
邊坡極限平衡法
極限平衡法的特點
核心思想
極限平衡法的核心思想有兩點:一是化整為零,即將邊坡滑體進行條塊劃分,并研究條塊之間的相互作用,不同的極限平衡法之間的差異就在于條塊間相互作用假定的不同;二是極限平衡,即滑體在一定條件下達到極限平衡狀態,亦即邊坡安全系數Fs=1.0,當然不同方法對邊坡安全系數的定義也有差異。
方法的可行性
極限平衡法雖然簡單,但是簡單并不代表其理論上不嚴密,在此有兩個問題需要說明:一是為何可以選取平面作為邊坡剖面進行分析,這是由于在選擇計算剖面時通常選取最不利的平面,并且平面忽略了垂直于平面的約束,將其簡化為平面應力問題,這使得典型剖面的計算結果更加保守,因此更偏于安全;二是邊坡實際所處的彈塑性狀態,根據潘家錚上下限原理,巖土體所處狀態總是介于上下兩個極限之間,對邊坡而言,其上限是整個滑體達到塑性狀態,下限是僅滑動面達到塑性狀態,極限平衡法對應的極限狀態首先是使滑面達到塑性狀態,滑體則根據不同方法條間力假定的不同而在不同程度
上達到塑性狀態。基于以上兩點,可以看出極限平衡法雖然簡單,但是它在一定程度上反映了邊坡穩定狀態的本質,而且在理論和方法上是嚴密可行的。
優缺點
極限平衡法的特點即是忽略邊坡演化過程,直指特定狀態下的穩定分析結果,這個特點既是其優點所在,也是其不足之處,優點在于忽略了邊坡巖土本構這個難題,直接分析邊坡極限狀態下的穩定性;不足在于由于忽略了本構,因此不能分析邊坡的變形演化過程,而且只求解邊坡整體穩定系數,目的過于單一。當然極限平衡法和數值算法亦存在一個共同問題,即必須在典型剖面上搜索出滑動面,不同之處在于,極限平衡法是通過經驗和試算選取安全系數最小的剖面作為滑動面,而數值算法則選取塑性貫通區作為滑動面。