改进的传递系数法
提高总传热系数k的方法
提高总传热系数k是传热工程中的一项重要任务,因为这将直接影响到传热工程的效率和效果。
本文将介绍几种提高总传热系数k的方法,以帮助改进传热工程。
首先,要提高总传热系数k,可以尝试改善热传导率。
由于热传导率是指热量在单位距离上的传递速率,因此改善热传导率可以直接影响到总传热系数k的值。
改善热传导率的方法有很多,例如改变传热介质的结构,如改变其表面粗糙度,以增加热量的传递效率;另外,在传热介质中添加抗热性材料,如金属纤维、石墨等,这样可以提高热量的传递效率,因而提高总传热系数k。
其次,改善热阻值也是提高总传热系数k的一种方法。
热阻值是指把传热介质两端的温度差分成两部分时,每一部分的热阻。
因此,改善热阻值的方法可以改进传热介质的总传热系数k。
一种方法是改善热阻值的结构,如在传热介质表面添加热阻材料,如石棉等,以减少热阻值;另一种方法是改善热阻值的热传导率,如增加热阻值表面的粗糙度,以提高热量的传递效率,从而降低热阻值,从而提高总传热系数k。
此外,还可以通过改善传热介质的表面粗糙度来提高总传热系数k。
由于表面粗糙度的不同,会影响到传热介质的热传导率,从而影响到总传热系数k。
因此,可以通过增加传热介质表面粗糙度来提高总传热系数k。
例如,可以通过给表面涂上一层细小的石墨粉末,以增加表面粗糙度,从而提高热量的传递效率,从而提高总传热系数k。
最后,还可以通过改变传热介质的形状来提高总传热系数k。
由于不同形状的传热介质,会影响到其热量传递的效率,从而影响到总传热系数k。
因此,可以尝试改变传热介质的形状,以改进其热量传递的效率,从而提高总传热系数k。
例如,将圆形的传热介质改为椭圆形,以增加其表面面积,从而提高热量的传递效率,从而提高总传热系数k。
综上所述,提高总传热系数k的方法有很多,例如改善热传导率、改善热阻值、改善表面粗糙度,以及改变传热介质的形状。
希望本文能够帮助改善传热工程,提高总传热系数k。
传递系数法计算范文
传递系数法计算范文
具体来说,传递系数法主要包括以下几个步骤:
1.将生产过程分为若干个阶段:首先,需要将整个生产过程分为多个
连续的阶段,每个阶段的产出成为下一个阶段的原材料。
2.确定每个阶段的传递系数:在每个阶段中,传递系数表示该阶段产
出的产品中,原材料和其他成本所占的比例。
传递系数可以通过经验、统
计数据、工程估算等方法进行确定。
3.计算各阶段的成本:在第一个阶段,即原材料阶段,成本是已知的,可以根据实际发生的成本进行计算。
其他阶段的成本则是根据传递系数进
行分配,即将上一个阶段的成本乘以传递系数得到下一个阶段的成本。
4.总成本计算:通过将所有阶段的成本累加起来,可以得到最终产品
的总成本。
下面通过一个示例来说明传递系数法的应用:
最后,在包装运输阶段,将生产制造阶段的成本乘以传递系数0.8,
即6000*0.8=4800元。
这个4800元既包括了材料成本,也包括了其他包
装运输成本。
需要注意的是,在实际应用中,传递系数的确定需要充分考虑各个因
素的影响,并进行调整和修正。
此外,对于复杂的生产过程,可能需要更
多的阶段和传递系数,计算过程也会更加复杂。
综上所述,传递系数法是一种常用的成本计算方法,适用于多阶段生
产过程中的成本分配。
通过合理确定传递系数,可以较为准确地计算最终
产品的成本,为企业管理和决策提供参考。
滑坡推力计算中传递系数法的改进研究
摘 要 对 目前常用的两种传递 系数法进行 了讨论 ,指出了强度储备法计 算的滑坡推力偏小 和超载法力学意义不明确的不足 ,提 出了改进的思路和方法,推导了改进的计 算公式。 关 键词 传递 系数 法 滑坡 推 力 改进 算 法
以 ,再减去抗滑力作为条块的剩余下滑力 ,如式
1 概 述 ( ) 3。
2 两类传 递 系数法 的基本 公式
强度储备法是 在选 定安全系数 后 ,将极限 状态时的抗剪强度指标 C g 、t 除以 ,即令强度指 标具有一定的安全储备 , 再计算各条块的剩余下滑 力 ,如式 ( ) 1。
Ei= Ti— Ri + Eil /K
—
从上述可以看出,强度储备法设计安全系数的 目的 ,是 考 虑 到在 未来外 界不 确定 因素 影响下 滑 面 强度可能降低而采取 的一种预先的防范措施 ,具有 明确 的力学 意义 。超载法 设计 安全 系数 的 目的 ,只 是 人 为地增 大 下滑 力 ,没有 明确 的力学 意义 。 因此 对传递系数法的改进主要针对强度储备法存在的不 足进行 。
l AJ.Po f OhIS E V l l r o l t C MF o 3 C c J.18 :6 7— 8 . 91 7 62
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[ 7]李广信 主 编. 高等 土 力学 [ .北 京 :清 华 大学 出版 社 , M]
维普资讯
陶志平等 :滑坡推力计算 中传递 系数法的改进研究
・ 1 8・
分析和滑坡推力 的计 算上 ,有两点应该 是主要 因 素: 一是降雨使滑体 由天然含水状态转变为饱水状 态, 增大了滑体 的重量 ;二是降雨使滑带土软化 , 降低了滑面的抗剪强度。我们知道 ,在用强度储备 法计算滑坡推力时,已经考虑了滑面强度降低的因 素, 但没有考虑滑体重量增大 的因素 ,因此是不全 面的。如果在计算滑坡推力时 ,将上述两个主要 因 素都考虑进去,则计算出的滑坡推力更符合滑坡发
传递系数法在滑坡稳定性分析中的应用
传递系数法在滑坡稳定性分析中的应用摘要:传递系数法是一种较为常用滑坡稳定性分析方法。
其优点是借助于滑坡构造特征分析稳定性及剩余推力计算, 可以获得任意形状滑动面在复杂荷载作用下的滑坡推力,且计算简洁,本文简要地介绍传递系数法及其在某滑坡稳定性分析中的应用.关键词:滑坡稳定性分析;传递系数法1.引言滑坡治理是一项技术复杂、施工难度大的灾害防治工程,而滑坡稳定性分析又是滑坡治理的前提和基础。
目前边坡稳定性定量分析有以静力学分析为基础的极限平衡分析法。
传递系数法是极限平衡分析法中的一种,又称不平衡推力法或折线法,它适用于刚体极限平衡边坡稳定性分析。
该法计算简单,能判断边坡的稳定状态,且能为滑坡的治理提供下滑推力的计算,因此在工程中得到了广泛应用。
2.传递系数法简介2.1传递系数法属刚体极限平衡分析法, 计算方法基于如下6点假设[1]::(1) 将滑坡稳定性问题视为平面应变问题;(2)滑动力以平行于滑动面的剪应力T 和垂直于滑动面的正应力a 集中作用于滑动面上;(3) 视滑坡体为理想刚塑材料, 认为整个加荷过程中, 滑坡体不会发生任何变形, 一旦沿滑动面剪应力达到其剪切强度, 则滑坡体即开始沿滑动面产生剪切破坏;(4) 滑动面的破坏服从M oh r 一Co ul o m b 破坏准则, 即滑动面强度主要受粘聚力及摩擦力控制;(5) 条块间的作用力合力(剩余下滑力)方向与滑动面倾角一致, 剩余下滑力为负值时则传递的剩余下滑力为零。
(6) 沿整个滑动面满足静力的平衡条件, 但不满足力矩平衡条件。
2.2其计算式如下[2] :Fs在主滑剖面上取序号为i的一个条块,几何边界与受力如图1-1、图1-2所示。
其上作用有垂直荷载(Wi)和水平荷载(Qi),前者诸如重力和工程荷载等,后者为指向坡外的水平向地震力KCWi及水压力PWi等。
①基本荷载(仅考虑重力)第i条块的下滑力:第i条块的抗滑力:图1-1滑坡稳定计算力学分析图剩余下滑力:其中:稳定性系数为:图1-2滑坡稳定性计算力学分析图第n块的推力为:②组合荷载(主要考虑重力、静(动)水压力和地震力的作用)第i块的下滑力:第i块的抗滑力:稳定系数为:其第n条块的下滑推力为:式中:Ei-1:i-1条块作用在i条块的剩余推力;Ei:i条块剩余下滑力的反力;αi-1:i-1条块滑面倾角;αi:i条块滑面倾角;Ui-1、Ui+1:i条块水压力;Ui:i条块扬压力;Wi:i条块滑体重力;ci:i条块滑面内聚力;li:i条块滑面长度;φi:i条块滑面内摩擦角;PDi:作用于i条块的动水压力;βi:i条块所作用的动水压力(PDi)与滑动面之间的夹角。
传递系数法
i L ——第 i 条块滑面长度(m ); i α——第 i 条块滑面倾角(o ); i β——第 i 条块地下水流向与水平方向夹角(o ); 2 ?≈??=滑坡总面积滑坡水下面积 滑体容重 滑体总体积水的容重滑体水下体积 U r W γ——水的重度(KN/m3); A ——地震加速度(重力加速度 g )。 磁器口古镇滑坡采用第三工况进行滑坡推力计算,即采用“自重+建筑荷载+暴 雨+库水位”的计算条件计算滑坡推力。根据勘查报告,滑坡推力计算公式改为下式: []] tan cos )1([sin tan )sin()cos(111i i i i U i i i st i i i i i i i L C r W W F P P +-?+---?=---φααφαααα 其中计算渗透压力时确定地下水流方向比较困难,故进行简化假设。即在地下 水位以下静水位以上有渗流活动的滑坡体,计算下滑力时采用饱和容重,计算抗滑力 时采用浮容重。 计算得 m KN P /= 、6——6′剖面的滑坡推力计算 6-6'剖面图
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进行计算。即假定一个 S F =0,从边坡顶部第 1 块土条算起求出它的不平衡下滑力 1P (求 1P 时,式中右端第 3 项为零),即为第 1 和第 2 块土条之间的推力。再计算第 2 块土条在原有荷载和 1P 作用下的不平衡下滑力 2P ,作为第 2 块土条与第 3 块土 条之间的推力。依此计算到第 n 块(最后一块),如果该块土条在原有荷载及推力 1n P -作用下,求得的推力 n P 不为零,则调整滑体的加权抗剪强度 i c 、i φ 的值,使最 后一块土条所受到的推力为零或者几乎为零。这种情况是假设边坡处于极限状态。 然后,假设边坡是稳定的,根据设计规范取边坡的稳定系数 S F =,用已经调整的抗剪 强度 i c 、i φ 值,计算边坡的每个土条的剩余下滑力 P 。
滑坡稳定分析传递系数法的讨论
及公式推导中虚拟假定和现场实际之间的差别, 认为传递系数法是一种工程实用的计算方法, 其隐
式解如用得适当, 可以达到与 严格解 相近的效果。并指出, 简易方法逐步被更先进而实用的方
法取代是必然趋势。计算者应注意公式的适用条件、现实和假定的差异及影响计算成果可靠性的因
素, 避免盲目性。
关键词: 滑坡; 稳定分析; 传递系数法
坡稳定性检算中几个问题的讨论 的论文, ( 以下
简称 75 年文 ) , 规范编制组对公式做了适当修改 后列入了该 !规范∀。
75 年文 首先明确该法适用于计算近似于若
干平面组成的折线形滑坡, 并做下列基本假定:
( 1) 滑坡块体自身的互相挤压不计;
( 2) 滑坡系整体沿折线形滑面下滑;
( 3) 取 1m 宽的土 条作计算的基本断面, 其两
0 前言
传递系数法也称剩余推力法, 是我国科技人员 创建的滑坡稳定分析方法。该法的显式解由于方法 简单, 不需迭代, 可以手算, 而被长期采用, 先后 被列入 !工业与民用建筑工程地质勘察规范∀ ( TJ21 - 77) 、 !岩土工程勘察规范∀ ( BG50021- 94) , 该 !规范∀ 修订为 ( GB50021- 2001) 版时, 从正文中 删除, 保留在 !条文说明∀ 中。近来, 有些学者对 该方法的计算精度等问题进行了深入研究, 发表了 新的成果, 工程界的有些同行们也对该法提出了一 些疑问。笔者对滑坡稳定分析并无研究, 本文仅试 图对这个问题从历史到现实, 从基本原理到工程应 用进行一次梳理, 以便于理解和应用, 并欢迎同行 们讨论和指正。
例, 与 Morgenstem Price 法比较, 认为传递系数法的
显式解比隐式解误差大得多, 且偏于不安全, 建议
传递系数隐式解法
传递系数隐式解法是一种求解偏微分方程的方法,通常用于处理复杂的边界条件和物理现象。
这种方法的基本思想是将偏微分方程转化为一系列线性方程,然后通过迭代的方式求解这些线性方程,从而得到偏微分方程的解。
在传递系数隐式解法中,通常需要将偏微分方程的时间导数和空间导数转化为一系列传递系数,这些传递系数描述了物理量的传递行为。
然后,通过将这些传递系数代入到偏微分方程中,可以得到一系列线性方程。
在求解这些线性方程时,通常采用隐式解法,即将偏微分方程中的时间导数和空间导数视为已知量,然后通过迭代的方式求解线性方程组。
这种解法相对于显式解法更为稳定,因为它能够减少计算过程中的误差累积。
需要注意的是,传递系数隐式解法通常需要使用大型稀疏矩阵来存储和计算传递系数,因此需要使用高效的矩阵运算库和并行计算技术来提高计算效率。
同时,由于这种方法需要迭代求解线性方程组,因此需要选择合适的迭代算法和收敛准则,以确保计算的准确性和稳定性。
总之,传递系数隐式解法是一种广泛应用于求解偏微分方程的方法,它可以有效地处理复杂的边界条件和物理现象,提高计算的准确性和稳定性。
传递系数法
传递系数法
传递系数法是一种用于计算多自由度系统中力的方法。
该方法需要考虑系统中的所有物体之间的相互作用力,并使用传递系数来计算这些力之间的关系。
在传递系数法中,系统中的每个物体都被视为一个独立的自由度,并且每个物体之间的相互作用力被表示为传递系数与系统总力的乘积。
传递系数的大小取决于系统中物体之间的距离和物体的物理性质,例如质量、形状和表面粗糙度等。
传递系数法的优点在于它可以用于计算任意形状和大小的物体之间的相互作用力,并且可以在计算机上进行高效的数值计算。
因此,它被广泛应用于机械工程、地震工程和海洋工程等领域中,用于分析和设计各种多自由度系统。
传递系数法的原型与衍生
传递系数法的原型与衍生1 传递系数法的概念传递系数法是一种计算机网络中性能评估的方法,它用于衡量网络中不同节点之间的信息传递效率。
它是一种简单而且有效的方法,因而受到了广泛应用。
传递系数法最早是在20世纪60年代末期由电信工业中的电脑通讯领域提出的,并随着计算机网络的发展而被推广应用。
2 传递系数法的原型传递系数法最初是通过矩阵路径分析的原型发展而来。
在矩阵路径分析中,研究者使用矩阵方法计算一个由节点和边组成的图中所有节点对之间的路径数量。
利用这个方法可以计算出网络中不同节点之间的通信路径和传输时间。
然而,对于大型网络而言,这个方法过于复杂,计算量也太大。
为此,传递系数法应运而生。
3 传递系数法的衍生由于传递系数法在计算机网络中的实用性,它被广泛用于各个领域,也催生了许多衍生的评估方法。
3.1 短路传递系数法有时,需要考虑网络中不同路径的传输延迟时间,才能更准确地计算网络传递时间。
为此,研究者改进了传递系数法,并提出了短路传递系数法。
该方法根据矩阵路径分析的原理,最小化网络中传输时间最短的路径,计算出网络中不同节点之间的短路传递系数。
3.2 弹性传递系数法在现实中,网络通信往往受到各种因素的影响,例如拥塞、延迟、丢包等。
传递系数法为了克服这些影响,衍生出了弹性传递系数法。
该方法利用网络的传输延迟、数据丢失率等指标,作为输入参数,计算出网络中不同节点之间的弹性传递系数。
3.3 稳定传递系数法稳定传递系数法是一种衍生的评估方法,旨在通过计算网络中不同节点之间的传递系数,评估网络传递稳定性。
稳定传递系数法可以用来评估网络在应对故障或拥堵时的表现,帮助系统管理员优化网络设备和拓扑结构。
4 结论传递系数法是一种实用、简单的计算机网络性能评估方法。
它通过计算网络中不同节点之间的传递系数,准确衡量网络中信息传递效率。
随着网络的发展,研究者不断改进和衍生传递系数法,使其能够更全面、准确地评估网络性能。
第三讲:滑坡稳定性计算的几个问题分解
定 的 函 美国陆军师团法(条块间合力倾角坡
数 关 系 )度和滑面平均倾角相等)
罗厄法(条块间合力倾角与上一条块 坡面和滑面倾角的相等)
( 2 ) 瑞典圆弧法(满足围绕滑动面圆心的 适用土质滑坡,圆弧型滑
力 矩 平 力矩平衡,不考虑静力平衡和条块的 动面
衡 或 力 力矩平衡)
矩 平 衡 毕肖普法1(满足围绕滑动面圆心的 适用土质滑坡,圆弧型滑
Hoek楔体分析法(1974) 传递系数法(1977)
楔形滑面,各滑面均为平面,以各滑面总抗滑力和楔体总下滑力 确定稳定系数 圆弧或非圆弧滑面。条块间合力方向与上一条块滑面平行
(Xi/Ei=tgαi-1)
Sarma法(1979)
非圆弧滑面或楔形滑面等复杂滑面。认为除平面和圆弧面外,滑 体必先破裂成相互滑动的块体才能滑动,该方法以保证块体处于 极限平衡状态为准,确定稳定系数
半 精 静 力 平 传递系数法(假定条块间合力的作用 滑坡,任何形状的滑动面
确 条 衡 ( 条 方向平行于上一条块的滑动面)
分法
块间水 平作用 力与垂
Sarma法(假定条块间水平作用力与 垂直作用力之比满足摩尔--库仑定理, 垂直条分上限解法)
不平衡推力法和传递系数法的区别
不平衡推力法和传递系数法的区别不平衡推力法和传递系数法都是用来计算建筑结构受到风荷载的方法,在计算方法和理论基础上有一些相似之处,但是两种方法的计算思路和计算过程有一些不同,下面就来具体介绍一下。
不平衡推力法是建筑结构受到风荷载计算的一个经典方法,它包括两个基本步骤:第一步是确定风荷载,需要计算出建筑结构所受到的风力。
风力受到建筑物表面积和风速、风向、气动力系数等因素的共同影响。
在不平衡推力法中,通常采用达雷模型进行风场建模,以此来得出风荷载。
第二步是根据所得到的风荷载设计制定支撑系统。
建筑结构受到的风荷载会被转移至建筑结构的支撑系统上,而支撑系统的设计则需要充分考虑到风荷载的大小和方向。
在不平衡推力法中,支撑系统通常采用钢筋混凝土,以此来保证建筑物的稳定性。
而传递系数法则是按照建筑物的初始弯矩和位移,通过求解传递系数,来确定结构各部位由于风荷载引起的弯曲应力时所需要承受的力。
传递系数法的具体计算包括以下步骤:第一步:计算风荷载。
第二步:根据建筑结构的某一参考点,确定各部位所受到的风荷载。
第三步:计算各部位的弯曲应力。
第四步:计算传递系数。
第五步:根据传递系数,来确定各部位需要承受的力。
与不平衡推力法不同的是,传递系数法旨在求出建筑结构各部位的内力状态,即弯矩、剪力、轴力和位移等,但不考虑边界条件和垂直于风荷载方向的模态。
这种方法可用于建筑物的全局分析,既可针对结构的动力响应计算支撑系统的裕度,也可针对建筑物的静力响应计算支撑系统的薄弱部位。
总体来看,不平衡推力法和传递系数法都是通过计算建筑物所受到的风荷载来确定支撑系统的设计,但是两种方法的计算思路和计算过程有所不同。
不平衡推力法更加强调建筑物支撑系统对风荷载的响应,而传递系数法则注重于建筑物不同部位所受到的内力状态的计算。
由于两种方法都有各自的利弊和适用范围,选择何种方法要根据实际情况来确定。
边坡与滑坡稳定分析传递系数法
5 隐式解法和显式解法稳定系数计算 误差
2. 滑坡无外加水平荷载作用且滑面为圆弧形时。 n 此时 cili ( N i U i ) tan i
Fs
i 1
(W
i 1
n
i
Qi ) sin i
形式与瑞典法根据整体力矩平衡方程写出的包含条底法向力的稳 定系数公式相同,因此,传递系数法稳定系数与瑞典法的差异完 全取决于式中条底摩擦力总和 N tan 的差异。在传递系数法中, 第i土条下侧推力因与第i土条底面平行而对第i土条条底法向力没有 贡献,故相对于瑞典法而言传递系数法第i土条条底法向力增量完 全由第i土条上侧推力引起,因此有
Ni Wi cos i KWi sin i Qi cos( i i ) Pi1 sin( i1 i )
稳定系数定义不是毕肖普定义而是重力等外力引起的包括负值下滑力的下滑力调 整系数。这一定义的特点是:稳定系数调整的不是抗剪强度指标而是重力等外力 沿条底的分量。由于重力等外力沿土条底面的分量被乘上了调整系数,对重力等 外力而言,力的分解和合成原理未被遵守,因此, 上述二式不是力平衡方程的解.
2 传递系数法的稳定系数定义和所满 足的静力平衡方程
初期显式解法采用的稳定系数定义也是重力等 外力引起的下滑力调整系数,但这里的下滑力 不包括负值下滑力。这一定义的特点是:稳定 系数调整的不是抗剪强度指标而是重力等外力 沿条底且与滑向相同的分量。同理,初期的显 式解法也不满足力平衡方程.
3 传递系数法稳定系数计算公式的表 达方式
4 隐式解法和显式解法稳定系数大小 关系
当滑面为圆弧形且土条数量趋于无穷大时,因 土条底面倾角差趋于0,两种解法的传递系数 趋于1,故隐式解法和显式解法稳定系数趋于 相等。 从上述分析可以看出,隐式解法和显式解法稳 定系数大小关系是不固定的。
传递系数计算滑坡推力
E i --E i-1--W i --E i --¢i --c i --l i --φi --a i --a i-1--K s --r=20KN/m 3条编号滑坡面积s 滑面角a i 传递系数¢c φNi=Wcos аi Ti=Wsin аi li滑面长度K s 推力E i124.0060.50.7585517236.36417.77 4.96 1.15383.392245.5018.50.53865174656.271557.9731.80 1.15415.583332.5022 1.01685176165.772491.1337.00 1.151217.304330.00170.96955176311.611929.6542.80 1.151255.685159.008.50.94385173145.07470.0318.201.15673.14传递系数法计算滑坡推力a 滑坡体不可压缩并做整体下滑,不考虑条块之间挤压变形;b 条块之间只传递推力不传递拉力,不出现条块之间的拉裂;c 块间作用力(即推力)已集中力表示,它的作用线平行于前一块的滑面方向,作用在分界面的d 垂直滑坡主轴取单位长度宽的岩土体做计算的基本断面,不考虑条块两侧的摩擦力传递系数法假定:第i-1块滑体滑面的倾角;第i块滑体剩余下滑力;第i-1块滑体剩余下滑力;第i块滑体滑床反力;E i -W i sin аi -E i-1cos(a i-1-a i )+[W i cosa i +E i -sin(a i-1-a i )]tan φi +c i l i =0E i =W i sin аi -W i cos аi tan φi -c i l i +¢i E i-1由上式可得出第i块的剩余下滑力:如果E n 为负值或零,说明滑坡稳定,满足设计要求。
另外,如果计算断面中有逆坡,倾角аi 为负值,则Wsinаi 也是负值,因而Wsin аi 也变成了抗滑力,在计算滑坡推力时,Wsin аi 项就不应再乘以安全系数。
传递系数法
(二)计算公式采用目前国内普遍采用的传递系数法进行计算,其公式如下:ψj=cos(αi-αi+1) - sin(αi-αi+1)tan φi+1R i =N i tan φi +c i l iT i =W i sin αi +Pw i cos(θi -αi )+ U i cos φi N i = W i cos αi + Pw i sin(θi -αi )+U i sin φi W i =V i u γ+ V i d γsat+F i Pw i =γwW i V i d i=sin|αi ||滑坡推力计算公式: P i =P i-1×φi +F st ×T i -R i式中:Fs —滑坡稳定性系数;Ψi —第i 条块的剩余下滑力传递至第i+1条块的系数; Ri —第i 计算条块滑体抗滑力(kN/m ); Ti —第i 计算条块滑体下滑力(kN/m );Ni —第i 计算条块滑体在滑动面法线上的反力(kN/m );∑∏∑∏=-=-=-=-=++111111)()(n i n ij nj i n i n ij nj i T T R R Fs ψψ1211-+-=+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∏n i n ij i i jψψψψψi i w H l Ui γ21=Wi—第i块段滑体自重力与地面荷载之和(kN/m));φi—第i块段滑带土的内摩擦角(°);c i—第i块段滑带土的粘聚力(KPa);l i—第i块段滑动面长度(m);P iw—第i计算条块单位宽度的渗透压力;V i—土体水下体积(m3/m);αi—第i计算条块地下水流线平均倾角,一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值(°);θi—滑块底面倾角(°);i—地下水渗透坡降γw—水的重度;V iu为第i计算条块单位宽度岩土体浸润线以上体积(m3/m);V id为第i计算条块单位宽度岩土体的浸润线以下体积(m3/m);γ—岩土体的天然容重(kN/m3);γsat—岩土体的饱和重(kN/m3);Fi—第i条块所受地面荷载(kN);Ui—第i条块单位宽度裂隙(缝)水压力(kN);Hi—裂隙(缝)水头高度。
不平衡推力法及传递系数法
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
折线滑动面稳定性分析 2、折线滑动面-传递系数法
如果考虑安全系数,将下滑力项乘以Fs,得传递系数法:
School of Transportation Southeast University,China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
折线滑动面稳定性分析
3、折线滑动面稳定性
平衡条件
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
折线滑动面稳定性分析
2、折线滑动面-传递系数法
➢由3-12(1)式得到 ➢由3-12(2)式得到 ➢再将抗力计算式3-13的Ri代入上式,得到:
➢再将Ni代入上式:
考虑安全系数Fs,下滑力项乘以Fs,则可得下式
School of Transportation Southeast University,China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
折线滑动面稳定性分析
1、折线滑动面-不平衡推力法 ci,tanφ i
如果考虑安全系数,将所有的抗滑源自项除以Fs,得不平衡推力法:跳过不平衡推力法算例
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
WQi
s in i
Ri
Ei1 cos(i1
i )
Ei
Fs
cili
tani[WQi WQi sini
cosi Ei1 sin(i1 i )] Ei1 cos(i1 i ) Ei
School of Transportation Southeast University,China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
关于滑坡稳定分析中传递系数法两种解法的探讨
关于滑坡稳定分析中传递系数法两种解法的探讨摘要:滑坡稳定性分析传递系数法有增大下滑力法和强度折减法两种解法。
当前对这两种解法的认识上有许多误区,本文对这两种方法的优缺点进行了详尽分析,并在此基础上提出了传递系数法解法选择的建议。
关键词:稳定性分析传递系数法传递系数法,又名不平衡推力法或剩余推力法,它是我国工程技术人员创立的边坡稳定分析方法,由于该方法能够进行具有各种复杂滑动面的滑坡稳定性计算,所以在滑坡稳定分析和治理中得到非常广泛的应用。
我国的许多国家规范[1~3]、行业规范[4~7]以及地方规范[8]都将其作为推荐方法。
传递系数法有两种解法;一种是增大下滑力法;另一种叫做强度折减法,本文就这两种解法的优劣做一些探讨。
1 两种解法的计算公式基于强度折减法和增大下滑力法的这两种传递系数法计算滑坡稳定性时,其稳定系数表达式的形式相同。
2 两种解法优缺点的比较2.1 计算的简易程度增大下滑力的方法显式计算公式,计算较为简便。
强度折减法属隐式计算公式,需要进行迭代运算,计算较为复杂。
2.2 符合力学平衡的程度增大下滑力法中,只是将下滑力增大K倍,而没有将垂直于下滑力方向的自重分力也增加K倍,从这一点上看,增大下滑力的方法不符合静力平衡条件。
而实际上重力增大不仅使下滑力增大,也会使摩擦力增大,进而使抗滑力增大,因此增大下滑力方法也不符合工程实际,不宜采用。
强度折减法符合静力平衡条件。
文献[9]也认为强度折减法是较合理的,也符合滑坡受损破坏的实际情况,所以建议一般情况下采用强度折减法进行滑坡稳定性评价计算。
2.3 应用的广泛程度增大下滑力法被国内很多规范[1~8]所推荐,并形成了一套经过工程实践检验过的与之对应的不同工况下的安全系数。
在我国工程界被广泛应用。
强度折减法在国内工程中应用较少,也未被列入规范。
3 不同观点文献[10]认为稳定性计算时采用的强度折减法在国内均得到广泛应用,是适合的。
但在给定安全系数的情况下,所计算的推力偏小,与目前在考虑工程可靠度的基础上采用增大下滑力法的原则不一致。
不平衡推力法和传递系数法的区别
不平衡推力法和传递系数法的区别不平衡推力法和传递系数法是两种常见的用于计算飞机推进系统性能的方法。
它们在原理和计算过程上存在一些区别。
不平衡推力法是一种简化的推力计算方法,它假设飞机在起飞和爬升阶段的速度基本保持不变。
根据牛顿第二定律,可以得出飞机所受到的合外力等于飞机的质量乘以加速度。
在不平衡推力法中,将飞机所受到的合外力等同于发动机推力减去飞机的阻力。
通过解这个方程,可以得到飞机的加速度,进而计算出飞机的起飞和爬升性能。
传递系数法是一种更为精确的推力计算方法,它考虑了飞机在不同阶段的速度变化。
传递系数法将飞机在起飞和爬升阶段的飞行过程划分为多个小段,并计算每个小段的推力需求和推力传递。
首先,需要确定每个小段的飞行速度和阻力系数。
然后,根据牛顿第二定律和力的平衡原理,可以得到每个小段的推力需求。
最后,通过逐段推力传递,计算出每个小段的推力传递系数,并将其累加得到整个起飞和爬升过程的推力需求和推力传递。
不平衡推力法和传递系数法在计算精度上存在一定的区别。
不平衡推力法是一种简化的方法,忽略了速度的变化对推力的影响,因此在一些情况下可能会导致计算结果与实际情况有一定的偏差。
而传递系数法考虑了速度的变化,通过逐段推力传递的方式,更加准确地计算了推力需求和推力传递。
不平衡推力法和传递系数法在计算过程上也有所不同。
不平衡推力法只需要解一个简单的一元一次方程,计算过程较为简单。
而传递系数法需要将起飞和爬升过程划分为多个小段,并逐段计算推力需求和推力传递,计算过程较为复杂。
不平衡推力法和传递系数法是两种常用的计算飞机推进系统性能的方法。
不平衡推力法简化了计算过程,但在精确度上有一定的偏差;传递系数法考虑了速度的变化,通过逐段推力传递的方式,更加准确地计算了推力需求和推力传递。
选择使用哪种方法,需要根据具体的应用场景和需求来决定。
传递系数法
Pi=Pi-1⨯ψ+Fst⨯Ti-Ri式中:Pi、Pi-1——分别为第i块段、第i-1块段滑体的剩余下滑力(KN/m); Fst——抗滑安全系数;Ti——下滑力,T=Wsinα+Acosα+T; iiiiDiRi——抗滑力,R=(W((1-r)cosα-Asinα)-R)tanφ+CL;iiUiiDiiiiψ=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)tanφi。
其中:Wi——第i条块的重量Wi=γ⋅S或Wi=γs⋅Sγ——滑体天然重度(KN/m3)γs——滑体饱和重度(KN/m3)S——第i块滑体面积(㎡)rU——孔隙压力比, rU=滑体水下体积⨯水的容重≈滑坡水下面积滑体总体积⨯滑体容重滑坡总面积⨯2RDi——渗透压力产生的垂直滑面分力:RDi=γWhiWLitanβisin(αi-βi)TDi——渗透压力产生的平行滑面分力:TDi=γWhiWLitanβicos(αi-βi)Ci——第i条块内聚力(KPa);φi——第i条块内摩擦角(º);Li——第i条块滑面长度(m);αi——第i条块滑面倾角(º);βi——第i条块地下水流向与水平方向夹角(º);γW——水的重度(KN/m3);A——地震加速度(重力加速度g)。
磁器口古镇滑坡采用第三工况进行滑坡推力计算,即采用“自重+建筑荷载+暴雨+库水位”的计算条件计算滑坡推力。
根据勘查报告,滑坡推力计算公式改为下式:Pi=Pi-1⨯[cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)tanφi]+Fst⨯Wisinαi-[Wi(1-rU)cosαitanφi+CiLi]其中计算渗透压力时确定地下水流方向比较困难,故进行简化假设。
即在地下水位以下静水位以上有渗流活动的滑坡体,计算下滑力时采用饱和容重,计算抗滑力时采用浮容重。
计算得P3=713.012KN/m6-6'剖面图此剖面的总面积为598.335㎡。
[详解]5传递系数法
5 传递系数法传递系数法也称为不平衡推力传递法,亦称折线滑动法或剩余推力法,它是我国工程技术人员创造的一种实用滑坡稳定分析方法。
由于该法计算简单,并且能够为滑坡治理提供设计推力,因此在水利部门、铁路部门得到了广泛应用,在国家规范和行业规范中都将其列为推荐的计算方法。
当滑动面为折线形时,滑坡稳定性分析可采用折线滑动法。
传递系数法的基本假设有以下六点:(1)将滑坡稳定性问题视为平面应变问题;(2)滑动力以平行于滑动面的剪应力τ和垂直于滑动面的正应力σ集中作用于滑动面上;(3)视滑坡体为理想刚塑材料,认为整个加荷过程中,滑坡体不会发生任何变形,一旦沿滑动面剪应力达到其剪切强度,则滑坡体即开始沿滑动面产生剪切变形;(4)滑动面的破坏服从摩尔-库伦准则;(5)条块间的作用力合力(剩余下滑力)方向与滑动面倾角一致,剩余下滑力为负值时则传递的剩余下滑力为零; (6)沿整个滑动面满足静力的平衡条件,但不满足力矩平衡条件。
图5.1传递系数法计算简图第i 条块的下滑力:()12()sin cos i i i i i i i T W W D θαθ=++- (5-1)12()cos sin()i i i i i i i N W W D θαθ=++- (5-2)第i 块的抗滑力: i i i i i i i i i i L c D W W R +-++=ϕθαθtan ))sin(cos )((21 (5-3)条块的天然重量、浮重量分别为: iu i V W γ=1 2i idW V γ'=计算渗透压力i D ,渗透压力的几何意义是:土条中饱浸水面积与水的重度及水力坡降i i αsin ≈的乘积,其方向与水流方向一致,与水平向的夹角为i α。
i W id D iV γ= 1()cos 2a i i idb V h h L θ=+⨯⨯ (5-4)令2ba w h h h +=, 则 i i i W W i L h D θαγcos sin = (5-5)式中,W γ—水的容重(kN/m 3);γ—岩土体的天然容重(kN/m 3);γ'—岩土体的浮容重(kN/m 3);iu V —第i 计算条块单位宽度岩土体的水位线以上的体积(m 3/m );id V —第i 计算条块单位宽度岩土体的水位线以下的体积(m 3/m );1i W —第i 条块水位线以上天然重量(kN/m );2i W —第i 条块水位线以下的浮重度(kN/m );i θ—第i 计算条块地面倾角(°),反倾时取负值;i α—第i 计算条块地下水流线平均倾角,一般情况下取侵润线倾角与滑面倾角平均值(°),反倾时取负值;i l —第i 计算条块滑动面长度 (m );i c —第i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa );i ϕ—第i 计算条块滑带土的内摩擦角标准值(°)。
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-αa+2 )tgφa+2
-Ra+2
=
第 6期
童广勤 等 改进的传递系数法
45
fosTa+1 Χa+1 +fosTa+2 -Ra+1 Χa+1 -Ra+2
a+1
a+1
∏ fos[
(Ti Χj)+Ta+2 ] -
i=a+1
j=i
a+1
a+1
∏ [ (Ri Χj)+Ra+2 ] 。
i=a+1
(3)当滑动面出现反倾时 , 可能出现后一滑块 超覆于前一滑块滑动的不合理现象 。尽管传递系数 法在理论和实践上存在上述不足 , 但一般情况下 , 仅 滑坡后缘存在少数条块不满足 Morgenstern& Price 提出的合理性限制条件 ②的情况 , 对所计算滑体整 体稳定系数影响不大 [ 2] 。根据 Morgenstern& Price 的推论 , 这一情况对所计算滑体整体稳定系数影响 也不大 。 现行规范通过适当扩大安全系数 , 基本上 规避了其对滑坡防治工程安全的影响 。
子信箱 )tongguangqin@ 。
44 长江 科学院 院报 2010年
或滑坡稳定性评价时 , 出现第一个问题的可能性较 大 。而该问题往往被人们所忽视 , 导致极大的潜在 风险 。 本文主要从理论上探讨对传递系数法改进和 完善 , 在遵从现有规范的前提下 , 克服传递系数法存 在的第一个方面的问题 。
Ei -Ei-1 cos(αi-1 -αi)+Efi o-s1 sin(αi-1 -αi)tgφi fosWisinαi +Wicosαitgφi +ciLi =0 , (2)
即
Ei -Ei-1 Χi-1 -fosTi +Ri =0 。
(3)
当 i=n时 , En =0, 由式 (2)得
fos
=
En-1 sin(an-1 -an)tgφn/fos +Rn En-1 cos(an-1 -an)/fos +Tn
i=a+1
j=i
n-2
n-2
∏ [ (Ri Χj)+Rn-1 ] 成立 ,
i=a+1
j=i
则 i=n时 ,
En =En-1 cos(αn-1 -αn)+fosTn -En-1 sin(αn-1 -
n-2
n-2
∏ αn)tgφn/fos -Rn =[ fos (Ti Χj)-
i=a+1
j=i
应用传递系数法进行人工边坡 、土坝堤防的稳 定性评价 , 不会遇到第一个问题 , 但是进行自然斜坡
收稿日期 :2009-06-17;修回日期 :2009-12-25 作者简介 :童广勤 (1977-), 男, 湖北仙桃人 , 高级工程师 , 博士研究生 , 主要从事地质灾害的成因及防治技术研究 , (电话 )027-82927007(电
第 2 7卷 第 6期 2 0 1 0 年 6 月
长 江 科 学 院 院 报 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute
文章编号 :1001 -5485(2010)06 -0043-06
Vol.2 7 No.6 Jun. 2 0 1 0
故方程组 (6)成立 。
(7)
(2)当 n=a+2时 ,
Ea+2 =Ea+1 cos(aa+1 -aa+2 )+fosTa+2 -
E1 sin(αa+1 -αa+2 )tgφa+2 fos
-Ra+2
=(fosTa+1 -
Ra+1 )cos(αa+1 -αa+2 )+fosTa+2 -
(fosTa+1 -Ra+1 )sin(αa+1 fos
作为条分法之一 , 目前应用最为广泛的传递系 数法是 《建筑 地 基 基础 设 计 规 范 》 (PGB50007 2002)和 《岩土工程勘察规范 》(GB50021 -2001)规 定采用的滑坡稳定性评价及计算滑坡推力方法 , 适 用于不同形状滑动面的滑坡 。 由于各种原因 , 采用 传递系数法进行滑坡稳定性评价时 , 常常会出现不 满足 Morgenstern& Price合理 性限制的情况 , 归纳 起来存在以下 3个方面的问题 :
当进行滑坡治理时 , 设安全系数为 k, 则各条块
的滑坡推力计算表达式为
其中
Pi =Pi-1 Χ′i-1 +kTi -Ri ,
(1 2)
Χ′i+1 =cos(αi+1 -αi)-sin(αi-1 -αi)tgkφi 。
改进的传递系数法
童广勤 1a, 2 , 苏爱军 1b
(1.中国地质大学 (武汉 )a.研究生院 ;b.三峡中心 , 武汉 430074; 2.水利部长江勘测技术研究所 , 武汉 430011)
摘要 :根据刚体极限平衡理论 , 以 准超载法为基础 , 推导了改进的传递系数法的 递推公式及 累计求和 表达式 。 论证 了传递系数法仅仅是滑坡所有条 块间作用力均不小 0时 , 改进传递系数法特解 的近似解 ;在此条 件下 , 可用传递系 数法替代改进的传递系 数法求解滑坡稳定系数 。 给定安全系数后 , 在滑 坡推力较大 时 (如 1 000 kN/m), 用传递系 数法替代改进的传递系数法基本 可行 ;其他条件下 , 尤其是当滑坡所有条块间出现拉 应力时 , 用传递系 数法计算滑 坡稳定系数和滑坡推力 均存在安全隐患 。 关 键 词 :滑坡 ;稳定性评价 ;传递系数法 中图分类号 :TU457 文献标识码 :A
。
(4)
为保证 Morgenstern& Price提出的合理性限制
条件 ①得到满足 , 引入限制条件 :当 Ei<0, 令 Ei=0。 联立式 (3)、式 (4)和 Morgenstern& Price提出
的合理性限制条件 ①, 得到由准超载法推导的改进
的传递系数法递推公式一般表达式 :
fos =EnE-1ns-i1nc(oa s(n-a1n--1 a-n) antg)φ/nfo/sfos ++ TnRn , Ei =fosTi +Ei-1 Χi-1 -Ri,
方程组 (6)表达 。
n-1
n-1
∏ (Ri Χj)+Rn
f =i=a+1
os
n-1
j=i n-1
,
∏ (Ti Χj)+Tn
i=a+1
j=i
i-1
i-1
∏ Ei =fos (Ti Χj)-
k=a+1
j=k
(6)
i-1i-1 源自 (Ri Χj)+fosTi -Ri,
k=a+1
j=k
2 改进的传递系数法的基本公式
2.1 递推公式 与传递 系数 法一样 , 假 定 条块 间作 用力 合力
(剩余下滑力 )的倾角与上一条块的滑动面倾角一 致 [ 1] (图 1)。
图 1 受 力结构图 Fig.1 Stressingstateofaslicedblock
设作用于条块的各种作用力以平行于该条块滑
1 概 述
采用条分法进行滑坡稳定性评价时 , 引入假定 条件 的合理 性一直 受到 人们 普遍 关注。 Morgenstern& Price最早提出解的合理性限制 , 认为 所获得的解必须满足以下条件 :①条块间不产生拉 力 ;②作用于土条界面上的剪力不超过以摩尔 -库仑 法则提供的抗剪强度 。
同时 , Morgenstern& Price还提出 了这样 的推 论 :不同的关于土条作用力的假定 , 只要满足上述 2 个合理性条件限制 , 相应的稳定系数彼此相差不大 。
n-2
n-2
n-2
n-2
∏ ∏ [ fos (Ti Χj)- (Ri Χj)+fosTn-1 -
i=a+1
j=i
i=a+1
j=i
Rn-1 ] · [ cos(αn-1 -αn)-sin(αn-1 -αn)tgφn /fos〗 +
n-1
n-1
∏ fosTn -Rn =[ fos (Ti Χj)-
(1)不满足 Morgenstern& Price提出的合理性 限制条件 ①时 , 滑体条块间出现拉应力 , 计算所得到 的滑体整体稳定系数偏大 [ 1] 。 原因主要 有 2个方 面 :其一 , 滑坡体实际上由 2大部分 或几大部分组 成 , 地质结果认定的滑动面起伏较大 , 并不是连续的 最危险滑动面 ;其二 , 由于外部荷载施加的部位和方
(2)由于传递系数法假 定条块间作用 力合力 (剩余下滑力 )的倾角与上一条块的滑动面倾角一 致 , 当上一条块的滑动面倾角较大时 , 不可避免会出 现一些条块作用于其界面上的剪力超过摩尔 -库仑 法则的现象 , 即 Morgenstern& Price提出的合理性 限制条件 ②得不到满足 。其结果是计算所得到的滑 体整体稳定系数偏大[ 1, 2] 。
(5)
当 Ei <0时 , 令 Ei =0 。 其中 :
Χi =cos(αi -αi+1 )-sin(αi -αi+1 )tgfφosi+1 ; Ri =Wicosαitgφi +ciLi; Ti =Wisinαi。
式中 :fos为稳定系数 ;Χi为第 i条块的剩余下滑力传 递至第 i+1条块时的传递系数 ;Ei为 i条块剩余下 滑力的合力 (kN);Wi为第 i条块滑体重力 (kN);αi 为第 i条块滑动面倾角 (°);φi为第 i条块滑带土的 内摩擦角 (°);ci为第 i条块滑带土的内聚力 (kPa); Li为第 i条块滑动面长度 (m)。 各符号意义详见图 1。