位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
瑞典条分法剖析引发的有效应力和渗流力概念问题
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU431[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程] TU470[建筑科学—结构工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098, [2]河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50878075):江苏省高校青蓝工程基金资助项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目
中文摘要:

瑞典条分法在土力学教学和边坡工程设计中有着广泛的影响。针对其两种有效应力分析表达式,通过剖析土条底面法向有效应力的推求过程及对比分析计算结果发现:在理论上,两种表达式都不适用于一般渗流条件下的边坡稳定分析;实用上,也存在明显离散的计算误差。其原因分别在于:以土体为研究对象时,忽略了土条侧面的水压力;以土骨架为研究对象时,忽略了渗流力的作用。进一步分析微单元体平衡微分方程的结果表明,Taylor提出的分析渗流对土骨架有效应力影响的两种等效处理方式,即以土体为研究对象,考虑饱和重力与周界上水压力的方式;或以土骨架为研究对象,考虑有效重力与渗流力的方式,可以在刚体极限平衡分析方法中运用,例如条分法。但是,在涉及渗流.变形耦合分析的诸如边坡渗流稳定和固结问题的解析和数值方法中,只能以土体为研究对象,而不能以土骨架为研究对象、运用渗流力的概念进行分析。究其原因在于:在渗流条件下,物理上,有效应力不是应力变量;有效应力和确定渗流力的孔隙水压力分别是决定土骨架的变形和强度以及流场的相互依赖的、非独立的应力状态变量。

英文摘要:

The Swedish slice method has played an important role in the teaching of soil mechanics and the design of slope engineering. Its two expressions for effective stress analysis are investigated by anatomizing the derivation process of the normal effective stress on the bottom of a soil slice and by analyzing their calculated results comparatively. It is found that theoretically both expressions are not applicable to the slope stability analysis under the seepage condition in a general sense, and practically their calculation errors are obvious and scattered. The reason for this is due, respectively, to the neglect of the boundary water forces on the sides of soil slices when soil mass element is analyzed and the neglect of the seepage forces when soil skeleton element is analyzed. Furthe:7 investigations on the differential equations of force equilibrium of a soil element reveal that the two equivalent approaches proposed by Taylor for treating the influence of seepage on the effective stress of soil skeleton, namely, the approach considering saturated weight and boundary water force when soil mass is analyzed and the approach considering effective weight and seepage force when soil skeleton is analyzed, can be used in the limit equilibrium analysis methods for a rigid body such as the slice method. However, in the analytical and numerical methods for seepage-deformation coupling analysis fox' problems like slope seepage stability and consolidation, only the soil mass element can be considered. Under this circumstance, the soil skeleton element cannot be considered and the seepage force concept cannot be applied. The reason for this is that under the seepage condition the effective stress is, physically, not a stress variable. The effective stress and pore water presst~re determining the seepage force are interdependent and non-independent stress state variables controlling correspondingly the deformation and strength of soil skeleton and the flow net field.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826