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[原创]用Excel快速求解边坡稳定系数 [复制链接]

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离线huangwg08
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2021-08-08
边坡稳定性问题是个经典的岩土问题。边坡稳定系数通常通过极限平衡法或有限元强度折减法来求解。然而, 这些方法在计算中通常涉及迭代, 一般通过软件来实现目的。 ^.@BD4/RPt  
=9JKg4I6  
<);Nc1  
当所研究的边坡是均质和较为简单时, 稳定系数也可通过查稳定性表来获得。通过查表可以避免复杂的计算和不需依赖软件。然而, 使用查表法时每次必需有表在身旁, 且读表时容易出现误差。比查表更方便快捷的是使用显式方程。显式方程可以写入常用的Excel文档里, 计算快捷, 调整参数也方便。 UjU*`}k3  
5b2_{6t  
("L&iu\`@  
本人在博士期间提出了一系列显式边坡稳定性方程。这些方程能嵌入Excel中,方便快捷的计算边坡稳定系数, 希望能对从事边坡设计工作的工程师们有所帮助。 .-g++f(_i  
KDX34Fr1  
.3.oan*i  
通过以下链接可下载这些稳定性方程的使用说明、已经带有自定义方程的Excel文档和本人的博士论文。若有问题, 欢迎在留言区提问, 反馈和探讨。 qEoa%O  
(本想通过附件直接上传到论坛, 奈何无法成功安装flash插件。所以只能通过微云来分享) 8E| Nf  
      
!h0#es\  
边坡稳定性方程使用说明 (pdf): https://share.weiyun.com/r7C46IsV ;:l\_b'Z}  
边坡稳定性方程Excel文档 (需启用宏): https://share.weiyun.com/gDyXqRDZ n^ AQ!wC  
本人的博士论文: https://dr.ntu.edu.sg/handle/10356/73373
本帖提到的人: @铁道兵
互通有无,共同成长。。。
离线sdjzuzdh

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只看该作者 1楼 发表于: 2021-08-08
谢谢提供分享
离线cjz06

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只看该作者 2楼 发表于: 2021-08-09
学习学习。。
Welcome to beijing!
离线279270307

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只看该作者 3楼 发表于: 2021-08-09
怎么使用呢?貌似没成功 a3wTcp "r  
离线abcdt5678

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只看该作者 4楼 发表于: 2021-08-09
谢谢分享,值得试试
离线huangwg08

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只看该作者 5楼 发表于: 2021-08-13
回 279270307 的帖子
279270307:怎么使用呢?貌似没成功 q_eGY&M  
 (2021-08-09 09:07)  \ .+.VK  
+}H2|vP  
能具体说一下是哪里的问题吗?
互通有无,共同成长。。。
离线issn04510712

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只看该作者 6楼 发表于: 2021-08-14
好资料,多谢了。
离线tumu20082008

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只看该作者 7楼 发表于: 2021-08-14
试试。。。。。。。
离线shenyl0211

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只看该作者 8楼 发表于: 2021-08-16
1、既然必须用VBA代码,就不要在乎复杂的迭代计算,只需预设几个指定宏的命令按钮即可。 q{/>hvl  
2、该方法只适用于一级边坡,而且要求坡面平顺、坡顶水平、坡体均质,往往与现实不符,故这种研究意义不大。 LX{[9   
3、稳定性计算方法很多,我用传递系数法验证了“干边坡”和考虑水平地震力的“干边坡”,前者稳定系数1.366(因偏离1较多,故方法间误差较大),后者1.095、1.004(基本一致)。 k fER  
4、即使付费的稳定性计算软件,对于单层岩土也可免费使用,且对坡形没有限制,故更没必要专门研究。 w'[lIEP 2$  
离线huangwg08

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只看该作者 9楼 发表于: 2021-08-17
回 shenyl0211 的帖子
shenyl0211:1、既然必须用VBA代码,就不要在乎复杂的迭代计算,只需预设几个指定宏的命令按钮即可。 &,B\ig1Jf  
2、该方法只适用于一级边坡,而且要求坡面平顺、坡顶水平、坡体均质,往往与现实不符,故这种研究意义不大。 )xgOl*D  
3、稳定性计算方法很多,我用传递系数法验证了“干边坡”和考虑水平地震力的“干 .. (2021-08-16 15:58) 9 ?"]dEM  
c#'t][Ii  
多谢你的评论。针对你的评论(主要是2和4),我做一个综合的回答。 V 8`o71p  
,CiN@T \&  
显式方程并非是要取代现有的商业软件,同时也做不到。对于复杂的边坡(土质、形状等),还需用严格的方法(比如条分法,有限元法等)来计算。现有的稳定性表和我所提出的显式方程,如你所说的,都是针对均质和外形简单的边坡。 Db"jzMW.  
rro92(y  
显式方程的优越性是与现有的稳定性表(比如 Taylor, 1937; Michalowski, 2002; Steward et al. 2011)相比较而言。这些显式方程,可以直接在Excel中应用,避免了查表,可快速便捷的进行多工况计算。对于简单的单层土边坡,显式方程也比稳定性计算软件便捷。 kSJWXNC  
'?]B ui  
至于这些显式方程的意义,可应用于以下几个方面。 YlfzHeN1  
1)可应用于交通(铁路、公路)边坡的前期稳定性评估。比如,英国的铁路网有19万个铁路边坡。每年需要从这19万个边坡中挑选出临近失稳的边坡进行维护。因数目众多,传统的条分法和有限元法都无法适用。目前英国的做法是使用稳定性表(Spink, 2020)。这些显式方程极有可能在这个领域有所应用。我有一篇文章是关于这方面的研究,最近被英国土木协会的一个子刊接收了。欢迎关注。 y[M<x5  
2)这些显式方程可延申到边坡可靠度分析,也有可能应用到区域边坡稳定性地图的编制。这些研究工作目前还在进行中。 ^IgxzGD  
3)对于学生学习边坡稳定性,有启发意义。绝大部分涉及边坡稳定性的教材,都会提到Taylor (1937) 的稳定性表。这些显式方程,每个参数对边坡稳定系数的影响都显而易见。因此,是对Taylor (1937) 稳定性表的一个有益补充。 *o<zo `  
Pf`HF|NI  
参考文献: Fc{M N"  
Taylor, D. W. (1937). Stability of earth slopes. Journal of the Boston Society of Civil Engineers, 24(3), 197–246. UIS\t^pJD  
Michalowski, R. L. (2002). Stability charts for uniform slopes. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128(4), 351-355. b1An2 e[  
Steward, T., Sivakugan, N., Shukla, S. K., & Das, B. M. (2011). Taylor’s slope stability charts revisited. International Journal of Geomechanics, 11(4), 348-352. )kLTyx2&  
Spink, T. (2020). Strategic geotechnical asset management. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 53(2), 304-320. pVgzUu7  
Huang, W. (2021). Efficient analytical approach for stability analysis of infrastructure slopes. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Geotechnical Engineering (in press) DC?U +  
互通有无,共同成长。。。
离线chinacdut

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只看该作者 10楼 发表于: 2021-10-15
讨论的好深奥
离线z511367698

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只看该作者 11楼 发表于: 2022-04-07
学习学习。。
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