传递系数法的公式推理及应用注意事项探讨
摘要:本文介绍了滑坡稳定分析传递系数法的两大类强度储备法(隐式解)和超载法(显式解)的详细推导过程及两类方法因推导方法的不同而在应用时应注意的问题。
关键词:滑坡;稳定分析;超载法;强度储备法
1前言
在滑坡治理中,传递系数法是计算折线滑面滑坡剩余下滑力和稳定性的常用方法,亦称不平衡推理传递法。按稳定系数寻求方法及静力平衡条件的差异,可将目前广泛应用的传递系数法分为两类,即强度储备法(隐式解)和超载法(显式解)。由于传递系数法计算简单,并且能够为滑坡治理提供设计推力,因此在水利部门、铁路部门等得到了广泛应用,在国家规范中将其列入推荐的计算方法。超载法列入《岩土工程勘察规范》GB50021-2001条文说明、《铁路工程不良地质勘察规程》TB10027-2012等,强度储备法列入《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013。从此方法创造以来,很多学者对该方法的计算精度等问题进行了深入研究,发表了很多有意义的成果,同时工程界的有些也对该法提出了一些疑问。
本文试就此方法的基本原理和公式推导进行一次梳理,同时对超载法和强度储备法的应用时注意的一些问题进行论述,欢迎同行们讨论指正。
2传递系数法
2.1传递系数法的假设
传递系数法属刚体极限平衡分析法,计算方法基于如下6点假设:
(1)将滑坡稳定性问题视为平面应变问题;
(2)滑动力以平行于滑动面的剪应力和垂直于滑动面的正应力集中作用于滑动面上;
(3)视滑坡体为理想刚塑性材料,认为整个加载过程中,滑坡体不会发生任何变形,一旦沿滑动面剪应力达到剪切强度,则滑坡体开始沿滑动面产生剪切变形;
(4)滑动面的破坏服从莫尔-库伦破坏准则;
(5)剩余下滑力方向与滑动面倾角一致,剩余下滑力为负值时则传递的剩余下滑力为0;
(6)沿整个滑动面满足静力的平衡条件,但不满足力矩平衡条件。
2.2传递系数法的推导
第i条块的下滑力: