改进传递系数法，但稳定性和实际推力计算时剩余下滑力小于0是必须继续传递的，以得出大于1的整体稳定系数^[10]，否则，得到的只是最后一个条块的局部稳定系数，如果最后一个条块的滑面为水平或反翘，稳定系数就为无穷大；而设计推力计算时如果出现剩余下滑力小于0的情况说明稳定系数大于安全系数，不需治理；文献[11]虽强调了稳定系数和安全系数是不同的，也说明了安全系数的取值原则，但仍有欠缺和不妥之处。  u*e.yN  
因此，很有必要阐述稳定系数与安全系数的异同，以及安全系数的考虑因素，为滑坡推力计算时安全系数的合理取值提供参考。 @L>q(Kg  
1  稳定系数与安全系数的定义  gG uZ8:f  
稳定系数通常是指滑坡当前的稳定程度，是一个客观分析值；安全系数是指滑坡治理后应该达到的稳定程度，是一个主观目标值。相同点是它们都反映了滑坡的稳定程度，区别在于治理前和治理后。因此，稳定性计算和推力计算是互为逆运算，稳定性计算方法和推力计算方法必须一致。考虑到不同的计算方法间有一定的甚至较大的误差，所以，安全系数与计算方法必须配套。但在稳定性计算和滑带土强度指标反算时，将稳定系数和安全系数两个明显不同的概念相混淆的现象非常普遍，经常引用的毕肖普关于安全系数的定义便是最典型的例子（正确的应是关于稳定系数的定义）。而采用的稳定性计算方法与推力计算方法不一致的案例也不少见^[4,5]，甚至还出现在个别规范^[2]中。 @WJgWJm  
1.1  毕肖普的稳定系数定义 0FGe=$vD  
毕肖普的稳定系数定义是：稳定系数K=抗剪强度/剪应力。当滑面上剪应力大于抗剪强度时就发生破坏。该定义基于库仑定律，只考虑滑带土的抗剪强度，而不是抗滑力，因而无法把滑面反翘段滑体重力沿滑面的切向分力T′作为抗滑力，也无法把下一条块对上一条块的支持力P（其大小相当于上一条块的剩余下滑力）作为抗滑力，详见文献[12]的多种极限平衡法公式推导和算例。 s<*XNNE7  
但文献[12]和文献[13]对该定义进行数学变换后得出的相应定义是：滑面上抗剪强度指标黏聚力c和摩擦系数tanφ（φ为内摩擦角）均按同一比例K降低，则土体沿此滑面处处达到极限平衡状态。显然该定义有悖原意，也悖事实，因为能发挥的抗剪强度不是原来的1/K，而当K<1时就更不对了。该定义还简单地认为滑坡失稳的原因是与c、φ相关的抗滑力减小，且该抗滑力只能发挥1/K（实际上是可以全部发挥作用的），由此推导出的稳定性计算方法都是抗滑力和下滑力不作严格区分的，也就提出了与传递系数法不一致的传递系数隐式解法和显式解法^[1]，且都是对传递系数法的误解。另外，因土体的强度存在上限（峰值强度）和下限（残余强度），c和φ是不可以任意提高和降低的，所以，不能把有限的物理问题变成无限的数学问题。 (H)2s Y  
1.2  超载法的稳定系数定义 _Bj)r}~7#  
根据传递系数法推力计算原理^[14-15]，可归纳出超载法的稳定系数定义是：稳定系数K=抗滑力R/下滑力T。当下滑力大于抗滑力时就发生破坏。显然比毕肖普的定义更严谨。 pR `>b 3  
但文献[12]和文献[13]对其数学变换后得出的相应定义是：将滑面上的下滑力增大K倍，则土体沿此滑面处处达到极限平衡状态。该定义也违背了原意，简单地认为滑坡的失稳只是因为下滑力增大。而常被忽视的是，滑面反翘段的下滑力T′是被动性质的抗滑力，应该作为R的一部分，不应与文献[16]一样以负值作为T的一部分，否则，推力计算时乘以K后就放大了T′的作用。同理，也不能与文献[1]一样将剩余下滑力P（即拟建抗滑工程提供的抗滑力）以负值作为T的一部分。所以，不能把复杂的物理问题变成简单的数学问题。
q:l>O5  
值得注意的是，超载法定义的抗滑力是指平行于滑面且与滑动方向相反的所有分力（包括滑面反翘段滑体重力沿滑面的切向分力T′），是被动力、反作用力，下滑力是指平行于滑面且与滑动方向相同的所有分力，是主动力、作用力，因此，传递系数法不是文献[1]的传递系数隐式解法或其简化法（传递系数显式解法），文献[17]通过对传递系数法的详细推导、对超载法稳定系数定义的深刻理解、对抗滑力和下滑力的正确界定解释了这一点。而我国规范采用的其它所有极限平衡法都因主动力和被动力不分、作用力和反作用力混淆变得不可靠，这是把物理问题简单地转化为数学问题<sup>[18-21]</sup>造成的，同时也说明很多软件存在较大的问题，需要慎用。 &?VQ,+[<
 
总之，稳定性计算公式中的抗滑力和下滑力是比值关系，在作为分母的下滑力中不该再出现抗滑力。 =2Bg9!zW>  
1.3  基于力矩平衡的稳定系数定义 J+[_Wd  
至今仍广为认可的“稳定系数=抗滑力矩/下滑力矩”的定义可能是根据瑞典法计算公式的表现形式得出的，没有考虑到滑坡的最大特点是整体滑动，不可能整体绕某个支点转动或倾倒。这种算法基于杠杆原理的整体力矩平衡，错误地把空气当作各种力的支点（圆弧形滑面的圆心）、把传不了力的部分空气当作力臂（圆弧形滑面的半径），并得出条块重心越高则地震力的力臂越短而作用越小的错误结果（如果条块的重心高度与圆心一致时，则不管地震烈度多大，都不会影响该条块的稳定性）。只是现行规范<sup>[1,2,10]</sup>不再考虑力臂了。 W^fuScG)c  
文献[8]认为不考虑力矩平衡的传递系数法、罗厄法等是不够精确的简化法，只有同时考虑了水平力平衡、垂直力平衡和力矩平衡的摩根斯顿—普莱斯法和通用条分法才是精确、严格的方法，说明其把假设的、窄窄的滑体条块看成了真实的、容易倾倒的多米诺骨牌。如果滑体不作条分而按整体考虑，就不会要求满足力矩平衡；如果认可条块只会整体滑动而不会整体倾倒，也就不会力推满足三平衡的摩根斯顿—普莱斯法。事实上，我们对土层的重度和分界线、条间力的方向和作用点、滑体和滑带土的强度指标、滑面线、坡面线、水面线等等都作了一定的、甚至较大的假设和简化，比不考虑力矩平衡或视为自动满足力矩平衡粗略得多。另外，传递系数法是基于折线形滑面推导的，而圆弧形滑面不仅是折线形滑面的特例（此时每段滑面的端点都在同一圆弧上），还简化为折线形滑面计算，因而传递系数法完全适用于圆弧形滑面，但至今没有任何一部规范将其用于圆弧形滑面，反而采用精度更低、应该淘汰的瑞典法。 H:!7:  
可见，只有超载法的稳定系数定义是比较严谨的、符合客观实际的，基于该定义的、条间力方向假设完全符合经典力学的、已被越来越多的规范采纳的传递系数法是比较可靠的。 "Weg7mc#  
2  稳定系数与安全系数的异同 W;_nK4$%'  
下面从参照物和时间的角度出发阐述它们之间的异同。
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1）稳定系数的参照物是滑坡本身，物理意义是滑坡当前的稳定程度（不考虑地震力），或一定年限内的稳定程度（不考虑工程措施，但考虑地震力及一定年限内各种可能的不利条件与作用因素的影响），或滑坡治理后的稳定程度（考虑地震力及工程使用年限内各种可能的不利条件与作用因素的影响）。 "vXxv'0\f  
2）安全系数的参照物是滑坡威胁的对象，物理意义是滑坡威胁对象的安全程度，数值上相当于上述的当前的稳定程度，或一定年限内的稳定程度，或滑坡治理后应该达到的稳定程度。 el2bd :  
如果滑坡滑动不危害任何对象，则所有对象的安全系数与滑坡无关，自然不必去关心滑坡的稳定系数。 ([ jF4/  
例如，一辆汽车停在无限宽、坡度为15°的斜坡上，汽车距离坡脚5m，坡脚处平台无限宽阔。一个人站在汽车直对的坡脚，汽车下滑时必然撞上该人。此时，我们不能说汽车是否安全，因为汽车下滑对车本身没有任何损坏，而应该说汽车是否稳定，即应该考虑刹车是否有效、车轮是否有石头顶着等会影响汽车下滑的客观因素；而对人不能说是否稳定，因为即使他躺下了还是有可能被汽车伤害的，故应该说是否安全，因为他确实受到斜坡上的汽车的威胁。所以，车不稳定，人就不安全。如果车停在绝对水平的粗糙路面上，显然没必要担忧车前站着、坐着或躺着的人的安全。同理，滑坡不稳定，滑坡前缘的人和物就不安全。显然，这里的“安全”和“稳定”是不能互换的，但稳定系数和安全系数是绝对相等的。 X'%E\/~u  
所以，稳定系数和安全系数虽然因参照物和时间（勘察时、设计中、治理后）不同而概念有别，但数值相同，故稳定性计算方法和推力计算方法必须一致，即这两个计算公式必须一致。可是，文献[2]在计算圆弧形滑面的稳定系数和推力时并没有达到一致。 9dFy"y
xYa  
3）滑坡推力计算中的安全系数反映的是对抗滑力和下滑力的了解程度及威胁对象的重要性。对滑坡越了解，考虑因素越齐全、准确，且滑带土强度指标取值偏低，威胁对象不很重要，则滑坡治理后的稳定系数可要求低一些，表现为设计时的安全系数可取小一些；若对滑坡不很了解，考虑因素不齐全、偏危险，难以把握滑带土强度指标的变化或取值偏高，威胁对象很重要，则滑坡治理后的稳定系数应要求高一些，表现为设计时的安全系数应取大一些。 8'~[pMn`  
当然，治理后实际的稳定系数与设计时的安全系数确实存在一定的差别，如截排水、绿化等措施发挥作用后滑体重量减少、滑带土强度指标提高、支挡工程本身的结构安全系数较大等都会使治理后实际的稳定系数大于设计时的安全系数，相反，如果防治措施不力或不合格，则会导致治理后实际的稳定系数小于设计时的安全系数。 kdCUORMK  
3  安全系数的考虑因素和合理取值 6WV\}d:  
3.1  考虑一般情况 g$HwxA9Gp/  
在滑坡推力计算中，由于很难十分准确地选取众多的计算参数，因而总是把一些暂时搞不清的和考虑不到的因素，用加大安全系数和增设工程的方法来弥补。安全系数一般根据对滑坡的认识深度、采用计算指标的齐全和准确程度、对外力组合的把握程度、计算方法的可靠性、工程的重要性、施工季节的影响程度、滑坡危害的大小、已有工程竣工后所起作用的程度、抗滑工程一旦破坏后修复的难易程度和二次投入以及目前无法列入计算的一些因素等综合考虑后给定的一个数值，对上述因素认识较深、控制较好的，可取1.05～1.10，否则应取1.15～1.25。 thV>j9'  
可见，推力计算中的安全系数，除了考虑工程的重要性和各种工况外，更多地是用于弥补勘察的不足，这是与其它安全系数的最大区别。 b}0,\B%  
3.2  考虑滑坡体积和地震烈度 MG[o%I96  
安全系数与滑坡的体积和其所在地的地震烈度有关，滑体大或地震烈度大，则安全系数相同时所需的抗滑力（设计推力）就大。也就是说，安全系数主要不是针对滑带土的强度指标而言的，强度指标一般是取使用年限内地质条件与环境下可能出现的最小值。 ]x\-$~E  
滑坡治理工程的设计原则之一是“一次根治，不留后患”，所以需要考虑推力储备。对于小滑坡，安全系数可以大一点，不会增加多少推力，因而也不会增加太多造价。而对于大滑坡，考虑大地震且其它参数可靠时可以取1.00～1.02的安全系数。 FQT~pfY  
对于大中型滑坡，如果安全系数较大，推力就较大，如果再考虑地震力的影响，则可能无法按规范要求的最小安全系数设计，此时，采用计算参数和计算方法时一定要慎重，必须接近实际。如果确实推力较大、造价较高，则应根据建筑物的重要性、产生破坏时的后果、最不利因素的组合情况、是否采取截排水措施等来确定是否可以适当降低安全系数。因此，考虑地震力时安全系数取1.02（一般规范的最小值为1.05）的情况时有发生，甚至可取1.00。这是因为： y|CP;:f;  
1）附加抗滑力（即设计推力）P采用的是抗滑建筑物的标准强度或设计强度，而不是极限强度，这就有一定的强度储备，因此，设计时给的P应是足够的，不必过分强调安全系数的下限。 Ge,;8N88  
2）P是用于折减部分T的，R又是取小值，所以，只要R+P≥T，一般滑坡就是稳定的，也说明安全系数可以取小一点。但这只针对地质条件清楚和参数可靠度较大时（如已有相应的工程措施能控制强度指标不至于再低），否则，规模较大的滑坡不能取较小的安全系数。 cj+ FRG~u  
3）c、φ值与岩土性质、地质环境及其使用年限内变化的可能性有关，如果c、φ采用的是残余强度，则与c和φ相关的抗滑力不存在任何折减，R就有较大的富余，结果就更加安全，根本无需提高安全系数。 :80Z6F.k`  
4）安全系数反映的是对R和T的了解程度（使用年限内可能出现的最小R和最大T，以及两者同时出现的概率），所以，滑坡设计应是个别设计，不必囿于规范，只要认真勘察、仔细分析、精心设计、优质施工，可以采用较小的安全系数。 ld3-C55  
5）地震时的c、φ值可能不是使用年限内的最小值，且滑坡所处的不是发震地带，而是地震影响地带，否则，地震力不仅有水平力，还有垂直力。另外，不考虑频繁震动使滑带松弛、降低c和φ值，也不考虑震动液化状态，否则需单独设计。 *&?c(JU;<  
6）滑坡治理一般考虑后缘刷方、前缘反压以提高一定的稳定系数，同时考虑排水提高滑带土的强度指标而提高稳定系数，所以，在支挡工程设计时安全系数可以适当取小一点。 HOw-]JSP2  
相反地，如果计算方法不合适、选用参数的可靠度不大或过于粗略，则用较大的安全系数。所以，规模较大的滑坡总是有较多的辅助工程。只有选用参数可靠度较大才可以采用较小的安全系数，才更经济和安全。同时，可通过监测了解各工程措施的作用是否与分析一致，还有一些未实施的工程需根据监测情况确定是否施工和改变尺寸。 +#GQ,  
3.3  考虑计算方法 $}lbT15a  
不同的计算方法表征为不同的稳定系数定义、不同的安全系数含义和不同的力学原理，故应采用不同的安全系数。但规范的安全系数并没有随着推力计算方法的改变而改变。例如，旧规范<sup>[22]</sup>采用的推力计算方法是传递系数法，而新规范<sup>[1]</sup>采用的却是传递系数隐式解法，对单条块而言，前者的设计推力是后者的K倍，但该新旧规范的安全系数却并没改变，那么，如果说旧规范<sup>[22]</sup>的安全系数是可靠的，新规范<sup>[1]</sup>的安全系数就偏危险了。另外，规范[1]和规范[2]是类似的，但后者采用的是传递系数法，其安全系数上限应该比规范[1]小，但如前所述，事实并非如此。 N5*u]j  
4  结论 u@~JiiC%  
1）稳定系数的定义很多，但正确的应该是抗滑力与下滑力之比值。 ^
[]}R:  
2）严格意义上的安全系数应该是指滑坡治理后的稳定系数，而不是当前的稳定系数。 jZh';M8"  
3）当前的稳定系数和安全系数的参照物不一样，不能混为一谈，因关心的是滑坡，所以用稳定系数是合适的。 7s"< 'cx_F  
4）规范的安全系数必须考虑众多影响因素，尤其是滑坡体积、地震烈度和计算方法，特殊情况经必要的论证后可酌情增减。 hfnN@Kg?B}  
5）安全系数的取值必须与采用的推力计算方法相一致。 5nv<^>[J  
6）稳定性计算和推力计算是互为逆运算，计算方法必须一致，且多种计算方法相互比较、验证是没有多大实际意义的。建议采用适用于任何滑面形状的传递系数法。 {S,l_d+(  
7）真正的传递系数法既不是传递系数显式解法，也不是传递系数隐式解法。 uvtF_P/  
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