Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
lotus wrote:据我所知，不同的软件可能有不同的处理方法，比如说在plaxis里，在你定义水位线后（水位是在地表面以上），程序会自动加一个力来平衡的初始的水压。从而可以让土体有正确有效应力。
而在其它的软件，那个由于水引起外力要手动加上去的，比如说SAGE CRISP。我用它模拟过在水下开挖，要想达到初始地应力的平衡，由于水产生的在地表面的力是必须加上去的。可能在这一点上FLAC也是一样的。
同意lotus的看法，正因为此，使用软件的前提一是对基本理论概念要清晰，二是对不同软件中具体如何处理要清楚。关于模型中如何考虑水的作用，土力学教材中有明确的结论，当考虑渗流影响时，可以采用两种力的组合方式，其一是以土骨架为考察对象，直接采用作用在土体上的渗透力与土体的有效重量（水下用浮容重计算）的组合；其二是以整个土体（包括孔隙水和土骨架）为考察对象，采用土体的总重（水下以饱和容重计算）与作用在土体周界上的孔隙水压力的组合。这两种力的组合完全等效。此结论适用于静水条件，此时渗透力为零。
另外对于土质边坡长期浸水条件，考虑土的浸水湿化是十分重要的否则计算出的位移趋势都有可能与实际不符。不知道目前什么软件可以考虑这种效应。《土工原理与计算》第二版有相关的介绍。
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
继往开来：同意lotus的看法，正因为此，使用软件的前提一是对基本理论概念要清晰，二是对不同软件中具体如何处理要清楚。关于模型中如何考虑水的作用，土力学教材中有明确的结论，当考虑渗流影响时，可以采用两种力的组合方式，其一是以土骨架为考察对象，直接采用作用在土体上的渗透力与土体的有效重量（水下用浮容重计算）的组合；其二是以整个土体（包括孔隙水和土骨架）为考察对象，采用土体的总重（水下以饱和容重计算）与作用在土体周界上的孔隙水压力的组合。这两种力的组合完全等效。此结论适用于静水条件，此时渗透力为零。
正确。第一种方法来自有效应力法；第二种方法来自总应力法。
静水条件下渗透力为零时，也就是孔压为零时，自然总应力等于有效应力，两种方法也就完全等效。
不过与lotus的问题还有所不同，lotus说的是有效应力法，只是初始静水压力如何加上的两种不同的方法。
ZHANGLXL的问题已经达到静水压力，又不考虑渗透过程，继往开来上面所说的两种方法是等效的，要是想用总应力法按继往开来说的第二种做法就可以了。
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
newcomesw wrote:其二是以整个土体（包括孔隙水和土骨架）为考察对象，采用土体的总重（水下以饱和容重计算）与作用在土体周界上的孔隙水压力的组合。这两种力的组合完全等效。此结论适用于静水条件，此时渗透力为零。
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此结论适用于静水条件?静水时水下也是以饱和容重计算吗？我觉得应该是浮重度吧？
作用在土体周界上的孔隙水压力的合力就是土体所受的浮力（根据阿基米德定律，浮力＝土体总体积*水容重），总重量/总体积（饱和容重）－浮力/总体积（水的容重）＝有效重量/总体积（浮容重）。
对于粗砂上式不成立，因为粗砂孔隙过大，只有颗粒所占空间计入排开水的体积，所以浮力＝颗粒总体积×水容重。这就是规范中粗砂浮容重往往不等于饱和容重减水容重的原因。
不知这样说是不是有助于理解。
其实浮容重的提法容易产生混淆，最早纯是为了方便计算静水条件的有效应力而提出的，但是对有渗流的情况就不适用，反而易产生误导，最彻底也是最明确的方式就是完全从饱和土有效应力原理出发推出有效应力。
最近有学者提出在土力学教学中取消浮容重的提法，就是出于这个考虑。
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
静水条件下渗透力为零时，也就是孔压为零时，自然总应力等于有效应力，两种方法也就完全等效。tlchen这种说法恐怕不妥，静水条件下，虽然超静孔压为零，但是静水压力是一直存在的，此时的关系仍然是有效应力＝总应力－静水应力（中性应力）。只有对于干砂，可以说总应力＝有效应力。
再罗嗦几句，其实土中水的效应是个及其复杂而重要的问题，说此问题是土力学有别于其他力学的精华所在也不为过。不知出于什么原因，国内的土力学教材对此问题缺乏深入透彻的讲述。张在明院士在其专著《地下水与建筑基础工程》中特别强调了这一问题的重要性。
虽然饱和土中的水的效应问题相对明确，但是即使一些知名的学者也在此类问题上犯过错误。下面再摘贴一下沈院士的《莫把虚构当真实——岩土工程界概念混乱现象剖析》与本话题有关的部分。全文好像在岩土工程版有。
1 渗透力或动水压力
( 岩土工程界概念混乱现象最主要表现在渗透力或所谓的动水压力的应用上。）
自从岩土工程学报 1982年第 3 期上发表毛昶熙教授等人的论文“渗流作用下 的坝坡稳定有限单元法分析”以来 ,一直有人主张土坡 稳定分析中考虑渗透力。近几年 ,许多报刊上发表过 类似主张的论文。例如 ,1999 年在第八届土力学及岩土工程学术会议论文集上有两篇 ,2001 年第 3 期水利 学报上有 1 篇 ,而岩土工程学报 2001 年第 6 期上又发表毛昶熙的 1 篇论文。更有甚者 ,2002 发布的国家标准《建筑边坡工程技术规范》还把考虑动水压力的边坡稳定分析方法纳入强制性规范。
其实 ,正如在讨论 1982 年毛的论文时就有专家指 出 ,在 1948 年出版的 Taylor 著土力学中 ,早就把渗透力算法与孔隙水压力算法之间的关系讲清楚了。两者 是等价的。但渗透力是矢量 ,孔隙水压力是标量。矢量的处理比标量麻烦 ,这是常识。而且渗透力是体力 , 孔隙压力是面力,体力积分后才得出面力。面力的计算当然比体力的计算简便。可是有人偏偏与“科学崇尚简洁”的原则背道而驰 ,舍简求繁地去发展考虑渗透力的 边坡稳定算法 ,似乎还是什么创新的成果 ,岂不笑话。
此外 ,笔者还见到一篇论文稿 ,申言 Terzaghi 固结理论中忽略了渗透力的作用 ,需要修正 ,并推导了新的固结方程和相应的解。据笔者了解 ,这样的“创新” 也还不是第一次。
笔者推测 ,许多人热衷于渗透力的研究 ,可能与对 “土骨架”这一名称的不正确理解有关。饱和土体由固 体颗粒和孔隙水组成 ,这是常识。但是土力学中把饱 和土体划分成土骨架和水体两部分 ,却完全是虚构的 , 土骨架并不是固体颗粒 ,水体也不是孔隙水 ,而是充满 整个空间的 ,包含固体颗粒所占的空间。这种划分的 目的是为了渗流分析的需要。因为渗流理论中的流速 定义是通过单位土体面积的流量 ,而不是通过单位孔隙面积的流量。有的文献称之为比流量 ,似更确切。
因此 ,这一流速不是真实的孔隙水流速度。其实,流速定义中忽略固体颗粒与应力定义中忽略孔隙 ,是完全 相当的。渗透力方法的鼓吹者把虚构的土骨架当作土 坡稳定分析的对象 ,而不去分析真实的土体 ,其不合理 性是不言自明的。至于动水压力 ,这是从俄文翻译过 来的不恰当的名字。因为压力一般理解为作用面上的 法向压强 ,而渗透力则是作用于土骨架上的切向拖曳力。显然 ,把渗透力称为动水压力更容易造成混乱。
2 浮容重和有效应力
浮容重的定义是单位体积的土体重减去同体积的水重(即浮力) ,而不是仅仅减去孔隙水重。因此 ,浮容 重这一概念与土骨架的概念是相当的,都需要把固体颗 粒所占这一部分体积的等量水体去掉。土力学中之所 以广泛运用浮容重的概念 ,道理很简单 ,就是为了简化 有效应力的计算 ,即一次算出有效自重应力来 ,而不必分两步走 ,即先算出总应力 ,再减去孔隙压力。这也是 “科学崇尚简洁”的例证。这一简化算法在无渗流情况下是完全正确的 ,有渗流条件下则只是近似的。土坡稳定分析通用的办法是对浸润面以下和坡外水面以上土体 ,滑动力按饱和容重算 ,抗滑力按浮容重算。滑动力按饱和容重算 ,说明分析的对象是整个土体而不是土骨架 ,而抗滑力按土骨架重计算 ,得出的滑裂面上法向力 将小于总应力而接近于有效应力。但是 ,在计算机已经 普及的今天 ,这样简化的意义已不很大 ,因此有效应力算法应当尽可能采用总应力减去孔隙压力的正规算法。
土压力计算中水土分算和水土合算两种算法那一种更合理的问题近年有过不小的争论 ,同样可以按上 述思路进行评价。水土分算就是用浮容重计算滑裂面上的有效应力。如果采用有效应力强度理论 ,水土分 算法当然是合理的。但是,当挡土墙后存在渗流现象 和超静空隙压力时 ,特别是黏性填土 ,孔隙压力的计算 的确是一件麻烦事。这时应用半经验的总应力强度理 论可能更合适 ,水土合算法就应运而生。由于总应力强度的摩擦角远低于有效内摩擦角 ,计算结果可能更 保守。这时如果再用有效强度指标进行计算 ,结果显 然是不对的。 再谈有效应力。作为想象中作用于土骨架上的一 种应力 ,既然土骨架是虚构的 ,有效应力当然也是虚构 的 ,对饱和土而言 ,并不等于固体颗粒之间接触力的统 计平均值。其实 ,有效应力就是等效应力 ,应从骨架变 形或强度的等效上去理解。固体力学其它学科在应力分析中没有人去考虑分子或晶体之间的作用力,岩土工程界一直有人孜孜不倦地从颗粒之间接触力和接触面积大小上探究有效应力的“真谛”,恐怕是多此一举的。
同样 ,从浮力只作用于孔隙面积上的概念出发探究它的 “真值”,恐怕与探究孔隙中的真实流速一样 ,是毫无意义的。当然 ,细观力学也研究晶体和颗粒之间的作用 , 但目标是弄清固体材料的变形机理 ,其成果只是定性的 ,不能直接用于实际 ,因而与上面讨论的问题无关。
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
tlchen这种说法恐怕不妥，静水条件下，虽然超静孔压为零，但是静水压力是一直存在的，此时的关系仍然是有效应力＝总应力－静水应力（中性应力）。只有对于干砂，可以说总应力＝有效应力。我的说法不严密，平时对超静孔压考虑的多，反而把静水压力忘了。
脑子里的印象是有效应力的大小和静水压力无关，然后把静水压力忘了后，
就变成了超静孔压为零，有效应力等于总应力了。哈哈。。。
多谢继往开来。下面是太沙基对这个方面的论述。
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
两种模型计算结果不同，可能是计算程序中有无，其实土体中水的考虑早已争论多年，无非是为了个学术名词而已，本质内容都是一样的。个人看法：任何一种考虑方法，只要自己的思路对的，结果就ok
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
对比一下下面的推导过程与太沙基的推导过程，更能加深对有效应力、浮容重、土骨架的理解。作用在A点的竖向总应力为：
σ＝γw*h1+ γsat*h2
A点的孔隙水压力为:
u=γw*(h1+h2)
A点的有效应力为：
σ／＝σ－u=γw*h1+γsat*h2-γw＊(h1+h2)=(γsat-γw)=γ／＊h2
和太沙基推导的结果一样。
其中γw为水的容重
γsat为土的饱和容重
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
we can use fish to write DuncanCHang model. and thenuse this modelto study cofferdam/soil_rock dam. we have made it!Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
we could write duncanChang model by fish. for soil-rock dam, it is better to use duncanchang model. we have made it.Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
已经很久没对此发表观点了，再说上两句。目前对孔隙水压力的考虑主要有两种，正如如原贴中所讲，（1）将其作为外应力考虑，即model1 (2) 将其作为内应力考虑，即model2。本人倾向于model2，model1只是在我们不考虑变形计算时才和model2的结果相一致，若考虑变形计算，即涉及到静不定问题时，model2的计算结果会更加合理，也就是flac程序对此采用的方法，具体可参见flac说明。
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Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
能进来看大家的东西真是一种享受啊!Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
最好将整个土坡取干容重，如果set fluid on得到水位后 在set mech on，这flac会自动调整重度。flac中的应力全为有效应力。Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
我的处理方法：(1)单相处理方法（单纯的静力分析）
(a)总应力法(total stress analysis)
水位以上用干容重，
水位以下采用饱和容重
水位作用下的初始孔隙压力分布
静水压力（外水位）
(b)有效应力处理方法(effective stress analysis)
水位以上采用干容重
水位以下采用浮容重
静水压力（外水位）
(2)耦合分析（固结分析）
需要定义流体边界（固定压力水头、流量边界等）
固体力学边界（位移等）
静水压力（外水位）（力学边界）
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
zhangpeiwen wrote:我的处理方法：
(1)单相处理方法（单纯的静力分析）
(a)总应力法(total stress analysis)
水位以上用干容重，
水位以下采用饱和容重
水位作用下的初始孔隙压力分布
静水压力（外水位）
(b)有效应力处理方法(effective stress analysis)
水位以上采用干容重
水位以下采用浮容重
静水压力（外水位）
(2)耦合分析（固结分析）
需要定义流体边界（固定压力水头、流量边界等）
固体力学边界（位移等）
静水压力（外水位）（力学边界）
这三种情况有没有什么适用条件呀~~
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
第一种方法好像还得考虑渗透力。在有渗流的边坡稳定分析中，存在着两种计算方法与观点。一种是选择土骨架为研究对象，采用土的有效容重和渗透力的组合来考虑渗流对边坡稳定的影响。另一种是选取土体作为研究对象，考虑滑裂面上的孔压与坡面上的水压力(坡面上有水情况)。Taylor就讨论了这个问题，指出这两种方法本质上是完全一致的，如果计算过程正确，两者将得到相同的结果。
Re:长期库水作用下边破的稳定性分析
cugyanshj wrote:最好将整个土坡取干容重，如果set fluid on得到水位后 在set mech on，这flac会自动调整重度。flac中的应力全为有效应力。
请问,这种情况下在set mech on的时候,上游坡水位以下需要考虑加水压力吗? 没有看懂，最后的结论是什么，怎么没有人总结一个正确的结论啊 学习学习体会中