老張說岩土——DAY44

2017年1月21日，大家一起刷新岩土工程的基本概念！暫時的目標是每天刷新一個基本概念，針對一個概念深入剖析、理解。期待著大家拋去完美主義，放下自我保護，暢所欲言，專註成長，共同的進步。特別聲明，本人水平有限並不是來給大家上課，僅僅是想起到一個剖磚引玉的作用，更確切地說是求拍磚，所以如果文字中有說的不對的地方期待著各位的指正也希望不會驚嚇到大家！

DAY44

土質邊坡的穩定性

昨天，大壩施工期的邊坡穩定性分析已經說完了。今天，我們說說大壩穩定滲流期的邊坡穩定性分析。大壩在穩定滲流期，填築壩體產生的超靜孔壓我們認為已經基本消散完全，那麼就只有靜水壓力。而此時，由於上下游的水位是確定的，我們就可以據此確定壩體內的流網，有了流網各個點的孔壓我們就能確定了。孔壓得以確定，那我們就應該選用有效應力法進行分析。在通過有效應力法進行分析時，當我們取不同的隔離體會經歷不同的分析過程，因為受力物體和施力物體會有不同。我們可以選取滑動土條的土骨架和土骨架間的水共同作為隔離體，也可以僅僅選取滑動土條的土骨架作為隔離體。先看看土骨架和水作為隔離體吧。先選取土條後，我們計算土條的重力（這裡有兩條線需要注意：一條是浸潤線另一條是下游水位線！），在浸潤線以上的土條重力就是土體重度乘以體積；浸潤線以下下游水位線以上我們是按照飽和土體的重度乘以體積來計算的（因為靜水壓力我們一起通過流網來確定，如果這裡用浮重度就多減去了一部分的靜水壓力，而且此時水體穩定滲流，該土條受到的靜水壓力也不嚴格是水深的靜水壓力，是需要單獨求一下的，避免想當然！）；下游地下水位線以下的部分，我們認為該部分水處於靜力平衡狀態（實際上可能並不是完全靜力平衡狀態）對於土坡的穩定性幾乎沒有影響，所以這部分土體的重力我們就取浮重度和體積的乘積。靜水壓力應該是該土條底面中心的等勢線與浸潤線交點到下游水位線的垂直高度（下游水位線以下部分的靜水壓力已經在浮重度中有所體現，所以這裡不算進去啦！小小啊！）。特別注意，在實際工程計算時，我們在計算下滑力（也就是分母）的時候，土條浸潤線到下游水位線之間的部分按照飽和重度來計算，而在計算抗滑力（也就是分子）的時候，土條浸潤線到下游水位線之間的部分按照浮重度來計算（要知道這是近似的計算是在滿足精度情況下的簡化，而不是嚴格意義的方法，我們稱之為替代重度法！可以省去繪製流網的程序！）。而後，通過計算就能得到土坡的安全係數。再看看土骨架為隔離體。土骨架作為隔離體時，對它的施力物體就多了土骨架孔隙間的水，水對它既有浮力作用又有滲透力的作用（在存在水頭差的流網部分！）。該方法，土條水位以下均取浮重度。水的滲透力必須要繪製流網來輔助求解了，滲透力的大小是水力梯度乘以水重度乘以滲流面積，水力梯度通過流網來求取。滲透力的作用方向是與流線相同，作用位置認為就在形心，從而我們就能確定滲透力的力臂（還是比較麻煩的！）。通常情況下，滲透力的方向與滑面夾角不大的情況下，我們只考慮滲透力產生的下滑力，不考慮它對抗滑力的影響（具體計算方法是通過力矩等效計算出作用在滑面上的等效下滑力！）。而後，通過計算就能得到土坡的安全係數。以土骨架為隔離體計算過程複雜，所以工程上很少應用。今天就到這裡了。各位有什麼補充的請留言啊！

期待各位的回復！

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