关于Sarma法中条间剪力方向的研讨

基于调动条间剪力的实际考虑 ,分析了Sarma法中条间剪力方程的局限性 ,阐明了Sarma法中考虑条间剪力的两种可能方向的必要性 ,给出了条间剪力方向的判断准则 ,确保了所求解是运动许可的。结合算例 ,讨论了条块和滑动面的几何形状的变化对计算安全系数的影响。

考虑条间剪力的刚性挡墙静力与地震主动土压力水平条分法

针对以往对刚性挡土墙墙背主动土压力采用水平条分法时条间剪力处理不合理的问题,引入条间抗剪强度发挥系数,提出该发挥系数随深度变化的正弦、线性、双曲3种函数模式,并基于大量土压力的模型试验与现场监测结果统计,给出了该发挥系数的取值方法;在此基础上,通过水平条分极限平衡法及拟静力法,建立了充分考虑条间剪力的刚性挡土墙静力与地震主动土压力计算方法,考虑了墙后土体中平面、对数螺旋曲面两种可能的滑裂面形态,且集挡土墙结构型式、墙后填土性质、外荷载等多因素于一体。当墙-土摩擦角等于内摩擦角或其一半时,条间抗剪强度发挥系数一般不为0,墙-土摩擦角对其影响显著;引入条间抗剪强度发挥系数会使土压力合力作用点更接近实测值,建议墙体平动时采用双曲模式、墙体绕踵转动时可采取正弦模式。土体内摩擦角、墙-土黏聚力、竖向地震影响系数等对土压力合力作用点影响较小,但土体黏聚力、土体顶面倾角、墙背倾角、墙-土摩擦角、水平地震影响系数等对其影响较大。实例分析表明,该方法可定量确定主动土压力分布,所计算的主动土压力与实测值吻合良好,合力及其作用点处最大误差分别约为10%和7%。

关于Sarma法中条间剪力方程的改进

根据条间剪力的方向与条块的运动方向之间的关系，对Sarma法中的条间剪力方程进行了改进，从而明确了调动条间剪力与滑动面的几何形状之间的关系，表明条块界面上剪切强度的调动系数是随着条块和滑动面的几何形状的变化而变化的。利用本文所给的条间剪力方程，既能保证所求解是运动许可的，又能保证其数值解收敛。结合算例，论证了所给条间剪力方程的合理性和优越性。

基于力平衡求解安全系数的一般条分法

对于一般条块,建立了力平衡方程,导出了条间力递推方程,研究了基于力平衡求解安全系数的一般格式,从而建立了基于力平衡求解安全系数的一般条分法。而基于力平衡求解安全系数的垂直条分法只是它的1个特例。通过分析Sarma法的适用性,根据条块位移的相容关系给出了1个新的条间剪力方程,明确了条间剪力与滑动面几何形状之间的关系,以及条块界面上剪切强度的折减系数随条块和滑动面的几何形状的变化规律。基于新的条间剪力方程可建立条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数的非严格一般条分法。算例分析表明,所给新方法优于Sarma法。应用它能够得到更合理的安全系数值。即使条块形状是变化的,该法也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。

不平衡推力法与Sarma法的讨论

不平衡推力法是我国独创的边坡稳定性分析方法,在滑坡的分析治理中得到了广泛应用,然而对其精度的分析却廖廖无几。目前在与其他方法的对比分析中,发现在某些情况下其误差非常大,如果不加限制地使用该方法,可能会给工程带来巨大的隐患。针对该方法存在的问题,通过理论分析和算例比较,认为折线形滑面的计算精度与滑面控制点处滑面倾角的变化密切相关,通过控制该变化角度可以控制其精度,工程中建议将滑面控制点处的倾角变化小于10°作为该方法的使用条件,超过该限制应对滑面进行处理使它满足使用条件或采用其他的分析方法。针对Sarma法所给条间剪力方程存在的问题,给出了一个新的条间剪力方程。新的条间剪力方程不但符合边坡稳定性问题的合理性要求,且能正确表示任意条块的条间剪力。基于新的条间剪力方程对Sarma法进行了改进。改进后的Sarma法认为条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数。算例分析表明,改进后的Sarma法优于Sarma法,应用它能够得到更合理的安全系数值,即使条块形状是变化的,也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。