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    条块间作用力倾角的假定及其对条分法计算结果的影响

    苏爱军 王建 周涛

    苏爱军, 王建, 周涛, 2013. 条块间作用力倾角的假定及其对条分法计算结果的影响. 地球科学, 38(1): 188-194. doi: 10.3799/dqkx.2013.019
    引用本文: 苏爱军, 王建, 周涛, 2013. 条块间作用力倾角的假定及其对条分法计算结果的影响. 地球科学, 38(1): 188-194. doi: 10.3799/dqkx.2013.019
    SU Ai-jun, WANG Jian, ZHOU Tao, 2013. Assumption of the Slices' Force Dips and Its Effect on Results Calculated by Slice Method. Earth Science, 38(1): 188-194. doi: 10.3799/dqkx.2013.019
    Citation: SU Ai-jun, WANG Jian, ZHOU Tao, 2013. Assumption of the Slices' Force Dips and Its Effect on Results Calculated by Slice Method. Earth Science, 38(1): 188-194. doi: 10.3799/dqkx.2013.019

    条块间作用力倾角的假定及其对条分法计算结果的影响

    doi: 10.3799/dqkx.2013.019
    基金项目: 

    国家"973"计划项目 2011CB710600

    详细信息
      作者简介:

      苏爱军(1962-), 男, 教授, 长期从事地质灾害防治研究和水利水电工程地质勘察研究.E-mail: aijun318@vip.sina.com

    • 中图分类号: P694

    Assumption of the Slices' Force Dips and Its Effect on Results Calculated by Slice Method

    • 摘要: 以猴子石滑坡为例, 利用数值模拟方法, 计算了滑坡条块间作用力倾角.对比分析了半精确条分法中传递系数法、罗厄法、美国陆军工程师团法、简化的简布法及实用递推法所确定的条块间作用力倾角与数值模拟值计算结果的差别.讨论了半精确条分法关于条块间作用力倾角的假定对滑坡稳定系数计算精度的影响, 并与精确条分法的计算结果和基于数值模拟值的条块间作用力倾角所计算的力的平衡条件下的稳定系数进行了比较.详细论证了现行主要半精确条分法的精度与适用性.

       

    • 图  1  数值模拟单元划分与滑坡体条块模型

      Fig.  1.  Unit of numerical simulation and landslide slice model

      图  2  滑带土在天然和饱和状态下XX方向应力云图和XZ方向剪应力云图

      a.滑带土天然状态下XX方向应力云图;b.滑带土饱和状态下XX方向应力云图;c.滑带土天然状态XZ方向剪应力云图;d.滑带土饱和状态下XZ方向剪应力云图

      Fig.  2.  Stress contours of XX direction and XZ deirction in natural state and saturated state

      图  3  滑坡体条块间作用力倾角对比曲线

      Fig.  3.  Comparison of dips of slices' forces of the landslide

      表  1  滑坡及滑床岩土体物理力学参数设计建议值

      Table  1.   Recommended physical mechanical parameters of the landslide and sleigh bed

      项目 密度 滑带土抗剪指标 弹性模量(GPa) 泊松比 抗拉强度(MPa) 体积模量(GPa) 剪切模量(GPa)
      γ天然(kN/m3) C天然(kPa) φ天然(°)
      γ饱和(kN/m3) C饱和(kPa) φ饱和(°)
      滑带土 $\frac{{{\rm{23}}{\rm{.0}}}}{{23.5}}$ $\frac{{{\rm{35}}{\rm{.0}}}}{{23.0}}$ $\frac{{{\rm{23}}{\rm{.4}}}}{{20.7}}$ 0.026 0.34 0.005 0.027 0.010
      滑体(碎块石土) $\frac{{{\rm{23}}{\rm{.0}}}}{{23.5}}$ $\frac{{{\rm{60}}{\rm{.0}}}}{{50.0}}$ $\frac{{{\rm{28}}{\rm{.0}}}}{{25.0}}$ 1.960 0.29 0.010 1.556 0.760
      泥质粉砂岩、粉砂质泥岩 $\frac{{{\rm{25}}{\rm{.3}}}}{{25.6}}$ $\frac{{{\rm{1}}\;{\rm{700}}{\rm{.0}}}}{{1\;400.0}}$ $\frac{{{\rm{47}}{\rm{.0}}}}{{42.0}}$ 6.500 0.25 0.050 5.600 2.800
      *原始数据来源于长江水利委员会综合勘测局内部资料(2002),苏爱军(2008).
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      表  2  滑坡体条块间作用力的倾角(°)

      Table  2.   Dips of slices' force of the landslide

      条块 滑带土天然状态下数值模拟值 滑带土饱和状态下数值模拟值 传递系数法 罗厄法 美军陆军工程师团法 简化的简布法 实用递推法(SU-U法)
      1 23.17 12.74 64.41 45.50 21.66 0 20.43
      2 24.55 13.02 55.29 44.28 21.66 0 21.32
      3 23.81 16.52 51.26 38.83 21.66 0 21.54
      4 23.12 18.91 46.50 36.64 21.66 0 21.66
      5 23.30 20.54 33.36 16.68 21.66 0 21.22
      6 23.65 22.00 28.97 38.35 21.66 0 20.82
      7 14.87 12.82 19.74 9.87 21.66 0 19.59
      8 12.21 10.79 17.74 14.05 21.66 0 19.26
      9 10.48 9.49 14.68 7.34 21.66 0 18.70
      10 13.13 12.11 12.27 6.14 21.66 0 18.23
      11 16.28 15.43 15.34 22.21 21.66 0 18.83
      12 19.74 18.90 14.05 14.74 21.66 0 18.58
      13 23.21 22.29 14.04 19.42 21.66 0 18.58
      14 24.57 23.87 15.56 24.02 21.66 0 18.87
      15 23.75 23.54 11.28 23.98 21.66 0 18.02
      16 22.65 23.41 11.00 12.25 21.66 0 17.96
      17 24.42 25.20 -0.62 7.75 21.66 0 15.15
      18 23.82 25.39 -7.38 15.99 21.66 0 13.22
      19 19.97 23.35 -7.60 3.58 21.66 0 13.16
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      表  3  各条分方法与数值模拟法条块间作用力倾角欧式距离和相关系数对比

      Table  3.   Comparison of Euclidean distance and correlation coefficient of the slices' force dips between different slice methods and numerical simulation

      滑带土状态 相关性 传递系数法 罗厄法 美军陆军工程师团法 简化的简布法 实用递推法
      天然 欧式距离 83.66 49.33 20.52 91.83 23.75
      相关系数 0.24 0.53 0 0.03
      饱和 欧式距离 99.62 64.69 26.69 83.51 29.43
      相关系数 -0.46 -0.11 0 -0.49
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      表  4  基于数值模拟值的条块间作用力倾角所计算的力的平衡条件下稳定系数与多种条分法的比较

      Table  4.   The comparison of stability coefficient calculated by accurate slice method and numerical simulation

      滑带土状态 半精确条分法 精确条分法
      采用数值模拟值计算 传递系数法 改进的传递系数法 罗厄法 美国陆军工程师团法 简化的简布法 实用递推法 精确递推法 斯宾赛法 摩根斯坦-陈法
      天然 1.46 1.57 1.53 1.51 1.50 1.38 1.49 1.49 1.49 1.46
      饱和 1.25 1.33 1.31 1.29 1.29 1.18 1.27 1.27 1.27 1.25
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    出版历程
    • 收稿日期:  2012-02-20
    • 刊出日期:  2013-01-15

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