2017年1月13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!
DAY36
土质边坡的稳定性
简布法整个的方程建立过程以及求解过程我们基本介绍完了,暂时告一段落吧!类似简布法这样的严格极限平衡条分法还有其它几种,区别主要就在于考虑了条间力之后提出的假设不同,我们依依介绍一下。
斯宾塞法:假设土条条间力的合力的方向是常数(未知)的并且各个土条的条间力合力方向相同。提出了一个合力作用方向的概念,还不知道,那最后还得求一下,又多了一个未知数。但是,确定了合力作用方向之后我们确定了一个条间力(水平条间力或者竖直条间力),另外一个方向的条间力也就可以求出来了。这样又减少了N-1个未知数。算一下现在未知力是多少,原来是5N-2加1减去N-1得到4N,未知力是4N方程也是4N,可以解,但是每一个方程都的用上!方程推导过程与简布法很相似,都是列出每一个土条的水平和竖直的静力平衡条件以及滑面极限平衡方程,可以得到水平条间力差值的表达式(没有滑面法向力和切向力,未知数有条间力合力作用角度)。而后根据每一个土条的水平条间力等于之前的土条条间力差值之和以及极限平衡条件下最后一个土条的水平条间力为0,我们可以得到一个方程。再根据每一个土条对于该土条底部中心满足力矩平衡,我们又能得到一个方程。这样我们就得到两个方程,两个未知数。解法的话,两个方程我们可以消去一个未知数得到一个关于另外一个未知数的方程,然后运用解答简布法的迭代法(竖直条间力的差值同时迭代!)就能解出安全系数和条间力合力的方向了。不难看出斯宾塞法和简布法很相似都解答出了条间力,也都适用于任意形状的滑动面和不均匀土体。
那这样的两种方法看似已经是具有很强的一般性、严格性了,那是不是已经是到达极限了呢?后来,诞生了更一般的方法:摩根斯坦-普莱斯法。这种方法的假设跟斯宾塞法的假设类似都是假设条间力合力方向,但是更具一般性,假设这个方向是变化的而且是遵从线性变化的,把这个角的正切表示为一个常数和一个线性函数的乘积。方程怎样推导?怎样解答呢?明天继续。
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