极限平衡条分法中条块个数的影响分析

刘 勋 徐顺畅

边坡稳定分析是土力学中的经典和热点问题，在土木工程中，边坡稳定分析是十分重要的问题，例如各种各样的天然边坡，高速公路、铁路、机场、港口、码头和运河等交通设施，露天矿井、废渣处理、填埋场、土石坝工程等都需要进行稳定分析;另外许多其他的人类活动包括房屋建筑以及各种填方和挖方工程也需要进行稳定分析。

目前进行边坡稳定性分析主要还是应用极限平衡方法［1-6］，各相关规范均规定了应用简化毕晓普法进行边坡稳定分析的设计与校核，在应用简化毕晓普法进行极限平衡稳定分析时，条块数目的多少对结果影响需要了解，本文针对这一目的展开探讨工作，针对具体的算例分析得到了许多有意义的结论。

1 简化毕晓普法

简化毕晓普法适用于圆弧滑动面假定的情况，该法考虑了条块间水平力的作用，通过考虑失稳时刻的整体力矩平衡条件迭代求解得到滑动土体的抗滑稳定安全系数。

典型土条受力分析示意图如图1所示。

其中，Fs为潜在滑动面的抗滑稳定安全系数;Wi为土条i重力;coi为土条底部总凝聚力;Qi为水平向的外荷载;Ni，Ui分别为条底的有效法向力和孔隙水压力;Si为条底剪切力;Rd为Qi对滑弧圆心的力臂;Ei，Ei-1均为条间力。限于篇幅不再赘述其详细的迭代求解过程。

2 算例分析

考虑一典型边坡，其剖面如图2所示，土层的计算参数如表1所示。考虑条块数目从5到20变化，利用自编的程序对其最小安全系数进行了计算，得到的变化曲线如图3所示。

表1 土层计算参数

由图3可以看出，随着条块数目的增加，最小安全系数有变小的趋势，但是中间略有反复，建议在进行边坡稳定分析时取条块数目为20或者更大，但过大的条块数会影响计算的速度。条块数为20对应的边坡临界滑动面如图4所示，滑出点经过坡脚。

3 结语

对一典型的边坡进行了简化毕晓普法的极限平衡稳定性分析，探讨了条块数目对最小安全系数的影响，建议在对边坡稳定性分析时，条块数目取为20或者以上，过小的条块得到的结果偏大。

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