英文篇名
REVIEW ON SLOPE STABILITY ANALYSIS
作者
陳榮河
摘要
當吾人設計土壩、土堤、填土坡、開挖面,乃至於自然坡,均涉及邊坡穩定之問題,而分析為設計重要之一環;然而,分析需要對材料之力學性質加以定量的了解,例如,材料之應力一應變之關係、異向性、非均質性、初始應力、孔隙壓力之分佈、以及施工步驟等。這些因素對材料之行為均有很重要之影響,很遺憾的是這些因素通常難準確獲得,因此,就實用言,除了力學性質易於控制之工程,如夯實土堤、土壩等,適於用複雜之分析法,如有限元素法外,其他,如自然坡、開挖面之分析,仍以極限平衡法最為廣用。蓋極限平衡法考慮了所有影響材料強度之主要因素,且在應用上易於使用,並能得到令人滿意而合理的結果,故本題著重於介紹極限平衡分析之各種方法。
極限平衡法之應用,大致上可分為四步驟:
(a)先假設一最可能之滑動面,如弧形或沿著脆弱面之滑動面,並假設沿滑動面上之每一點均同時破壞,亦即,每一點之安全係數均相同;
(b)由作用於滑動體上所有力或力矩之靜力平衡,可算出滑動面上所受之剪力;
(c)以材料之強度與剪力相比較,可得到此滑動面之安全係數;
(d)再假設另一可能之滑動面,重覆步驟(a)至(c),而得另一安全係數。
由步驟(a)至(d)反覆數次後,其中最小之安全係數,為吾人所欲得者。至於何時以總應力(Total Stress)方法或有效應力(Effective Stress)方法來分析,端視邊坡排水之情形而定。大體言之,當完全飽和且排水不易之情形(φ=0),如土堤蓋於軟弱土壤上,於施工剛完畢時;或受地震力;或水位突然下降如洩洪時,由於時間短促,超額孔隙水壓不易排除,則可以總應力法分析。若經過長時期後,超額孔隙水壓完全排除;或材料有隙紋;或材料之滲透係數很高,孔隙水壓易於排除,則需以有效應力法分析。以下所述之分析方法將依據滑動面(破壞面)之幾何形狀來介紹。
英文摘要
In this paper, all the limit equilibrium methods developed for both the two dimensional and three dimonsional slope stability analysis are reviewed. This includes the analysis method on infinite slope, the mass procedures on finite slope, and the slice methods on finite slope. The slice methods include the ordinary method, simplified Bishop method, Spencer method, Janbu's simplified method, Morgenstern-Price method, Baligh and Arrouz method, Chen and Chameau method, and Hovland method. Some methods used in dynamic analysis are also discussed in this paper which include both the pseudo-static analysis and dynamic stress analysis. All the methods mentioned above are compared and discussed by the author through the application on several case examples.