感觉《岩土工程概念刷新贴》这个题目逼格有点高,跟文字风格不太相符,从2016年12月27日起改成 《老张说岩土》,给各位阅读与搜索带来的不便表示深深的歉意。
2017年1月8日,大家一起刷新岩土工程的基本概念!暂时的目标是每天刷新一个基本概念,针对一个概念深入剖析、理解。期待着大家抛去完美主义,放下自我保护,畅所欲言,专注成长,共同的进步。特别声明,本人水平有限并不是来给大家上课,仅仅是想起到一个剖砖引玉的作用,更确切地说是求拍砖,所以如果文字中有说的不对的地方期待着各位的指正也希望不会惊吓到大家!
DAY31
土质边坡的稳定性
昨天提到了显示解和隐式解。首先,说说什么是显示解和隐式解呢?显示解就是希望求得的未知数单独在等号的一边其它用于表达它的参数、常数在另外一边且完全没有希望求得的未知数,就是希望求得的未知数的表达式的形式。隐式解就是希望求得的未知数和其它的参数、常数通过各种运算混杂在一起只能整理成一个表达式等于0的形式,没法整理成表达式的形式,不能剥离出那个希望求得的未知数。这两种解的形式获得解的具体数值的方式是完全不同的,显示解就把等号另外一边的参数、常数代入就行了,隐式解就需要反复迭代求解。我国的隐式解法在规范中出现的较晚,因为一边迭代求解需要计算机而我国计算机应用晚些(当然现在基本都用计算机了)。除了圆弧滑动法,折线形滑坡求取安全系数同样是存在显式解和隐式解的,《建筑边坡工程技术规范》就是用的隐式解,《建筑地基基础设计规范》就是用的显式解(关于隐式解和显式解的结果的差异、误差的对比,以后再说吧!)。
关于瑞典条分法还要补充一点。先梳理一下,我们这些计算方法的目的是计算出边坡的安全系数,计算安全系数就需要知道抗滑力和下滑力或者抗滑力矩和下滑力矩,瑞典条分法计算时下滑力矩就是每个土条向下的重力乘以力臂(没了!),抗滑力有两个一个是法向的力(它本身的大小也影响切向力的大小,本身决定切向力的摩擦力部分)一个是切向的力,但是由于滑动面假定为圆弧所以法向力经过圆心力矩就是0了,抗滑力矩只剩下切向力乘以力臂了(力臂就是滑动面圆弧的半径)。这样下滑力矩很简单了,在这里就不说了。抗滑力矩怎么求恩?先求抗滑力,抗滑力是由滑面以下土体提供的,虽然是切向力但是还是受法向力的影响。法向力我们通过法向的静力平衡条件就可以求出来。那再求切向力,这时候问题就出现了,切向有切向的静力平衡条件还有极限平衡条件,两个条件好像都可以求出来切向抗滑力,两个条件求出来的切向抗力的值一样吗?如果不一样用哪个?如果是静力平衡条件求出切向抗滑力,那这个切向抗滑力就刚好等于土条重力的切向分力。如果是极限平衡条件求出的切向抗力,那这个切向抗力就是土体的极限抗剪强度在滑面长度上产生的力。这两个相等吗?不一定。大小关系一定吗?考虑所有情况的话也是不一定的,在滑面还没完全贯通前甚至是有的土条是土条重力分力大有的是土条重力分力小,我们求的是最危险滑面的安全系数,虽说是最危险滑面但是滑面贯通不贯通滑下来没有,有时候知道有时候是不知道的恩,有时候甚至是连边坡都还并不存在呢!那还是确定不了按照静力平衡条件还是极限平衡条件来求切向抗滑力啊!再试试看,如果我们是按照静力平衡条件来获取,那如果是土条自重的分力早就超过了土体的极限抗滑力,这样本身土体没提供这么大的抗力你按照这么大来算了,算出来的安全系数就比实际的更危险了,我们不希望有危险啊!如果我们是按照极限平衡条件来获取,那如果是土条此时没有产生贯通的滑面呢(如果是产生贯通滑面了,那么按照极限平衡条件来计算就刚刚好!),抗滑力就是土体自重的分力啊,你取土体极限抗滑力还不是取大了!但是,虽然此时计算的安全系数还是偏大,实际情况是什么样呢?没有产生贯通面,没有产生贯通面就没滑动。那还是按极限平衡条件计算的保守些,所以我们还是选择它吧!这点我觉得还是值得大家注意一下的!如果发现我分析的不对,有更权威的解释,请留言啊!拜托了!
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