我本不想回复97楼的,因为太浪费时间了,但为了坛友们,也是我原发帖子的初衷,所以还是写几句吧,其中很多东西是暂时不想公开的。
n Bm ]? 1、安全系数与稳定系数的区别。 (]@S<0 http://www.yantubbs.com/read.php?tid=75396&ds=1&page=7#19404141940414有详细解释。
&2ED<%hH` >a8iY|QY 2、传递系数法。 _H$Lu4b)N http://www.yantubbs.com/read.php?tid=124480介绍了传递系数法的原型与衍生,证明传递系数法根本不是简化法。而97楼认为作了假设就是简化,那严格一词就没有任何意义了。
:8b'HhjM M`Y^hDl 6 传递系数法的应用仅晚于瑞典法。
N[Z`tk?- sH6;__e 在中学物理中大家都学过类似这么一个受力分析:在倾斜的木板上放一个木块,木块受到垂直向下的重力W、平行于木板的摩擦力F和垂直于木板的支持力N。其中W是主动力,而F和N是被动力,都与W成正比。W可分解为平行于木板的W1和垂直于木板的W2,且N=W2,如果W1>F,则F由静摩擦力减小为动摩擦力,木块沿木板向下滑动,且不会脱离木板。这是传递系数法的基础。如果没有间隙的2个木块在同一斜面上,且摩擦系数一样,则分算和合算是一样的,如果摩擦系数不一样,或不在同一斜面上,则须分算,且要考虑力的传递。如果有3个木块,则第1个木块只能通过第2个木块将作用力传给第3个木块。也就是说,不考虑力的传递的瑞典法的力矩平衡是错误的。
gWj-@o\ 但受过高等教育的人忘了基础知识和常识,非要将F和N分解为水平方向和垂直方向的力,让这两个被动力的分力来确定木块应该主动地向水平方向还是垂直方向运动。可见,这种受力分析在最简单的单条块时都是错误的,更别说多条块了。
[Uup5+MCv >axeUd+@i 只有传递系数法假设条块的剩余下滑力P=W1-F的方向是平行于滑面的。如果P背离滑面向上(不是垂直于滑面),则P仍然可以分解为垂直滑面向上的力N’和平行滑面向下的力W1’,N’是被动力,W1’是主动力。如果P指向滑面向下(不是垂直于滑面),则P也仍然可以分解为垂直滑面向下的力N’’和平行滑面向下的力W1’’,N’’是被动力,W1’’是主动力。如果认为P不能再分解,则根据牛顿第二定律,在P的作用下条块将脱离滑面飞起来或钻入滑面,但这两种结果又都没人认可,说明P的方向还只能是平行于滑面。因此,不管是正解还是反证,都说明传递系数法的条间力方向假设是合理的。
Sz5t~U=G #*h\U]=VS Morgenstern提出的适用范围是完全错误的,他违背了最基本的物理常识。但聪明的中国人(包括陈祖煜院士)也在专著中、论文中不断引用、不断误导。
< $zJi V a.土条间不产生拉力—— }UyQGRZ= 不是土条间不产生拉力,而是土条间根本就不存在拉力。拉力一词用于此本来就是极其错误的。
xvl$,\iqE 滑体本来是一个整体,是人们为了便于计算而人为划分成若干条块的。
6]7csOE 什么是拉力?从上往下计算至某条块时剩余下滑力小于0,说明到该条块时局部稳定系数大于1(稳定性计算时)或大于安全系数(设计推力计算时),而不是该条块对下一条块有拉力。
217G[YE- 真不明白,一个简单的物理问题,怎么会引出复杂的数学问题。
FJvY`zqB 传递系数法可以告诉你计算到任何一个条块时的局部稳定系数和局部剩余推力,这是它的最大优点,没想到被当成了最大缺点。
"0eX/rY% 按照Morgenstern的要求,用传递系数法是永远也得不出整体稳定系数大于1的结果的。
<rzP 试问:怎样才能得出整体稳定系数大于1的结果?
TpU\IQ b 作用于土条界面的剪力不超过M-C法则所提供的抗剪强度—— '#6eUb 与a一样,土条界面是虚拟的,不是真实的,即使土条界面的剪力超过M-C法则所提供的抗剪强度会怎样呢?
sVyV|!K 现在把木块换成铁块,侧面绝对光滑,无摩擦力,也无粘聚力,也就是铁块的抗剪力=0,底面仍然象木块一样粗糙,铁块的数目任意,滑面的形状任意,铁块上施加推力的方式(如用手指、手掌、砖块、木块)、大小任意,有侧限(只是控制方向用,无侧限的话铁块会左右滑动),想想、算算、试试,Morgenstern的这一条是否合理?
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*/ 退一步说,按照Morgenstern的要求,计算时需要提供滑体和滑带土的强度指标,但哪个商业软件考虑了滑带土的强度指标?又有哪个非商业软件考虑了滑体的强度指标?陈祖煜院士自己编的程序都考虑了吗?
#xtH6\X 真没想到,外国人的一句经不起推敲的话,在中国人眼里就是真理,就是至宝。
;21D ^e Ph3;;,v ' 在软弱夹层问题上,如上一条块以很大的角度向软弱夹层处传递下滑推力,可能出现软弱夹层处所承担的竖向力很大、水平力极小、安全系数偏大的不合理状况—— TOwqr T/ 这条的意思是:上下滑面折角较大时,导致传递系数偏小,这样传递后的下滑力偏小、抗滑力偏大,因而稳定系数偏大。包括郑颖人院士在内的不少人还专门就此写论文批评过传递系数法。《公路路基设计规范》条文说明中也要求使用该法时需对滑面折角进行处理,以确保“滑面夹角小于10°”(实际上就是增大传递系数)。
NQ{(G8x9 我想知道的是这样不折不扣的大折角滑面是否存在?在什么情况下存在?
2yA)SGri 如果是人为简化造成的,那是连滑面的问题,不是计算方法的问题。
s#?ZwD,= 事实上,滑面折角越大,滑块消耗在变形方面的能量越大,在折角处的滑带扩容(滑带增厚)就是证明,所以,下滑力减少较多是符合实际的,不是偏于危险。不过,折角较大是很少存在的(取决于滑体和滑床的刚度),往往是对滑面过于简化造成的,因此,如果滑面本身是圆弧形过渡而被简化为大折角就另当别论了,但如果后缘部位条块面积所占比重不大时,对整体的稳定性和推力影响较小,则连滑面时折角可以放宽到15°,或只作简单处理甚至不作处理。
o[>d"Kp 自然界中毕竟是折线形滑面较多(严格地说,由于坡体都是非均质体,都应该是折线形滑面),且推断或简化的滑面常常存在相邻倾角变化较大的情况,因此,要根据滑体、滑床的强度和滑带的厚度等实际情况,分析在滑面转折处的扩容范围,确定滑面折角的过渡情况,适当增加1~2条折线,控制折角的大小。因为大滑动时滑面转折点的扩容早已完成,且已圆顺,阻力不会过大。
wR%Ta - R4p Pt 3、稳定性计算中的超载法和强度储备法。 YTTyMn Bishop关于安全系数的定义忽悠了很多人,中国统计局的“负增长”已让中国老百姓很痛心,现在岩土工程界又冒出强度“负储备”,还是“国际工程界广泛认可的”,真是无奇不有啊。强度储备法错了就错了,何必强词夺理?不是还有正确的、中国人自己创立的传递系数法吗?离了外国人中国人就不活了?外国人难道就是一言九鼎吗?
wnS,Jl =WTSaC “超载法”在下滑力前乘以安全系数K,不是为便于计算的显式表达,而是来自稳定性计算公式的逆运算。
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2gl9 -,8LL@_ 两种计算结果比较,并无孰大孰小的规律—— QFP9"FM5F 就两种传递系数法的稳定系数而言:
_a$qsY 当K=1时,两者K相等;
bYsX?0T!p 当K<1时,超载法偏大;
K6DN>0sY 当K>1时,强度储备法偏大。
P j |62` {+ 楼上不要引用《铁路路基支挡结构设计规范》的说明说事,我早已声明:“传递系数法本来只有一种,就是铁路规范首先采用、现在多部规范逐渐采用的方法。但是,无论是编规范的人,还是用规范的人,都没有几个理解传递系数法,其中包括所有院士。”
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{.% XPd mz !,b 既然楼上真的不明白传递系数法被“简化”的原因,那也就不谈了,希望坛友们看完论文后自己评价吧。
5/"$_7"{a C8m 9H8Qm 4、稳定系数的表述,兼简谈国际上主流的稳定性计算方法。 $toTMah
w 瑞典圆弧法和Bishop法:
d{YvdN9d 说是满足力矩平衡,那力臂是什么?在哪儿?后缘高处的条块推力是怎样作用于前缘低处的抗滑桩墙的?根本没有支点、没有臂,即使有支点、有臂,但臂毕竟是土,不是石,更不是坚硬的钢铁,能承受多大的力矩而不断裂?更可笑的是,按照这两种算法,如果滑体越厚、重心越高,则水平地震力的力臂就越短、越稳定,这符合常识吗?我所知道的只是需要抗滑桩更长、造价更高。
W,4!"*+ 如果把力臂忽略,或只考虑重力作用,则可发现瑞典法实际上就是将所有条块的抗滑力除以所有条块的下滑力。由于剩余下滑力没有部分转化为摩擦力,因而稳定系数偏小。
3E*|^* k8D_ 简化Janbu法(假设条间力方向为水平)、美国陆军工程师团法(以前是假设条间力方向为滑坡前后缘两点连线的倾角。我称为美国陆军工程兵团法,小时候下军旗知道有工兵,工作后知道有铁道兵,军队有兵团,中国人只知道engineer是工程师,不知道工程兵翻译后是engineer)、传递系数强度折减法(强度储备法)、罗厄法(假设条间力方向为条块坡面倾角和滑面倾角的平均值),我将其统称为广义传递系数法,他们的唯一区别是条间力方向假设不同,从而影响到结果的准确和可靠。
}$_@yt<{W@ 当所有条块的坡面倾角=滑面倾角时,传递系数强度折减法与罗厄法完全一样。但水利部宁愿采用罗厄法而不采用传递系数法,宁愿采用稳定系数偏低的简化简布法也不采用传递系数法,足见其规范编写人员根本就不懂传递系数法。
GD4S/fn3 {lf{0c$X. 不是因为Morgenstern-Price法和通用条分法同时满足力平衡和力矩平衡才具有更广的适用范围,难道传递系数强度折减法的结果与Morgenstern-Price法相差较大吗?不是!
#RlZxtx.O 根据条间力方向假设,广义传递系数法不需要考虑力矩平衡就能解出稳定系数。
2+9VDf2 Morgenstern-Price法也假设了条间力方向。但它的力矩平衡存在简化,就是假设支持力N的作用点为条块底面的中点,相当于假设条块为平行四边形,从而相当于假设条块的坡面倾角=滑面倾角,也就是罗厄法=传递系数强度储备法,由此推断,水利部《碾压式土石坝设计规范》表面上不采用传递系数强度储备法,实际上采用了传递系数强度储备法——因为该规范采用了Morgenstern-Price法。Morgenstern-Price法对N作用点的简化,或者说忽略N的力矩引起的误差有多大?
;wwc;wQ' 再次强调,条分仅仅是为了便于计算,我们始终假设滑坡是整体,计算的是整体的稳定系数,或考虑工程时某一段的局部稳定系数,任何一个条块都不会产生倾倒,产生倾倒变形的不能称为滑坡,请注意“滑”字。因此,根本没必要考虑条块的力矩平衡,因此,也不要迷信满足力平衡和力矩平衡的Morgenstern-Price等法。
|nNcV~%~ _=mzZe[ 滑体沿圆弧面滑动的前提是滑体的C<>0、phi=0,而不是与phi是否为0无关。
/2p*uv}IP 这里需要区分绝对圆弧形、近似圆弧形、螺旋线形。
M=iTwK V,-we|" 任何方法都适用于任何形状的滑面,只要不考虑力臂就行。这种简化引起的误差,要比方法本身的误差小得多。
p@jw)xI G4(R/<J,BQ “滑坡以水平位移为主”是一种想当然的论断—— J5{;+ysUMl 这是区别滑坡、崩塌、错落等病害的主要特征之一。97楼不懂不要胡说。
\0)jWCK wtS*-;W 5、几个问题的思考: 03~ ADj (1)传递系数法中n-1条块剩余下滑力为负时如何处理? E0ED[d, 《铁路工程不良地质勘察规程》条文说明(P116)明确要求注意以下几点(R为抗滑力、T为下滑力、P为剩余推力、K为稳定系数):
n\+c3 ①当某一条块的R>T且P<0时,可以认为该条块以上是稳定的,不产生推力,故P不应往下传递,而应从T>R的条块开始往下计算至最终条块。
jrp>Y: ②当某一条块的R>T且P>0时,则P继续往下传递,一直计算至最终条块。
D40 vCax^J ③当某一条块的R>T且P<0时,当按上述第①款的方法计算下一条块时仍然是R>T且P<0时,则一直计算至最终条块,同时得出K>1。
5m1J&TZ0 gkr9+ (2)如何考虑地震荷载作用位置对边坡稳定性的影响? oxxuw
Dcl b圆弧面滑动(旋转):—— .~i|kc]Ue 对于滑坡怎么用了“旋转”一词?难道改叫转坡了?
flCT]ZR 前面已作分析。
d"XZlEV A|ZT;\ c倾倒破坏—— kyHli~Nr" 这不是滑坡的破坏模式。
-PpcFLZ| 水平地震力作用与圆弧滑动模式截然相反,说明基于力矩平衡的瑞典法和Bishop法有问题。
WZ' Z"' zM0}(5$m (3)关于滑面的自动搜索。 A4"TJZBg} 各种条分法中是不包含滑面搜索模块的—— =mYf]
PIX 这是软件编制的问题,不是计算方法的问题。slope2000中就有该功能。
k!Yc_ZB:*l Wj.t4XG! 6、对于楼主“5月27日”例子的分析。 Z!g6uV+.5 楼主采用强度储备法的剩余下滑力计算公式有误—— M/ 64`lcb 说明97楼对强度储备法不理解。
a&'9[9E1 T<n`i~~ 应该对原始抗滑力R和支挡结构提供的抗滑力r(数值上等于P)一视同仁地作“强度储备”—— {b!{~q 这样的话,把公式一转换,就是超载法。怎么站到我的立场上来了?但是,按你这样推导出来的既不是传递系数超载法,也不是传递系数强度储备法。
mz0{eO ,[;O'g?,g 采用超载法计算:P=KT-R w-Ph-L/ 采用强度储备法计算:P/K=T-R/K—— X7$]qE K 下式的两边都乘以K,不就是上式吗?欢迎你!但很遗憾,强度储备法的左边是不除以K的。
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