1 引言
积水条件下的边坡稳定性(Ponded Water in Slope Stability)分析是岩土工程经常遇到的一个问题,最典型的场景如水库的土坝或土石方坝【从岩土工程视角看本周美国水坝的损坏】,工业场地的积水池(蓄水池)以及采矿工程的尾矿坝等,在这个笔记中,我们使用HYRCAN分析这类边坡的稳定性,并与SLIDE的计算结果进行比较。
2 问题陈述
下图所示的边坡由两层土组成,边坡一侧有3米高的水位,求边坡的安全系数。
3 求解过程
在此之前,我们已经分析过两个例子的边坡稳定性,因此在本例中,省略了一些相同或相似的操作步骤,代之以代码的方式呈现。
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HYRCAN脚本描述以及与SLIDE计算结果比较
HYRCAN多层土边坡(Non-Homogeneous Slope)稳定性分析以及安全系数的自动提取
(1) 项目设置
选择四种方法,改变边坡方向为从左到右,改变“条块数量”值,设置为50。
set("Method","GLE/M-P","on","Method","JanbuSim","on","Method","Spencer","on")
set("failureDir","l2r","numSlice",50)
(2) 边坡形状
按节点坐标顺序画出边坡外部形状。使用主菜单”几何构型->外部边界”命令,顺序输入外部边界坐标,结束后输入”c[close]”, 形成边坡形状。
extboundary(0,0,40,0,40,4,30,4,10,14,0,14,0,0)
(3) 材料边界
由于本例有两层土,因此只需要画一条材料边界。使用主菜单"几何构型->材料边界”命令。
matboundary(0,9,20,9)
(4) 材料参数
使用“属性->定义材料”打开定义材料属性对话框,输入上下两种土的参数。
definemat("ground","matID",1,"matName","Upper Layer","uw",17,"cohesion",4,"friction",20)
definemat("ground","matID",2,"matName","Lower Layer","uw",18,"cohesion",8,"friction",25)
(5) 分派属性
使用“属性->分配属性”命令打开"指定材料"对话框,选择土层名称,然后用鼠标点击土层的区域,程序会自动把材料参数赋值到对应的土层。
assignsoilmat("matid",1,"atpoint",4.79092,10.5657)
assignsoilmat("matid",2,"atpoint",5.34701,4.14928)
(6) 增加水位
使用“几何构型->添加地下水”增加水位(Assign Water Table to Materials),
addwatertable(0,10,24,7,40,7)
至此,完成了模型建立过程,如下图所示。
(7) 计算
使用“分析->计算”命令开始进行计算。
compute()
(8) 结果
选择主菜单”结果”下的“全部表面“和”展示条块”,如下图所示的Bishop Simplified方法。
show("allsurfaces")
show("slices")
相同的数据在SLIDE下运行,计算结果比较如下:
可以看出,除了简化的Janbu法计算结果稍有不同外,其它三种方法的计算结果基本一样。使用与上一个例子相同的代码可以提取出安全系数值。
4 与Plaxis LE的结果比较
相同的数据在Plaxis LE上运行,发现安全系数很小,如下表所示。但目前还找不出原因为啥会计算出如此低的安全系数。