第12章 程 序 使 用 说 明
12,1 程序开发过程
STAB程序前后经过了二十余年的开发过程1976年作者参加水利电力部第二工程局官厅水库抗震加固工程时在北京大学DJS?60机上开发了一个圆弧滑裂面的土石坝边坡稳定分析的程序现在的STAB程序仍然保留了这一版本对边坡几何形状处理的主要特点
1979至1981年作者赴加拿大Alberta大学进修在Morgenstern教授的指导下对边坡稳定分析的Morgenstern?Price法作出了改进并编制了相应的程序1982至1984年作者在潘家铮主持的水工建筑物设计专用程序项目中承担了编制土石坝边坡稳定设计专用程序的工作在这一项目中本程序被正式命名为STAB 1994年水利水电规划设计院在黄山组织专题审查会并于1984年12月12日以(84)水规算字第3号文正式批准STAB为水利水电系统土石坝设计专用程序在水利水电设计系统中推广使用
1984至1995年作者在推广使用STAB程序的过程中将其改造成微机DOS版并命名为STAB95 1995年至现在STAB95逐步获得推广在此过程中顺应微机操作系统从DOS转向WINDOWS的潮流提出了STAB95的WINDOWS仿真DOS环境下运行的版本并根据新颁布的水工建筑物抗震设计规范修改了7度和9度地震时输入的地震加速度系数将STAB95升级为WINDOWS界面交互式软件的工作正在进行但是其基本功能已在STAB95中定型本节介绍STAB95程序使用方法在网上公布供下载的是STAB95的简化版S1.EXE
12,2 数据处理
12,2,1 几何信息的处理
1,剖面几何图形
将土石坝土坡断面放在设定的xoy坐标中规定ox为水平轴指向滑动方向为正
oy为垂直轴重力方向为正
如11.2.1节介绍任一边坡的剖面总是被简化为一个由若干条线段相交形成的图形每一个线段连结左右两个端点线段将不同土层分开点线和土层都从1开始依次编号其总数分别为NN IN1 IN如图12.1所示例该断面点的总数为NN
=
20线的总数为IN1
=
17存贮点的坐标值的数组为XN(I)和YN(I) (I
=
1,2,…,NN)在表12.1的73~79行中读入确定线段的信息是两个端点的编号IC(I,1)和IC(I,2)不区分左右次序即左右端点的编号可以任意存放在IC(I,1)和IC(I,2)中IC(I,3)存放该线下卧土层的编号例如图12.1中的第2
条线它连接2和3两个点并下压第1层土故IC(1,1),IC(1,2) IC(1,3)分别为2,3,1同
378 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
样道理对第4条线IC(4,1),IC(4,2),IC(4,3)分别为5,6,2除了分界土层的边界线外还有一组定义浸润线的线段其表达方式和边界线一样在表12.1的75行中读入如图12.1所示例其浸润线由5个线段构成一条折线总数IPH
=
5而该5条线段的参数分别存放在
ICPH(I,J)中I
=
1,2,…,IPH; J 1,2,3
图 12,1 剖面几何图形处理
在STAB的2002年版新增添了软弱夹层线对于搜索任意形状的临界滑裂面十分有用当OP1(4)不为零时读入此行软弱夹层线总数为LWK有关参数存放于IC3(I,J)中在表12.1的76~79行中读入
此外由于垂直条块不可能与垂直的浸润线或边界线相交故碰到此类线程序将予以忽略计算结果不受影响
在第2章第2.4.3节中讨论了坡外水位的三种处理方案STAB程序默认的是规范建议的等效置换的方法即方案2用户只需输入坡外水位程序自动处理成坡外无水的情况注意坡外水位线既不是边界线也不是浸润线坡外水位以下的外边坡线都是浸润线如图
12.1所示例题共有21个点2层土17条分界线和8条浸润线浸润线是连接1 2 3
7 8 9 10 12 14各点的折线如果漏掉联接点1 2和点2 3的这两条线则将导致大错
坡外水位在计算土石坝上下游边坡时分别为上游和下游水位当计算下游边坡时滑弧顶部有可能与上游水位相交参见图12.2此时的处理方法是将水库水位代表的那条线
DE看作是一条边界线而DE下压的库水位看作是一层土这层土的强度指标为零容重为水容重滑面一直延伸到与上游水位相交也就是说所研究的边坡的外边坡线是由点
EDGHJKLM这几个点连成特别需要注意此时浸润线为ED而不是FD
在使用总应力法进行库水位骤降计算时需输入骤降后水位
以下的图形处理是错误的
1) 如图12.3(a)剖面几何图形不够大不能保证所有可能的滑裂面均和该图形的外轮廊线相交
第12章 程序使用说明 379
2) 线段之间不连续如图12.3(c)所示外边坡线缺一条线
3) 线段重叠如图12.3(d)所示线15和线17重叠正确的编法应是将5和6两点连成一条线6和7两点连成一条线
4) 在图12.2所示例中浸润线只输入DE DC CJ JK而没有把KL LM这两条线计入浸润线正确的作法应将两条线也计入
5) 外边线存在反坡如图12.3(b)所示如果确有反坡需要计算则OP1(6)不为零在表12.1的89~91行读入外边坡线的编号
图 12,2 上游和下游水位水库水位浸润线的处理
2,滑裂面
STAB程序中提供圆弧和任意形状的两类滑裂面分别用OPTION(2)
=
1和0来实现表12.1中第23行定义滑裂面参数的子程序为READ4详见表12.2
(1) 圆弧滑裂面程序通过表12.2中第23~38行来定义圆弧滑裂面一个圆弧滑裂面可由其圆心的位置x
c
y
c
和滑弧深度D
s
来确定
滑弧深度是滑弧面最深点的y坐标如图12.4所示
已在第4章4.1节中介绍D
=
R+y R
=
圆弧半径参见图12.4因此安全系数F
是x y和D的函数土条总数为NS
除了上述功能外程序还安排了以下两个功能
1) 通过指定的上下交点的圆弧如图12.5(a)此时LL0<0
2) 通过指定的上交点(或下交点)和具有指定的D
s
的圆弧图12.5(b)此时
LL0>0
图 12,3 错误的图形处理
(a) 外边坡线不够长(b) 反坡(c) 线段不连续(d) 线段重叠
380 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,4 圆弧滑裂面输入参数
(a)枚举法按不同圆心位置和滑弧深度布置圆弧(b)水平地震力沿高程按某一分布图形输入
图 12,5 通过指定点的圆弧
在数据表12.2中用第23行的LL0来识别例题EX16和EX17分别说明此两种情况此功能仅适用于LL2不为0时在实际工程中极少使用这一功能
大多数情况下建议使用LL0
=
0的功能有关参数与优化参数一起将在表12.2
和12.2.5节中介绍
(2) 任意形状滑裂面程序通过表12.2
中第41~94行来定义任意形状滑裂面滑裂面被m个点A
1
A
2
…… A
m
离散为m?1
段(见图12.6)此m?1段用直线或光滑的曲线相连程序要求输入此m个点的坐标
如前所述滑裂面被m个点A
1
A
2
…A
m
点分为m?1段从上交点向下交点编号为1
2,m?1程序用LNO代表此m?1段中为直线段的线段总数在数组LOO(I) (I
=
1
2 LNO)中存入这些直线段的编号其
它线段则默认为曲线当LNO为零时滑裂面为一光滑曲线没有直线段当LNO为一大于m?1的数时则程序默认全部为直线段这两种情况都无须填写LOO(I)其它参数与优化参数一起将在12.2.5节中介绍
第12章 程序使用说明 381
如图12.6所示的任意形状滑裂面在控制点A
1
,A
2
,…,A
m
各点之间程序还将进一步用垂直条细分为减少滑裂面信息的输入工作量程序不要求输入所有条块的几何信息仅要求输入此m个控制点的x和y坐标在这些控制点之间进一步细分的土条的几何信息通过线性内插确定
图 12,6 任意形状滑裂面
程序要求输入这些控制点的边界线编号如A
1
点的土条边界线为KQ2(1)
=
1 A
2
点的土条边界线为KQ2(2)
=
5则程序通过线性内插补齐A
1
和A
2
之间的编号为2 3 4的土条的几何信息在A
1
和A
2
之间构成4个土条KQ2(I)和各控制点的x y坐标在表12.2的第
46行中输入
滑裂面上的直线段往往代表滑裂面通过的软弱夹层为了保证图12.6中的A
4
A
5
段使用软弱面MN代表的坐标需将MN设成一个有限厚度的土层并有意将点A
4
A
5
的y坐标设为略大于实际值使其连线位于A
4
A
5
的下方同时在优化计算中令A
4
和A
5
两点的移动方向精确地平行于MN所有这些做法都增加了数据准备的工作量为此在2002年以后的版本中设置了软弱面线段的功能如前所述在OP1(4)不为零时表12.1的76~79
行读入了软弱面线段IC3(I,J)的信息此时程序将执行数据表12.2第55行在输入控制点信息的同时增加一个量WS(I)即滑裂面上的某I段所代表的软弱夹层的编号当WS(I)
为零时此段不处于软弱夹层上当WS(I)为一正值时程序将自动将此段滑裂面左右两个控制点的坐标值调整到贴近靠编号为WS(I)的软弱夹层线上并且在优化过程中自动沿此夹层移动找到临界滑裂面有关功能详见第12.2.5节
3,拉力缝
圆弧和任意形状滑裂面的顶部均可设一拉力缝用表12.1中第23行OPT10N(3)不为零来控制
对于任意形状滑裂面第一个节点的y坐标即反映了拉力缝的深度无须专门指定但对圆弧滑裂面还需要用户输入拉力缝底部的y坐标此值在表12.2第36行读入拉力缝
382 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
可以充水或不充水OPT10N(3)
=
1时拉力缝不充水OPT10N(3)
=
2时拉力缝充水当
OPT10N(3)
=
2时拉力缝内按指定高度充水(表12.1的24行)此功能通常用来模拟坝前作用一定高度的水面的情况参见例题EX29
12,2,2 物理信息的处理
1,单位
程序要求输入水容重表12.1中第46行这一量纲决定了本题使用的单位
2,基本物理力学指标
对每一个土层需要输入5个指标表12.1中48行其摩擦角和粘聚力分别为PF(I)
PC(I)其天然容重和饱和容重分别为PDW(I) PDS(I)没有必要把浸润线上下的土作为两层土处理最后一个指标LRU(I)为一整型值代表孔隙水压力的处理方式将在12.2.3节中介绍
(1) 组合强度包线本程序具有用第5章介绍的组合强度包线进行稳定分析的功能在表12.1第48行中每种土输入两组抗剪强度指标即内摩擦角φ′和粘聚力c' PF(I) PC(I)
用于存放基本内摩擦角和粘聚力PF1(I) PC1(I)用于存放组合内摩擦角和粘聚力PF1(I)
PC1(I)为零时即为单一强度包线
需要特别强调这些参数的关系必须是PF(I)>PF1(I) PC(I)<PC1(I)否则两条强度线无法在坐标系内相交程序不能运算图12.7(a) (b)示两种错误的指标输入值
图 12,7 组合抗剪强度包线
(a) 不正确组合包线不相交(b) 不正确的组合强度包线虽在象限内相交但不满足PC(I)<PC1(I)的条件
(2) 非线性强度指标本程序具有第5章5.7节中介绍的对数和指数两种非线性模式
在表12.1的48行中PF1(I)和PC1(I)中存放相应指数模式的A b或对数模式的φ
0
φ
的负值程序通过负号得知,是进行非线性强度指标的稳定分析而不是上节的组合强度包线计算由于对数和指数两套数据的取值范围有很大的差别程序可以识别不需单独说明采用的是何种非线性模式例题EX10介绍此功能
3,内插网格
在本程序的运行过程中有三个物理量需要用户通过内插确定因此在数据文件中要输入一个网格形成原始数据在表12.1的65~70行中输入
当孔隙水压力是通过实测或其它途径确定时表12.1中第48行的LRU(I)为正值程序即认为该I号土层的孔压是通过内插确定的例题EX2图12.8专门讲述了这一情况
第12章 程序使用说明 383
地基原位不排水剪强度q
cu
是位置即坐标值的函数滑裂面上任一点的抗剪强度通过邻近点的相应值内插获得例题EX11图12.9专门讲述这一情况
土的地震总强度指标本程序纳入第7章Seed建议的使用地震动强度指标的边坡稳定总应力法在不同的固结比情况下的动三轴试验可给出如图12.10所示的曲线同样通过内插确定滑裂面上各点的动强度例题EX12图12.10专门讲述这一情况
图 12,8 按坐标网格输入孔隙水压力值 例题EX2
图 12,9 按坐标网格输入地基原位不排水抗剪强度q
cu
例题EX11
图 12,10 土的地震总强度三轴试验曲线 例题EX12
384 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
上述三种情况均使用以下同一模式输入原始数据
设某一物理量Q为坐标x y的函数则输入ny条水平线在第I条水平线上布置了nx(I)个点其x坐标为x
ij
j
=
1,2,…,nx(I) y坐标为同一值相应Q值为Q(x
ij
y
ij
)
程序要求依次输入参见表12.1的65~70行
ny为水平线总数为第65行LOY
nx(1) 第一条水平线上点的总数为第67行LOX(I)
x
11
,y
11
,Q
11
第一条水平线上第一个点的x y和Q值为第69行中PPX(I,J) PY(I,J)
P(I,J)
x
12
,y
12
Q
12
第二条水平线上第一个点的x y和Q值
……
[共nx(1)行]
nx(2)第二条水平线上点的总数
……
[共nx(2)行]
……
在表12.1中51行实现动强度指标的输入子程序REED具有类似的内插格式上述三种情况具体输入方法可分别参见例题EX2.DAT,EX11.DAT,EX12.DAT
12,2,3 计算荷载
1,自重
采用实际重即水下为饱和重水上为天然重在程序中天然重和饱和重分别存于
PDW(I) PDS(I)中数据表12.1第48行
2,滑动体边界上的水压力
如前所述在坡外有水时作用在滑坡体坡面上的水压力通常用等效置换的方法变成一个坡外无水的情况参见第2章2.4.3节请仔细阅读12.2.1节以确保上下游水位浸润线输入正确无误
3,孔隙水压力
孔隙水压力按下面三种方法输入以实现对LRU(I)不同赋值的功能
(1) 当孔隙水压力在某一区域按静压分布时例如心墙上游侧的透水坝壳只需输入该区域的浸润线位置程序即能自动识别按静压计算孔压
如果浸润线较平缓往往可近似假定等势线铅直孔压亦可按这种处理方法近似按静压分布计算上述两种情况在48行中取LRU(I)
=
0如图12.2所示滑面上A点的孔压其值应为AB段水头但确定此值需要绘制流网这时使用的一种近似的作法是将A点的孔压简化为AC段的水头
(2) 当孔隙水压力在某一区域不按静压分布时例如不透水土在固结过程中的孔压按坐标网格逐点输入图12.8程序将据此采用等参形状函数进行内插确定滑弧面上各点孔压值已在12.2.2节中详细介绍此时取LRU(I)>0例题EX2介绍此功能
第12章 程序使用说明 385
(3) 输入孔隙水压力系数r
u
此时取LRU(I)<0孔隙水压力系数定义参见第2章式(2.5)
此功能在计算天然边坡时常用此时往往不易精确地确定坡内孔隙水压力从实用角度工程师常输入一个与土柱高成一定比例的水面线例如当r
u
=
0.1时如果土柱容重为
19.6kN/m
3
则可知水面线距土条底为(19.6/9.8)×0.1H
=
0.2H其中H为土柱高
在2001年12月以后STAB版中凡是输入r
u
为负值的土区不管其是否在浸润线以上还是以下滑面上均按输入的孔压系数处理也就是说如果使用孔隙水压力系数r
u
的功能则无需再输入浸润线的信息之所以作这一改进是因为在绝大多数情况下既然要采用孔压系数的功能就没有必要在该土层中再定义一条浸润线绝大多数用户不希望再花时间去定义浸润线如果浸润线通过某一土区而浸润线以下要用LRU(I)<0的功能以上孔压为零则用户应将浸润线上下的土按两种土区来处理
4,地震惯性力
(1) 按SL203?97水工建筑物抗震设计规范规定计算已在第7章7.5.1节中介绍表12.1中第39行要求输入IQUA
=
地震烈度HBAS
=
坝底高程HBO
=
坝高程序安排地震力向上和向下两种选择分别用IDIR
=
0和1实现
(2) 水平地震力沿高程按某一分布图形输入用户希望沿高程按图12.4(b)所示分布图形分别输入水平和垂直地震力系数则可设IQUA<0将转折点的y坐标CYE(I)和相应的水平地震力系数COE(I)与垂直地震系数VOE(I)输入表12.1中41至42行执行此功能例题
EX4和EX26介绍此功能
5,外荷载
STAB程序具有两种输入外荷载的功能分别用OPT1ON(5)<0和OPT1ON(5)>0来控制通过程序READ3和READ3_1 实现表12.1中第92~93行READ3_1为STAB程序输入外荷载的老功能称为第一种功能在处理实际问题时不太方便以后又开发了READ3称为第二种功能推荐使用READ3
(1) 子程序READ3_1输入外荷载的第一种功能见表12.4当坡面上有作用荷载时有两种方式输入
(a) 分布力分布力强度q
x
和q
y
是作用在某一线段上的如图12.11(a)所示一分布荷载坡面上某一小段(水平距离为dx)上若承受水平方向和垂直方向的力分别为dP
x
dP
y
则定义
x
P
q
x
x
d
d
= (12.1)
y
P
q
y
y
d
d
= (12.2)
需要分别输入q
x
q
y
在线段左端x坐标小的那端和右端x坐标值大的那端的数值分别用q
x
-
q
y
-
和q
x
+
q
y
+
来表示表12.4中第11和12行的PN和PT分别代表q
x
和q
y
数组(I,II)中II为1和2时分别代表左端和右端值这一功能通常用来模拟坡面上的建筑物荷重定义dP
x
和dP
y
的正方向分别与x和y轴相同
386 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,11 输入外荷载示意图
(a) 分布力(b) 集中力
(b) 集中力坡面某一段AB均匀分布一总合力为P如图12.11(b)与x正轴正方向夹角为ψ的荷载在计算时力P被处理成均匀地作用在线段AB上这一功能通常用来模拟锚索荷载定义ψ为正x轴转向正y轴的角度在表12.4第9行中用SU和AF表示
例题EX21是专门介绍该功能的例子图12.12
(2) 子程序READ3新设的输入外荷载的第二种功能功能见表12.5
(a) 分布力与READ3不同分布力是作用于某一线段线的法线和切线方向的荷载(q
N
+
,
q
N
-
和q
T
+
,q
T
-
)同样也是放在PN和PT两个数组中如表12.4第10和11行
此时
L
P
q
N
N
d
d
= (12.3)
L
P
q
T
T
d
d
= (12.4)
其中dL为线段的长度
(b) 集中力与READ3不同集中力是作用在某一指定的x y坐标上分别用XANCH(I),
YANCH(I) ANCHL(I) ANCHA(I) 4个变量存放集中力的x y坐标数值P和与x正轴正方向夹角ψ如表12.4第16行
例题EX30是专门介绍该功能的例子
12,2,4 分析方法
1,有效应力法和总应力法
在开始介绍本节内容前需要强调指出有效应力法和总应力法分别包含了对强度指标和孔隙水压力的不同试验内容和处理方案用户应在仔细阅读本书第5章和第7章的基础上合理地使用本程序提供的功能在没有弄清总应力法的概念以前不要使用本程序有关总应力法的功能有的用户把MTE当作一个开关在MTE
=
0时算一遍令MTE>0时又算一遍以为这就是相应有效应力法和总应力法的安全系数这一作法是错误的也是有害的
第12章 程序使用说明 387
图 12,12 输入外荷载例题
在表12.1第33行输入参数MTE相应MTE的不同数值程序执行以下分析方法
(1) 有效应力法和坝体施工期总应力法(MTE
=
0)根据不同运用阶段分别采用S剪
Q剪R剪的强度指标施工竣工期采用Q剪指标进行总应力法分析此时不计孔隙水压力其处理方法实际上同有效应力法例题EX9介绍此情况
(2) 静力总应力法(MTE>0)本书第5章论述了总应力法的原理并介绍了详细计算步骤
STAB程序中使用静力总应力法有以下两种情况
(a) 采用现场快剪强度指标这种情况主要针对地基土具有现场十字板剪力仪或其它现场土工试验的总强度的情况这个数据随深度变化程序要求输入相应现场位置x y值和τ
=
q
cu
/2的网格通过内插确定滑裂面上各点总强度在数据文件中用MTE>0(表12.1第33
行)和LRU(I)>0表12.1第48行来控制例题EX11介绍这个情况
(b) 利用固结不排水试验强度包线R或组合强度R?S”进行库水位骤降时的边坡稳定总应力法分析这一步骤已在第7章通过[例7.7]作详细介绍STAB程序严格按照美国陆军工程师团建议的方法操作在数据文件中用MTE>0表12.1第33行以及输入不同的降前降后水位UWL和UWL1表12.1第34行和输入R?S组合包线来实现此功能执行此功能还需输入库水位降落后坝内的浸润线表12.1中81～83行例题EX8介绍此情况
388 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
(c) 地震总应力法(MTE<0)采用第7章介绍的步骤利用动三轴试验的总强度进行边坡稳定计算的
土的动抗剪强度τ
fs
由下式确定
(12.5) ),(
3 cfs
Kf στ=
3
1
σ
σ
=
c
K (12.6)
上二式中τ
fs
为破坏面上的剪应力σ
1
为固结大主应力
3
为固结小主应力 σ
用程序进行计算需将三轴不排水动力试验所得结果整理成式(12.5)形式然后以网格形式逐点将σ
3
K
c
和τ
fs
输入如图12.10所示对某一σ
3
K
c
程序通过内插确定τ
fs
本程序规定具备动指标的土料种类不得超过五种对需进行动力分析的土层依次由1
至LSD编号不具备动指标的土层编号为零称这组编号为动编号用LSDM(I) I
=
1
IN表示
例如某问题共包含5层土IN
=
5如果编号为1 3 4的三层土具备动指标其相应的τ
fs
K
c
数据网格的编号分别为1 2 3第2 5层土不做地震总应力分析那么LSD
=
3
这五层土的动编号为LSDM(I)
=
1,0,2,3,0 (I
=
1,…,5)也就是说程序将识别第2 5层土无动指标第1层土将使用下面输入的第一组动强度数据网第3 4层土分别使用第2 3
组动强度数据网
程序在READ2表12.3中输入各层有关数据例题EX12介绍此功能
2,稳定计算方法
(1) 简化法程序提供第3章介绍的全部简化法的计算功能
用于圆弧滑裂面的简化法按网格布置多个圆弧滑裂面程序同时算出毕肖普法瑞典法和改良瑞典法罗厄法或工程师团法的结果分别通过LL1
=
0,1,2来实现表12.2第
23行并找出相应于某一种方法最小安全系数值的临界滑弧
罗厄法和陆军工程师团法是满足静力平衡的适用于任意形状滑裂面的简化法用户在两者中选一种在数据表12.1第34行中当ASP<0时为罗厄法ASP 0时为工程师团法此时ASP为边坡的平均坡度以度计此值仅在工程师团法中用罗厄法和陆军工程师团法也可在任意形状滑裂面条件下使用程序先计算罗厄法或陆军工程师团法再以此为初值获得通用条分法的成果
(2) 边坡稳定分析通用条分法本法仅用于任意形状滑裂面方法的要点是输入对土条侧向力倾角的一个分布形状然后根据力和力矩平衡确定安全系数已在第2章中详细介绍本程序默认的功能是Spencer法当OP1(3)>0时程序执行第2章介绍的对β(x)的其它假定此时按READ4中不同处理对f(x)和f
0
(x)输入一个由用户指定的分布函数在OP1(3)
=
0
时无需输入其它参数即自动使用Spencer法计算在OP1(3)大于零时通过表12.2的77～91
行指定f(x)和f
0
(x)的数值
OP1(3)大于零时首先读入控制码ISPE
ISPE
=
2采用第2章2.5.2节介绍的侧向力的第2种假定即固定的两端值f(x)采用第12章 程序使用说明 389
正弦曲线
ISPE
=
0由用户指定f
0
(x)和f(x)
其次读入IBOUN当IBOUN为零时两端值按第2章2.5.2节提供的判据式(2.90)由程序自动设置不为零时则由用户指定端值用FAA和FBB定义
ISPE
=
2和0的两种情况的实例参见EX27和EX29
表12.7总结了本程序进行边坡稳定分析的各种功能
3,边坡稳定的可靠度分析
程序执行第10章介绍的蒙特卡洛法一次二阶矩法 Rothenbleuth法三种可靠度分析的功能输入数据在子程序READ5表12.6中执行
首先输入两个参数NPROB和NLP
PROB
=
1蒙特卡洛法
=
2一次二阶矩法
=
3 Rosenbleuth法
NLP
=
具有随机特性土层总数,如果NPROB
=
1则需单独为蒙特卡洛法输入以下参数
ITM
=
蒙特卡洛法模拟次数
K
=
具有随机特性的变量总数
MEED(I)
=
产生随机数的种子
随后对上述三种情况输入以下参数
MTYPE(I)
=
1均匀分布
=
2正态分布
=
3负指数分布
=
4对数正态分布
FMEAN(I) FDEV(I) RMEAN(I) RDEV(I)分别为c,φ,r
u
的均值和标准差
KK
=
0不相关KK
=
1相关
在KK
=
1时 输入相关系数矩阵 R11(I,J)
与确定性方法中所用的分析过程类似边坡稳定概率分析通常包括两步即对于一指定滑面求β在可能的滑面中寻找一个所谓临界滑面其β为最小值β
m
注意 蒙特卡洛法无法考虑参数相关也不能进行自动寻找临界滑面的优化功能
4,土压力计算
当OP1(1)为2和3时进行土压力计算,此时在表12.1的第95行输入以下参数
GWALL
=
假定的土压力大小假定值不影响最终成果但不应与预计的最终成果偏离过大
HMW
=
土压力作用位置与墙底的垂直距离
EWALL
=
土压力与水平线的夹角
当OP1(1)
=
2时进行同时满足力和力矩平衡条件的土压力计算
当OP1(1)
=
3时进行仅满足力平衡条件的土压力计算即库仑土压力理论计算此时计算成果与输入的HMW值无关
12,2,5 应用最优化方法确定临界滑裂面
1,圆弧滑裂面
程序提供的搜索圆弧形临界滑裂面的功能有3种分别用表12.2中23行LL2
=
0,1,2来实现在一般情况下建议直接使用LL2
=
2即下述(3)的功能
390 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
(1) 枚举法网格法此时令LL0
=
0程序按输入的网格步长和网格数计算相应不同的圆心坐标和滑弧深度的圆弧的安全系数
此法的基本思想是不断地改变圆心位置x
c
y
c
和滑弧深度D
s
的数值逐一比较相应的安全系数最终找到最小的安全系数在具体操作中先固定一个D
s
然后在圆心可能的位置中布置一个网格如图12.4所示设网格的中心坐标为CCX CCY相应某一固定的滑弧深度CCD(表12.2中33行)在左右方向各布置了NGRIX格每格宽度为BCX在上下方向各布置了NGRIY格每格宽度为BCY则共计有(2× NGRIX +1) × (2× NGRIY+1)
个网格点分别以该网格点为圆心以D
S
为滑弧深度计算相应安全系数找出最小的安全系数然后改变一个D
S
值重复相同的步骤在这一过程中有可能出现圆弧和边坡不相交的情况程序将自动抛弃该圆弧同样D
S
也是一个起算的中心值在其上下各布置NGRID
层每层间距为BCD这样总计计算(2×NGRIX+1)×(2× NGRIY+1)×(2× NGRID+1)个圆弧采用此法时LL2
=
0此法的一个特例是NGRIX
=
NGRIY
=
NGRID
=
0此时计算一个指定圆弧
(2) 二个自由度的搜索应用单形法先固定D
S
不动用单形法搜索与某一滑弧深度
D
S
相应的使安全系数F最小的滑弧的圆心x
c
y
c
不断地改变D
S
可获得一系列最小的安全系数F
本功能以数据表LL2
=
1来实现
(3) 三个自由度的搜索使用此功能程序将一次计算出最小安全系数不再对不同滑弧深度逐一计算
本功能以LL2
=
2来实现在使用单形法自动搜索最小安全系数和临界滑裂面时数据输入格式和枚举法完全一样不同之处在于枚举法LL2
=
1单形法LL2
=
2输入NGRIX
NGRIY,NGRID和CCX CCY,CCD这些参数的作用是为最优化方法提供一个初始估计的滑弧和搜索的范围并不影响计算成果也可设这些值为零详见例题EX7
2,任意形状滑裂面
(1) 任意形状滑裂面的几何参数在表12.2第41行输入NS1 NOPT IRE即滑裂面上控制点的总数优化方法和迭代次数
输入KQ2(I) X1(I) Y1(I) NL(I) AL(I)分别为控制点的条块界面编号x,y坐标值自由度移动方向
A
1
和A
2
的控制点的条块界面编号分别为KQ2(1)和 KQ2(2)假如KQ2(1)和 KQ2(2) 分别为为1和5那么程序将自动在A
1
和A
2
之间内插编号为2 3 4的三条条块界面依次类推
自由度和移动方向分别在NL(I)和AL(I)中存放
应用单形法每个离散点都将从x y两个方向逼近临界滑裂面相应的控制点B
1
B
2
B
m
此时我们称该点的自由度为2对m个离散点总的自由度为2m
有时需要规定某个离散点固定不动此时自由度为0或规定沿某一设定方向移动此时自由度为1
如图12.6所示例A
4
点如沿软弱面移动则需规定该点自由度为1并将移动方向相第12章 程序使用说明 391
对于正x轴的夹角规定从正x轴转向正y轴为正作为一个参数输入程序
在优化过程中左右两个端点可能移至边坡外或内如图12.6中的A
1
和A
m
移至B'
1
和B'
m
程序将自动找到B'
1
B
2
和B'
m
B
m-1
与边坡的交点B
1
和B
m
并对滑裂面的信息作相应的调整滑裂面上的NS1个控制点将其分成NS?1段自上交点至下交点编号为1,2,…,NS?1
程序要求输入此NS?1段中形状为直线的段的编号依次存放在数组LOO(I)中直线段总数为LNO表12.2第70~72行如果LNO=0则滑裂面上无直线段为光滑曲线当LNO
为一大于NS1?1的数时则程序默认为全部为直线段这两种情况都无须填写LOO(I)
(2) 关于软弱夹层的输入如前所述我们将由NS1个点组成的滑裂面视为NS?1段当OP1(4)
=
1 时在输完KQ2(I) X1(I) Y1(I) NL(I) AL(I)后紧随于后输入软弱夹层信息WS(I) I
=
1,…,NS1?1当WS(I)
=
0时滑裂面上第I段不是软弱夹层当WS(I)不为
0时WS(I)为该段滑裂面所属软弱夹层的编号详见例题EX25和EX29在表12.2中55~65
行读入和处理这些信息
3,应用随机搜索确定安全系数的整体极值
在计算任意形状滑裂面时有时可能因初始滑裂面离整体极值相应的滑裂面较远因而无法找到此时如第4章介绍可使用随机搜索的方法先在临界滑裂面可能的位置附近划定一个随机搜索区域程序在给定区域自动生成100～500个滑裂面从中找到相应最小安全系数的那个滑裂面作为最优化计算的初值
如图12.13所示以初始滑裂面为中轴线对滑裂面的每个控制点在其移动方向设定的一个宽度d
i
称半带宽这样即可形成一个随机搜索区域
子程序READ4表12.2中67～68行读入相应的数据
IX
=
为随机搜索种子可输入一任意整型数
KK ZP(I)
=
滑裂面上控制点号和从该点定义的半带宽KK
=1,2,…,
NS1
半带宽是按中轴线为轴线沿移动方向AL(I)定义的用户应保证其输入的KK ZP(I)确实能形成如图12.13那样的具有物理意义的随机搜索区域否则随机搜索并不能帮忙
随机搜索仅用于任意形状滑裂面例题EX22介绍这一功能
图 12,13 随机搜索示意图
392 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,3 数据文件的格式
12,3,1 主要数据
STAB读入数据文件的源程序如表12.1所示
表 12,1 主要数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ1
2 COMMON/A1/IN,IN1,PF(20),PC(20),PDW(20),PDS(2
0),IPH,ICPH(40,3)
用户需确认没有使用越界的数组
3 COMMON/A2/NN,NJ(20),NHY,DHRP,WL(80),BDA(
80),CA(80),FAA(80)
4 #,LRU(20)+B59
5 COMMON/A3/RW,RU1,UWL
6 COMMON/A4/LSL,LNUM(60),IUPW,JUPW
7 COMMON/A6/X(80),Y(80),XN(99),YN(99),X2(80),Y
2(80),IC(80,3),N
8 COMMON/A7/W(80),RU(80),C(80),F(80)
9 COMMON/A9/IDIR,FQUH(80),FQUV(80),FDIS(80),I
QUA,HBAS,HBO
10 COMMON/A10/PPX(15,15),PY(15,15),P(15,15),LOX(
15),LOY
11 COMMON/A11/FA,FB,FK,FX(80),FXO(80),ALF(80),
NS,GF(80),MQP,KXYX,ASP
12 COMMON/A15/UWL1,NCOUN,MLA(80),PF1(20),P
C1(20),MID(20)
13 COMMON/A16/IPH2,ICPH2(40,3),IPH1,ICPH1(40,3)
14 COMMON/A9A/LQH,CYE(10),COE(10),VOE(10)
15 COMMON/CRU/RUS(10),LINES(80),YSF(80)
16 COMMON/RELIA1/NPROB,NLP,ITM,IPBD,MEED(
40)
17 COMMON/SUR/NSUR,NNP,NP(10),PN(10,2),PT(10,
2)
18 INTEGER*4OPTION(6),OP1(6)
19 COMMON/OPP/OPTION,OP1
20 COMMON/WALL/IWALL,GWALL,HMW,EWALL
21 COMMON/SWEAK/IWEAK,KQ3(50),LWK,IC3(40,3
)
22 READ(5,'(A64)')HEAD 标题
23 READ(5,*)(OPTION(I),I
=
1,6) 读入6个功能控制码
24 IF(OPTION(3).EQ.-2)READ(5,*)HITE 拉力缝内充水高度由用户指定
25 IF(OPTION(6).EQ.1)THEN 在OPTION(6)为1时读入6个扩充功能码
26 READ(5,*)(OP1(I),I
=
1,6)
27 ENDIF
28 !OP1(1)WALL OP1(1)不为零时进行土压力计算
29 !OP1(3)F0(X)ANDF(X)SPECIFIEDBYUSER OP1(3)
=
0时程序默认使用SPENCER
法
第12章 程序使用说明 393
续 表
编号 源程序 说明
OP1(3)不为0时用户输入的关信息进行BN通用条分法计算
30 !OP1(4)WEAKSEAM OP1(4)不为0时执行软弱夹层功能
31 !OP1(5)Inputxa()
32 !OP1(6)外边坡线由用户输入 OP1(6)不为0时外边坡线由用户输入
33 READ(5,*)MTE 选择有效应力法或总应力法
34 READ(5,*)UWL,UWL1,ASP 坡外水位总应力法骤降水位滑楔法控制码
35 NSS
=
0
36 IF(ABS(UWL1-UWL).GT.0.001)NSS
=
1 总应力法坡外水位不同于骤降水位
使用库水位骤降总应力法,此时NSS
=
1
37 MTE
=
0
38 MRD
=
39 READ(5,*)IQUA,HBAS,HBO,IDIR 读入地震加速度信息
40 IF(IQUA.GE.0)GOTO841 当IQUA小于零时地震系数由用户输入
41 IF(IQUA.NE.-2)
READ(5,*)LQH,(CYE(I),COE(I),I
=
1,LQH)
IQUA
=
2时同时输入垂直和水平地震力
42 IF(IQUA.EQ.-2)
READ(5,*)LQH,(CYE(I),COE(I),VOE(I),I
=
1,LQH)
否则仅输入水平地震力
43 DO843I
=
1,LQH
44 IF(IQUA.NE.-2)VOE(I)
=
0,
45 843CONTINUE
46 READ(5,*)RW 水容重
47 READ(5,*)NN,(L,XN(I),YN(I),I
=
1,NN) 节点信息
48 READ(5,*)IN,(L,PF(I),PC(I),PF1(I),PC1(I),PDW(I),
PDS(I),
土层信息
49 %LRU(I),I
=
1,IN)
50 IF(MTE.GE.0)GOTO279
51 CALL READ2 输入地震总应力法动强度
52 279NHY
=
0
53 DO342I
=
1,IN 处理孔隙水压力信息
54 RUS(I)
=
0,
55 IF(LRU(I).GE.0)GOTO323 当LRU(I)小于零时读入该层土的孔隙水压力系数
56 READ(5,*)RUS(I) 孔隙水压力系数
57 NHY
=
-1
58 GOTO342
59 323IF(LRU(I).EQ.0)GOTO342
60 NHY
=
1
61 GOTO343
62 342CONTINUE
394 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
63 343CONTUNUE
64 IF(NHY.LE.0)GOTO2010
65 READ(5,*)LOY 输入孔压或不排水强度内插网
66 DO2011I
=
1,LOY 相应MTE
=
0和>0分别输入孔隙水压和q
cu
67 READ(5,*)LOX(I)
68 I1
=
LOX(I)
69 READ(5,*)(PPX(I,J),PY(I,J),P(I,J),J
=
1,I1)
70 2011CONTINUE
71 IF(OPTION(4).EQ.0)GOTO1874
72 CALL READ5 读入可靠度分析的物理力学参数
73 1874READ(5,*)IN1,IPH 线段和浸润线总数
74 IF(IPH.EQ.0)GOTO225
75 READ(5,*)((ICPH(I,J),J
=
1,3),I
=
1,IPH)
76 225IF(OP1(4).GT.0)THEN 读入软弱夹层线段信息
77 READ(5,*)LWK
78 READ(5,*)((IC3(I,J),J
=
1,3),I
=
1,LWK)
79 ENDIF
80 IF(NSS.EQ.0)GOTO431 库水位骤降情况读入降后浸润线
81 READ(5,*)IPH1
82 READ(5,*)((ICPH1(I,J),J
=
1,3),I
=
1,IPH1)
83 431CONTINUE
84 CONTINUE
85 IF(OP1(6).EQ.0)THEN! 读入外边坡线信息
86 LSL
=
0
87 CALL OUTIDEN(NN,XN,YN,IN1,IC,LSL,LNUM) 调用确定外边坡线的程序
88 ELSE
89 READ(5,*)LSL 外边坡线总数
90 READ(5,*)(LNUM(II),II
=
1,LSL) 外边坡线编号
91 ENDIF
92 IF(OPTION(5).GT.0)CALL READ3_1 按第一种功能输入外荷载
93 IF(OPTION(5).LT.0)CALL READ3 按第二种功能输入外荷载
94 IF(OP1(1).NE.0)THEN 计算主动土压力
95 READ(5,*)GWALL,HMW,EWALL 假设的土压力值,土压力作用高度,角度
96 ENDIF
97 CALL READ4(IDO) 读入滑裂面信息
98 RETURN
99 END
第12章 程序使用说明 395
12,3,2 滑裂面信息
表12.2为STAB读入的圆弧和任意形状滑裂面
表 12,2 滑裂面信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ4(IDO)
2 COMMON/A4/LSL,LNUM(60),IUPW,JUPW
3 COMMON/A5/NLOW,NUPP,NDP,NLOW1,CX,CY,D
S
4 COMMON/A6/X(80),Y(80),XN(99),YN(99),X2(80),Y
2(80),IC(80,3),N
5 COMMON/A8/MYK,KXSX,MTE,KL
6 COMMON/A11/FA,FB,FK,FX(80),FXO(80),ALF(80),
NS,GF(80),MQP,KXYX,ASP
7 COMMON/A12/DT,BET(80),DQ,DM,AB1,ALAM,D
B,DF,NO,NOO(20),LMC
8 COMMON/A13/IID,IWR1,IWR2,IWR3
9 COMMON/A23/NS1,KQ2(50),X1(50),Y1(50)
10 COMMON/A24/LNO,LOO(60)
11 COMMON/B1/ZB,NL(50),AL(50),XE(50),YE(50),ZS(
50),ZP(50)
12 COMMON/B2/MPU,MPUA(60),MPL,MPLA(60)
13 COMMON/B4/NOPT,IRE,TL
14 COMMON/B5V/NED/ISP/ISPE,IBOUN,FAB,FBB,XF
UN(20),FUN(20),IFUN
15 COMMON/RN/LRND,IX,CONR,MRS/IW/IWR4,IWR
5,IWR6
16 DIMENSION WS(20)
17 COMMON/SER/SERIAL,ISIM
18 INTEGER*4OPTION(6),OP1(6)
19 COMMON/OPP/OPTION,OP1/SWEAK/IWEAK,KQ3
(50),LWK,IC3(40,3)
20 COMMON/WALL/IWALL,GWALL,HMW,EWALL,
ETA
21 COMMON/A1/IN,IN1,PF(20),PC(20),PDW(20),PDS(2
0),IPH,ICPH(40,3)
22 IF(MYK.EQ.0.OR.MYK.LT.0)GOTO22
23 READ(5,*)LLO,LL1,LL2 读入圆弧滑裂面信息
26 IF(LLO.EQ.0)GOTO102
27 READ(5,*)NGRID,NS,CCD,BCD 读入固定圆弧上下交点时的信息
28 IF(LLO.GT.0)READ(5,*)XL1,YL1,XL2,YL2
29 IF(LLO.LT.0)READ(5,*)XL1,YL1,LDN,DS
30 RETURN
31 C
32 C
33 102READ(5,*)CCX,CCY,CCD,BCX,BCY,BCD 按网格布置圆心位置和滑弧深度
34 READ(5,*)NGRIX,NGRIY,NGRID,NS
396 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
35 IF(OPTION(3).NE.0)THEN
36 READ(5,*)YTENSION 输入圆弧滑裂面的拉力缝深度
37 ENDIF
38 RETURN
39 C
40 C
41 22 READ(5,*)NS1,NOPT,IRE 滑裂面上控制点的总数优化方法迭代次数
44 C
45 DO 259 I
=
1,NS1
46 READ(5,*)KQ2(I),X1(I),Y1(I),NL(I),AL(I) 控制点的条块界面编号x y坐标值自由度移动方向
47 259 CONTINUE
48 C
49 C
50 C
51 DO I
=
1,NS1-1
52 WS(I)
=
0
53 ENDDO
54 C
55 IF(OP1(4).GT.0) READ(5,*)(WS(I),I
=
1,NS1-1)
56 DO I
=
1,NS1-1
57 IF(WS(I).EQ.0)CYCLE
58 II
=
WS(I)
59 KQ3(I)
=
II
60 KQ3(I+1)
=
61 NQL
=
WS(I)
62 I2
=
IC(NLQ,2)
63 Y1(I)
=
(X1(I)-XN(I1))*S1+YN(I1) 将代表软弱夹层的控制点的
y
坐标调整到紧贴软弱夹层
64 AL(I)
=
ATAN(S1)*180./3.14159 将控制点的移动方向调整到与软弱夹层平行
65 ENDDO
66 IF(NOPT.LT.10)GOTO511
67 READ(5,*)IX 读入随机搜索参数
68 READ(5,*)(KK,ZP(I),I
=
1,NS1) 滑裂面上控制点号和从该点定义的半带宽
69 511CONTINUE
70 READ(5,*)LNO
71 IF(LNO.LT.NS1.OR.LNO.GT.0)
72 #READ(5,*)(LOO(I),I
=
1,LNO)
73 C
74 CONTINUE
75 CONTINUE
读入滑裂面上形状为直线的段的编号
当LNO为零时滑裂面为一光滑曲线没有直线段当LNO为一大于NS1?1
的数时则程序默认为全部为直线段这两种情况都无须填写LOO(I)
第12章 程序使用说明 397
续 表
编号 源程序 说明
76 CREAD DATA FOR THE SIDE FORCE FUNCTION
77 IF(OP1(3).EQ.0)THEN OP1(3)不为0时输入土条侧向力倾角的分布形状函数
78 ISPE
=
1
79 ELSE
80 READ(5,*)ISPE
81 IF(ISPE.EQ.-2)GOTO450
82 IF(ISPE.EQ.0)GOTO450
83 GOTO741
84 450READ(5,*)IBOUN 读入控制符IBOU≠0时f
o
(x)在端部的数值,IBOU
=
0时不读
85 IF(IBOUN.EQ.0)GOTO627
86 READ(5,*)FAB,FBB 读入f
o
(x)在端部的数值
87 627IF(ISPE.EQ.-2)GOTO741 ISPE
=
2时自动取f (x)为正弦曲线
88 READ(5,*)IFUN 定义土条侧向力倾角的分布形状函数的控制点总数
89 IF(IFUN.EQ.0)GOTO741
90 READ(5,*)(XFUN(I),FUN(I),I
=
1,IFUN) 各控制点的相应x和f(x)数值
91 741CONTINUE
92 ENDIF
93 RETURN
94 END
12,3,3 动强度指标信息
表12.3为STAB读入的动强度指标信息
表 12,3 动强度指标信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ2 读入动强度指标
2 COMMON/A22/LSD,LSDM(20)
3 COMMON/A1/IN,IN1,PF(20),PC(20),PDW(20),PDS(2
0),IPH,ICPH(40,3)
4 COMMON/A18/L1X(15),P1X(15,15),P1Y(15,15),TS1(
15,15),L1Y
5 COMMON/A19/L2X(15),P2X(15,15),P2Y(15,15),TS2(
15,15),L2Y
6 COMMON/A20/L5X(15),P5X(15,15),P5Y(15,15),TS5(
15,15),L5Y
7 COMMON/A21/L3X(15),P3X(15,15),P3Y(15,15),TS3(
15,15),L3Y
8 COMMON/A48/L4X(15),P4X(15,15),P4Y(15,15),TS4(
15,15),L4Y
9 READ(5,*)LSD,(LSDM(I),I
=
1,IN)
398 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
10 I
=
1
11 CALL REED(L1Y,L1X,P1X,P1Y,TS1)
12 IF(LSD.LT.2)GOTO279
13 I
=
I+1
14 CALL REED(L2Y,L2X,P2X,P2Y,TS2)
15 IF(LSD.LT.3)GOTO279
16 I
=
I+1
17 CALL REED(L3Y,L3X,P3X,P3Y,TS3)
18 IF(LSD.LT.4)GOTO279
19 I
=
I+1
20 CALL REED(L4Y,L4X,P4X,P4Y,TS4)
21 IF(LSD.LT.5)GOTO279
22 I
=
I+1
23 CALL REED(L5Y,L5X,P5X,P5Y,TS5)
24 279RETURN
25 END
12,3,4 外荷第1种方案信息
表12.4为STAB读入的外荷第1种方案信息
表 12,4 外荷第1种方案信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ3_1
2 DIMENSIONNUR(20)
3 COMMON/SUR/NSUR,NNP,NP(10),PN(10,2),PT(10,
2)
4 READ(5,*)NNP NNP
=
具有表面荷载的线段总数
5 READ(5,*)(NP(I),I
=
1,NNP) NP(I)
=
第I个表面荷载的线段号
6 DO833I
=
1,NNP
7 READ(5,*)NUR(I) NUR(I)
=
第I线段承受荷载的种类
NUR(I)
=
0集中力NUR(I)
=
1分布力
8 IF(NUR(I).EQ.1)GOTO234
9 READ(5,*)SU,AF SU
=
集中力的数值AF
=
集中力的倾角
10 GOTO833
11 234READ(5,*)(PN(I,II),II
=
1,2) 分布力垂直分量左右端点的值
12 READ(5,*)(PT(I,II),II
=
1,2) 分布力水平分量左右端点的值
13 833CONTINUE
14 RETURN
15 END
第12章 程序使用说明 399
12,3,5 外荷第2种方案信息
表12.5为STAB读入的外荷第2种方案信息
表 12,5 外荷第2种方案信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ3 施加外荷第2种方案
2 CDIMENSIONNUR(20)
3 COMMON/A6/X(80),Y(80),XN(99),YN(99),X2(80),Y
2(80),IC(80,3),N
4 COMMON/SUR/NSUR,NNP,NP(10),PN(10,2),PT(10,
2)
5 COMMON/SUR1/NNA,XANCH(20),YANCH(20),AN
CHA(20),ANCHL(20)
6 READ(5,*)NNP,NNA 分别输入分布荷载和集中荷载总数
7 IF(NNP.NE.0)THEN
8 READ(5,*)(NP(I),I
=
1,NNP) 分布荷载作用于线段的编号
9 DO833I
=
1,NNP
10 READ(5,*)(PN(I,II),II
=
1,2) 作用于左右端点法向分布荷载的强度
11 READ(5,*)(PT(I,II),II
=
1,2) 作用于左右端点切向分布荷载的强度
12 833CONTINUE
13 ENDIF
14 IF(NNA.NE.0)THEN
15 DOI
=
1,NNA
16 READ(5,*)XANCH(I),YANCH(I),ANCHL(I),ANCHA
(I)
集中力作用点的x y大小和方向
17 ENDDO
18 ENDIF
19 RETURN
20 END
12,3,6 可靠度分析信息
表12.6为STAB读入的可靠度分析信息
表 12,6 可靠度分析信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ5
2 DIMENSIONDD(M),V(M,M),R(M,M)
3 COMMON/RELIA1/NPROB,NLP,ITM,IPBD,MEED(
40)
4 COMMON/RELIA2/MD(10),MTYPE(10),CMEAN(10
),CDEV(10)
5 #,FMEAN(10),FDEV(10),RMEAN(10),RDEV(10)
400 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
6 COMMON/A13/IID,IWR1,IWR2,IWR3
7 COMMON/C2/KMAX,R11(20,20),RM1(20),RD1(20),
NPARA(20),NSOIL(20)
8 COMMON/CORR/V1(20,20),EV(20)
9 COMMON/B3/IKD
10 READ(5,*)NPROB,NLP NPROB
=
1蒙特卡洛法2一次二阶矩法3 Rosenbleuth法
11 CONTINUE NLP
=
具有随机特性土层总数
12 IF(NPROB.NE.1)GOTO24
13 READ(5,*)ITM 蒙特卡洛法模拟次数
14 READ(5,*)K,(MEED(I),I
=
1,K) K
=
具有随机特性的变量总数
MEED(I)
=
产生随机数的种子
15 24DO716I
=
1,NLP
16 READ(5,*)MD(I),MTYPE(I),CMEAN(I),CDEV(I) MTYPE(I)
=
1均匀分布2正态分布3负指数分布4对数正态分布
17 #,FMEAN(I),FDEV(I),RMEAN(I),RDEV(I) 输入C,F,RU的均值和标准差
18 716CONTINUE
19 IF(NPROB.LE.1)GOTO14 蒙特卡洛法无考虑参数相关的功能
20 READ(5,*)KK KK
=
0不相关KK
=
1相关
21 IF(KK.EQ.1)THEN
22 READ(5,*)((R11(I,J),J
=
1,KMAX),I
=
1,KMAX) R11(I,J)
=
相关系数矩阵
23 ENDIF
24 14RETURN
25 END
12,4 数据文件变量说明
12,4,1 子程序READ1变量说明
1,控制变量和控制码
HEAD? 数据文件名称一个不超过64个字母的标题
OPTION? 包括6个整型量的一维数组
OPTION(1)? 中间成果打印控制 = 0不打印 = 1打印
OPTION(2)? 滑裂面形状标示符 = 0任意形状滑裂面 = 1圆弧滑裂面
OPTION(3)? 拉力缝计算标示符 = 0不进行拉力缝计算 = 1进行但缝内不充水
= 2 进行且缝内充水
OPTION(4)? 可靠度计算标示符 = 0不进行可靠度计算 = 1进行可靠度计算
OPTION(5)? 外荷载计算标示符 = 0不具有外荷载 = 1具有外荷载
OPTION(6)? 扩充功能码 = 0不输入扩充功能码 = 1输入扩充功能码OP1(6)
第12章 程序使用说明 401
OP(1)? 计算土压力控制码 = 0计算安全系数 = 1在给定的直立面上有侧向力的条件下计算安全系数 = 2计算通用条分法的主动土压力 = 3
计算库仑主动土压力仅满足力的平衡条件滑裂面为直线
OP(2)? 未定义
OP(3)? 通用条分法法控制码OP1(3) = 0时程序默认使用SPENCER法OP1(3)
不为零时用户输入f
0
(x)和f(x)的有关信息进行Morgenstern-Price法计算
OP(4)? 软弱夹层功能控制码OP1(4)不为0时执行软弱夹层功能
OP(5)? 未定义
OP(6)? 外边坡线由用户输入
MTE? 计算方法标示符 = 0有效应力法和使用总强度指标的总应力法 = 1
库水位骤降或使用原位不排水指标q
cu
的总应力法<0地震总应力法
UWL? 坡外水位y坐标无坡外水位时取一个很大的值
UWL1? 总应力法库水位骤降后水位y坐标无骤降情况时或采用有效应力法库水位骤降情况时取UWL1 = UWL
ASP? 方法控制标示符> = 0.0为边坡的平均坡度以度计<0罗厄法
IQUA? 地震参数 = 0无地震 = 7 8 9输入的地震烈度<0水平地震加速度沿高程输入HBAS = 基础面y坐标HBO = 坝高或坡高IDIR =
垂直地震加速度方向 = 0向上 = 1向下
当IQUA<0时LQH = 水平地震加速度沿高程转折点总数CYE(I) = 转折点y坐标COE(I) = 转折点水平地震加速度系数地震力为该系数乘以重力加速度g
RW? 水容重为本程序量纲标识量 = 1 为t?m = 9.8 为kN?M = 62.4
为英磅?英尺单位系统
2,控制点总数和各点的坐标
NN? 控制点总数
L? 第I点序号该序号并不输入内存
XN(I)? 第I点x坐标
YN(I)? 第I点y坐标
3,土层总数土层力学指标和孔隙水压数据
IN? 土层总数
L? 第I土层材料序号
PF(I)? 第I土层材料摩擦角
PC(I)? 第I土层材料凝聚力
PF1(I)? 第I土层的非线性指标
PC1(I)? 第I土层的非线性指标
402 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
对PF1(I) PC1(I)有三种处理方式
(1) PF1(I) PC1(I)均为零这是最常用的情况即使用PF(I) PC(I)提供的摩擦角和粘聚力进行分析
(2) PF1(I) PC1(I)为组合强度中平缓的那条直线12.2.2节
(3) PF1(I) PC1(I)均为负值使用非线性强度指标12.2.2节此时输入A b或φ
0
φ的数值的负值
PDW(I)? 第I土层材料的天然容重
PDS(I)? 第I土层材料的饱和容重
LRU(I)? 第I土层材料的孔隙水压力处理码LRU(I) = 0 1?1分别相应简化处理采用孔压系数和通过内插确定孔压三种情况参见12.2.3节
如果MTE小于0调READ2读入地震动指标稳定分析见第12.2.4节
当LRU(I)有一项大于零时需要输入一个网格如果此时MTE>0时则输入为土的不排水总强度q
cu
值MTE>0时输入量为孔隙水压力
LOY? 水平线总数
LOX(I)? 第I条水平线上点的总数
PPX(I,J)? 第I条水平线上第J个点的x坐标
PY(I,J)? 第I条水平线上第J个点的y坐标
P(I,J)? 第I条水平线上第J个点的孔压值或q
cu
值
RUS(I)? 第I个土层的孔隙水压力系数
当OPTION(4)不为零时输入可靠度计算相应物理力学特征数据READ5为读入有关可靠度分析数据的子程序在第12.2.4节中介绍
4,边界线浸润线总应力法骤降后浸润线
IN1? 边界线总数
IC(I,J)? 第I条边界线上其中一个端点的序号或下压土层编号(J = 1,2,3)
IPH? 浸润线总数
ICPH(I,J)? 第I条浸润线上其中一个端点的序号或下压土层编号(J = 1,2,3)
IPH1? 水位骤降后浸润线总数
CPH1(I,J)? 水位骤降后第I条浸润线上其中一个端点的序号或下压土层编号(J = 1,
2,3)
12,4,2 子程序READ4变量说明
本子程序读入有关滑裂面的有关信息
(1) 圆弧滑裂面符号意义说明参见图12.4和12.2.5节的解释
LL0? 布置圆弧滑裂面的控制码
1) 当LLO
=
0时按圆心网格和不同滑弧深度布置初始滑弧
2) 当LLO>0时滑弧通过指定的上下端点
第12章 程序使用说明 403
3) 在LLO<0时滑弧通过指定的上端点或下端点并和指定的水平线相切
CCX? 网格中心的x坐标
CCY? 网格中心的y坐标
CCD? 滑弧深度
BCX? 在x方向的步长
BCY? 在y方向的步长
BCD? 在滑弧深度方向的步长
NGRIX? 左右延伸的格数
NGRIY? 上下延伸的格数
NGRID? 网格滑弧深度由中心向上或向下延伸的格数在LLO>0和LLO<0
时NGRID为圆弧半径增大或减少的网格数
NS? 指定的划分土条数
BCD? 中间圆弧的半径增大或减少的网格数
XL1? 上交点的x坐标值
YL1? 上交点的y坐标值
XL2? 下交点的x坐标值
YL2? 下交点的y坐标值
LDN? 在LLO<0时判别是上交点还是下交点的识别符>0为下交点 LDN<0
则为上交点的相应数据
DS? 滑弧深度
LL1? 方法控制法
=
0 毕肖普法
=
1瑞典法
=
2工程师团法
LL2? 优化方法选择
(2) 任意形状滑裂面符号意义说明
NS1? 滑裂面上的控制点总数
NOPT? 优化方法识别符
1) NOPT
=
0只计算指定滑裂面
2) NOPT
=
2用单形法即最优化法搜索临界滑裂面找最小安全系数
3) NOPT
=
12在使用单形法以前先用随机搜索寻找最小安全系数
IRE? 迭代次数识别符
1) IRE
=
0程序默任迭代最多100次
2) IRE
=
I用户选择的迭代次数
KQ2(I)? 第I个控制点的土条编号
X1(I)? 第I个控制点的x坐标
Y1(I)? 第I个控制点的y坐标
NL(I)? 滑裂面上第I个控制点在优化计算过程中移动的自由度
AL(I)? 滑裂面上第I个控制点在优化计算过程中移动的角度(以度计)
404 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
LNO? 滑裂面上直线段的总数
LOO(I)? 滑裂面上直线段的编号
(3) 随机搜索有关数据符号意义说明
IX? 随机搜索的种子输入一个奇数
12,4,3 子程序READ2变量说明
子程序READ2读入地震动指标稳定分析
LSD? 进行动强度分析的土层总数规定不大于5
LSDM(I)? 各土层的动编号卡LSDM(1) = 第一层土的动编号LSDM(2) =
第二层土的动编号共IN个LSDM(I)
LDY? 动强度数据网水平层总数
LDX(I)? 第I条水平网格点总数
PDX(I,J)? 第I层水平线的第J个点的K
c
值
PDY(I,J)? 第I层水平线的第J个点的σ值
TS(I,J)? 第I层水平线的第J个点的τ
fs
值
12,4,4 子程序READ5变量说明
子程序READ5读入可靠度分析
NPROB? 采用何种分析方法 = 1 蒙特卡洛法 = 2 一次二阶矩法 = 3
Rosenbleuth法
NLP? 具有随机特性土层总数
ITM? 蒙特卡洛法模拟次数
K? 具有随机特性的变量总数
MEED(I)? 产生随机数的种子总共K个
MD(I)? 第I层具有随机特性土的编号
MTYPE(I)? 该层土的概型 = 1均匀分布 = 2正态分布 = 3负指数分布 = 4
对数正态分布
CMEAN(I)? 粘聚力的均值
CDEV(I)? 粘聚力的标准差
FMEAN(I)? 摩擦系数的均值
FDEV(I)? 摩擦系数的标准差
RMEAN(I)? 孔压系数的均值
RDEV(I)? 孔压系数的标准差
以上各变量的均值如果输入负值则说明该变量不按随机变量处理因而按确定性参数处理
KK? 随机变量是否相关控制码KK = 0不相关KK = 1相关如采用蒙第12章 程序使用说明 405
特卡洛法则不能进行变量相关的分析计算故不输入KK和R11(I,J)
R11(I,J)? 相关系数矩阵
12,4,5 子程序READ3和READ3_1变量说明
NNP? 具有表面荷载的线段总数
NP(I)? 第I个表面荷载的线段号
NUR(I)? 第I线段承受荷载的种类NUR(I) = 0集中力NUR(I) = 1分布力
SU? 集中力的数值
AF? 集中力的倾角
PN(I,1)? 分布力垂直或法线分量在x坐标值小的端点的值
PN(I,2)? 分布力垂直或法线分量在x坐标值大的端点的值
PT(I,1)? 分布力水平或切线分量在x坐标值小的端点的值
PT(I,2)? 分布力水平或切线分量在x坐标值大的端点的值
12,4,6 准备数据文件的一般性提示
对一个初次使用本程序的用户在阅读本使用说明时,一定会被其繁杂的规定众多的功能感到无从入手望而却步其实在近年的开发过程中,程序的作者不断地简化数据输入的格式需要的数据已缩短为最少学习任何一个计算机软件从头到尾阅读其手册从来不是一个好方法因此作者建议初学者不妨按以下的步骤来学习STAB的使用方法
(1) 大致阅读本章12.2节和12.3节跳过大部分你不感兴趣或暂时用不到的功能然后直接阅读第12.6节例题
(2) 按照第12.7节的指示将提供给用户的例题运行一遍应用DR1绘图通过此举建立感性认识
(3) 在了解了编制一个数据文件的基本方法后直接用STAB来计算你自己的题目
(4) 当成功地计算了几个实例后再回过来阅读各节就会感到十分容易
(5) 计算边坡稳定的题目通常总要搜索临界滑裂面但是作者强烈建议任何一位用户在计算一个新的题目时不要试图一步到位不管是圆弧或是非圆弧首先计算一个初始滑裂面通过绘图功能看自己设的这个滑弧其形状和计算成果是否合理确认一切OK后再令自动搜索功能生效
需要注意的是初始滑裂面的形状输入不合理自动搜索就很难成功因此有关其几何形状的数据最好自己在图上画一下确认自己输入的数据相应的滑裂面从常识角度看是合理的
表12.7总结了本节介绍的相应STAB程序不同功能的输入控制码
表 12,7 使程序执行不同功能对控制性参数和有关量的规定
有效应力法 总应力法
控制性参数 施工
施工
稳定渗流
和地震
库水位骤降
用Q剪 用q
cu
库水位骤降
用组合强度
地震
MTE
=
0
=
0
=
0
=
0 >0 >0 <0
UWL和UWL1
UWL
=
UWL1
UWL=
UWL1
UWL
=
UWL1
UWL
=
UWL1
UWL
=
UWL1
UWL UWL1
=
降前后库水位
UWL
=
UWL1
PF(I)和PC(I) S S Q S S S
S剪剪剪剪剪剪剪
单一强度包线
=
0
=
0
=
0
=
0
=
0 *
=
0
组合强度包线 *
(R+S)/2 * * * R剪 *
弱透水土层的
PF1(I)
和C1(I)
非线性指标 A,b或φ
o
,?φ (同左) (同左) * * * *
孔压按静压分布 *
=
0 *
=
0
=
0
=
0
=
0
孔压或q
cu
按网格内插
=
1
=
1
=
1
*
=
1 *
=
0
弱透水土层的
LRU(I)
按孔隙水压力系数 =
1 =
1 =
1 * * * *
LRU(I)不等于零时内插物理量 孔隙水压u 孔隙水压u 孔隙水压u * q
cu
/2 *地震总强度
注 1,带*的栏相应的功能一般不用
2,对透水料无总应力法分析此时PF(I) PC(I)用S剪取PF1(I)
=
PC1(I)
=
0 LRU(I)
=
0
3,当所有的LRU(I)均为零时不输入有关网格插值的数据LOY LOX(I)以及PPX(I,J) PY(I,J)和P(I,J)的数据
4,当UWL≠UWL1时需输入骤降后浸润线IPH1 ICPH1(I,J)有关数据
第12章 程序使用说明 407
12,5 例题目录
12.6节共介绍STAB95各种功能的30个例题目录如表12.8所示
表 12,8 介绍STAB95各种功能的例题
滑裂面形状 文件名 计 算 条 件
EX1.DAT 孔压按简化法确定计算指定滑裂面F
EX2.DAT 孔压内插计算指定滑裂面F
EX3.DAT 输入孔压系数计算指定滑裂面F
EX4.DAT 遇地震输入地震烈度计算指定滑裂面F
EX5.DAT 遇地震输入地震系数计算指定滑裂面F
EX6.DAT 用枚举法网格法搜索F
in
EX7.DAT 用单形法最优化法搜索F
m
EX8.DAT 水位骤降期用单形法搜索临界滑裂面F
m
EX9.DAT 峻工期使用Q剪指标计算指定滑裂面F
EX10.DAT 使用非线性强度指标单形法搜索F
m
EX11.DAT 施工期用现场试验的总强度q
cu
单形法搜索F
m
EX12.DAT 遇地震输入材料动指标用单形法搜索F
m
EX13.DAT 有拉裂缝用单形法搜索F
m
EX14.DAT 采用蒙特卡洛法计算指定滑裂面可靠度指标β
EX15.DAT 采用一次二阶矩法计算指定滑裂面可靠度指标β
圆弧滑裂面
EX16.DAT 滑弧通过指定的上下交点搜索F
m
EX17.DAT 通过指定的上交点并具有指定滑弧深度搜索F
m
EX18.DAT 计算指定不优化滑裂面F
EX19.DAT 用单形法最优化法搜索滑裂面F
m
EX20.DAT 有拉力缝且充水用单形法搜索滑裂面F
m
EX21.DAT 具有表面荷载计算指定滑裂面F
EX22.DAT 随机搜索滑裂面F
m
EX23.DAT 采用Rosenblenth法计算最小可靠度指标β
m
EX24.DAT 采用组合强度指标
EX25.DAT 使用软弱夹层功能用单形法搜索任意形状滑裂面 F
m
EX26.DAT 用户输入水平和垂直地震系数计算指定滑裂面F
EX27.DAT 用拉力缝充水功能来模拟重力坝水压力计算指定滑裂面F
.
EX28DAT 计算主动土压力用单形法搜索滑裂面F
m
EX29.DAT 拉力缝充一定高度水计算指定滑裂面F
任意形状
滑裂面
EX30.DAT 新的外荷载功能?集中力用法计算指定滑裂面F
12,6 例题
12,6,1 例题1 (EX1)
1,计算条件
如图12.1所示土石坝剖面稳定渗流期孔压按简化法确定上游水位y坐标为0.0
各土区抗剪强度如表12.9所示
408 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
1) 稳定渗流期无地震
2) 不打印中间成果圆弧滑裂面无拉力缝无外荷载不进行可靠度计算
3) 孔压按简化法确定对坡外水压力进行等效置换
4) 单一强度包线用c'
cd
及φ'
cd
5) NGRIX
=
0 NGRIY
=
0 NDRID
=
0枚举法特例只计算初始滑弧的安全系数
表 12,9 土料的物理力学指标
土层号 材料
天然容量
(kN/m
3
)
饱和容重
(kN/m
3
)
cd
c′
(kPa)
cd
φ′
(°)
uu
c
(kPa)
uu
φ
(°)
1 砂砾料 20 21 0.0 33
2 心墙,铺盖粘土 20 21 50 20 100 9.8
2,计算内容
求圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m的圆弧滑裂面各种简化法的安全系数本题计算一个指定滑弧可以看作计算多个滑弧的特殊情况
数据文件EX1.DAT和说明表12.10 3,
表 12,10 数据文件EX1.DAT和说明
数据 变量 说明
1～6行为控制数据
1 EXAMPLENO.1 HEAD 题目名称
2 0,1,0,0,0,0
OPTION(1)
=
0 不打印中间成果
OPTION(2)
=
1 圆弧滑裂面
OPTION(3)
=
0 不具有拉裂缝
OPTION(4)
=
0 不进行可靠度计算
OPTION(5)
=
0 不具有外荷载
OPTION(6)
=
0 扩充功能行
3 0 MTE
=
0 有效应力法
4 0.0,0.0,-2.0
UWL
=
0.0 坝坡外水位x坐标
UWL1
=
0.0 骤降后水位y坐标
(UWL1
=
UWL说明不是骤降工况)
ASP
=
-2 罗厄法
5 0,27.5,32.5,1
IQUA
=
0 无地震(第5行后面数据按有地震填写)
HBAS
=
27.5 基础面y坐标值为27.5
HBO
=
32.5 坝高值为32.5
IDIR
=
1 垂直地震力向下
6 1.0 RW
=
1.0 水容重值为1.0
(7～27行为控制点数据)
7 20 NN
=
20 点总数为20
8 1,150.0,27.5
L
=
1 点序号为1
第12章 程序使用说明 409
续 表
数据 变量 说明
XN(1)
=
150.0 第1点的x坐标值为150.0
YN(1)
=
27.5 第1点的y坐标值为27.5
9 2,100.0,27.5
L
=
2 点序号2
XN(2)
=
100.0 第2点的x坐标
YN(2)
=
27.5 第2点的y坐标
10 3,49.23,0
11 4,40.0,-5.0
12 5,35.0,-5.0
13 6,30.0,-5.0
14 7,36.5,0.0
15 8,31.5,5.0
16 9,27.5,10.0
17 10,25.0,15.0
18 11,44.75,27.5
19 12,22.5,27.5
20 13,25.0,-5.0
21 14,0.0,27.5
22 15,150.0,40.0
23 16,0.0,40.0
24 17,25.0,32.5
25 18,150.0,30.0
26 19,46,30.0
27 20,42.5,32.5
(第28～30行为2种材料数据)
28 2 IN
=
2 土层材料总数
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
L
=
1 土层材料序号为1
PF(1)
=
33.0 第1号材料内摩擦角值为33.0 °
PC(1)
=
0.0 该层材料凝聚力为0.0
PF1(1)
=
0 因用单一强度包线,故PF1(1)
=
0.0
PC1(1)
=
0 因用单一强度包线,故PC1(1)
=
0.0
PDW(1)
=
2.0 该层材料的天然容重为2.0
PDS(1)
=
2.1 该层材料的饱和容重为2.1
LRU(1)
=
0 该层材料孔压按简化法确定
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0 各项意义同第29行
(第31～56行为17条边界线8条浸润线数据)
31 17,8 IN1
=
17 边界线总数
IPH
=
8 浸润线总数
32 1,2,2 IC(1,1)
=
1 第1条边界线其中一个端点序号为1
IC(1,2)
=
2 该条边界线另一个端点序号为2
IC(1,3)
=
2 该条边界线下压土层材料序号为2
33 2,3,1 IC(2,1)
=
2 第2条边界线其中一个端点序号为2
IC(2,2)
=
3 该条边界线另一个端点序号为3
IC(2,3)
=
1 该条边界线下压土层材料序号1
34 4,5,1
35 5,6,2
36 6,13,1
37 11,5,2
410 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
38 6,12,2
39 2,11,2
40 11,12,2
41 12,14,1
42 18,19,1
43 19,20,1
44 20,17,1
45 17,12,1
46 13,14,1
47 3,4,1
48 15,16,1
49 1,2,2 IC(1,1)
=
1 第1条浸润线其中一个端点序号为1
IC(1,2)
=
2 该条浸润线另一个端点序号为2
IC(1,3)
=
2 该条浸润线下压土层材料序号为2
50 2,3,1 IC(2,1)
=
2 第2条浸润线其中一个端点序号为2
IC(2,2)
=
3 该条浸润线另一个端点序号为3
IC(2,3)
=
1 该条浸润线下压土层材料序号为1
51 3,7,1
52 7,8,2
53 8,9,2
54 9,10,2
55 10,12,2
56 12,14,1
(57～59行为圆弧滑裂面数据)
57 0,0,0 LLO
=
0 按圆心网格和不同滑弧深度布置滑弧
LL1
=
0 输出文件给出毕肖普法的F
LL2
=
0 用枚举法(特例)计算指定圆弧F
58 75.0,-22.5,30.0,0.0,0.0,0.0
CCX
=
75.0 假设初始滑弧圆心x坐标为75.0
CCY
=
-22.5 假设初始滑弧圆心y坐标为 -22.5
CCD
=
30.0 假设初始滑弧深度y坐标为30.0
BCX
=
0.0 在x方向步长为0.0
BCY
=
0.0 在y方向步长为0.0
BCD
=
0.0 在滑弧深度方向步长为0.0
59 0,0,0,20
NGRIX
=
0 在x方向左右各延伸的网格数为0
NGRIY
=
0 在y方向上下各延伸的网格数为0
NGRID
=
0 由初始滑弧深度向上下各延伸的格数为0
NS
=
20 指定划分的土条数为20
4,计算结果
计算结果见表 12.11计算图形见图12.14
表 12,11 例题1计算结果
方法
瑞典法
AB
毕肖普法
AB1
美国工程师团法
AB3
罗厄法
AB4
F 1.724 1.920 1.893 1.911
第12章 程序使用说明 411
本题同时给出了改良瑞典法的成果因ASP
=
2<0故输出文件给出的安全系数相应于罗厄法F
=
1.911如将ASP改为上游坝坡的平均坡度以度计如ASP
=
20°则给出的
F相应于工程师团法,F
=
1.893图12.14为毕肖普法计算图形
图 12,14 EX1毕肖普法计算图形
12,6,2 例题2 (EX2)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期心墙铺盖孔压按图12.8坐标网格输入
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m各种简化法的安全系数F
数据文件修改与EX1.DAT比较 3,
1) EX1.DAT中第30行孔压按简化法确定即LRU(2)
=
0改为按坐标网格内插输入即LRU(2)
=
1
2) EX1.DAT中第30行后增加孔压按坐标网格内插输入的数据
4,数据文件EX2.DAT说明(见表12.12)
表 12,12 数据文件EX2.DAT和说明
数据 变量 说明
1 'EXAMPLENO.2,POREPRESSURE DETERMINED BY INTERPOLATION'
2～27行同例1
28 2 IN
=
2 2种材料
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
LRU(1)
=
0 第1种材料孔压不内插
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,1
LRU(2)
=
1 第2种材料孔压内插
第30?1～30?47行为孔压内插数据
412 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
30-1 7 LOY
=
7 孔压内插水平总层数为7(见图12.8)
30-2 1 LOX(1)
=
1 第个水平层共有1个网格点
30-3 36.5,0.0,0.0
PPX(1,1)
=
36.5 第个水平层第1点的x坐标为36.5
PY(1,1)
=
0.0 该层第1点的y坐标为0.0
P(1,1)
=
0.0 该层第1点的孔压值为0.0
30-4 2 LOX(2)
=
2 第个水平层共有2个网格点
30-5 31.5,5.0,0.0
PPX(2,1)
=
31.5 第个水平层第1点的x坐标为31.5
PY(2,1)
=
5.0 该层第1点的y坐标5.0
P(2,1)
=
0.0 该层第1点的孔压值0.0
30-6 38.0,5.0,5.0
PPX(2,2)
=
38.0 该层第2点的x坐标
PY(2,2)
=
5.0 该层第2点的y坐标
P(2,2)
=
5.0 该层第2点的孔压值
30-7 4 第3个水平层共有4个网格点
30-8 27.5,10.0,0.0
30-9 31.5,10.0,3.0
30-10 37.5,10.0,7.0
30-11 40.0,10.0,10.0
30-12 4 第4个水平层共有4个网格点
30-13 25.0,15.0,0.0
30-14 31.5,15.0,8.0
30-15 37.5,15.0,11.0
30-16 42.0,15.0,15.0
30-17 4 第5个水平层共有4个网格点
30-18 24.0,20.0,0.0
30-19 30.0,20.0,12.0
30-20 37.0,20.0,17.0
30-21 43.5,20.0,20.0
30-22 12 第6个水平层共有12个网格点
30-23 22.5,27.5,0.0
30-24 27.5,27.5,9.0
30-25 33.5,27.5,14.0
30-26 40.0,27.5,18.0
30-27 46.0,27.5,27.5
30-28 50.0,27.5,27.5
30-29 55.0,27.5,27.5
30-30 62.5,27.5,27.5
30-31 72.5,27.5,27.5
30-32 80.0,27.5,27.5
30-33 100.0,27.5,27.5
30-34 150.0,27.5,27.5
30-35 12 第7层个水平共有12个网格点
30-36 22.5,37.5,0.0
30-37 27.5,37.5,4.0
30-38 33.5,37.5,7.0
30-39 40.0,37.5,10.0
30-40 46.0,37.5,14.0
第12章 程序使用说明 413
续 表
数据 变量 说明
30-41 50.0,37.5,17.0
30-42 55.0,37.5,18.0
30-43 62.5,37.5,20.0
30-44 72.5,37.5,21.0
30-45 80.0,37.5,23.5
30-46 100.0,37.5,27.5
30-47 150.0,37.5,27.5
31～59同例1
5,计算结果
计算结果见表12.13
表 12,13 例题2 EX2计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.815 2.016 2.006
说明本题结果与EX1.DAT无可比性因为孔压内插值仅为示意目的而设定的
12,6,3 例题3 EX3
1,计算条件
某一土坝高10.0m如图12.9所示地基为饱和粘土竣工时坝身和地基的孔隙水压力按孔压系数确定
坝各区材料指标如表12.14所示
表 12,14 各区材料的物理力学指标
材料号
cd
c′
(kPa)
cd
φ′
(°)
uu
c
(kPa)
uu
φ
(°)
天然容量
(kN/m
3
)
饱和容重
(kN/m
3
)
1 2.0 30.0 5.0 20.0 1.80 1.95
2 2.0 25.0 5.0 15.0 1.20 1.30
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
45.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
15.0m的安全系数F
3,数据文件修改
1) 第20 21行LRU(1)
=
1 LRU(2)
=
1第1 2种材料通过r
u
确定孔压
2) 第22 23行增加输入孔压系数RUS(1)
=
0.2 RUS(2)
=
0.4
4,数据文件EX3.DAT说明表12.15
414 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,15 数据文件EX3.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAPLE N0.3,POREPRESSURECOEFFICIENT
2 0,1,0,0,0,0
3 0
4 10.,10.,-2
5 0,22.0,10.0,1
6 1.0
7 11 NN
=
11 点总数
8 1,65.0,10.0
9 2,45.0,10.0
10 3,25.0,0.0
11 4,20.0,0.0
12 5,0.0,10.0
13 6,65.0,15.0
14 7,-10.0,15.0
15 8,65.0,18.0
16 9,-10.0,18.0
17 10,65.0,22.0
18 11,-10.0,22.0
19 2 IN
=
2 2种材料
20 1,30.,2.,0.,0.,1.8,1.95,-1
LRU(1)
=
-1 第1种材料通过 r
u
确定孔压
21 2,25.,2.0,0.,0.,1.2,1.30,-1
LRU(2)
=
-1 第2种材料通过 r
u
确定孔压
22 0.2 RUS(1)
=
0.2 第1种材料的孔压系数
23 0.4 RUS(2)
=
0.4 第2种材料的孔压系数
24 8,4
IN1
=
8 8根边界线
IPH
=
4 4根浸润线
25 1,2,2
26 2,3,1
27 3,4,1
28 4,5,1
29 2,5,2
30 6,7,2
31 8,9,2
32 10,11,2
33 1,2,2
34 2,3,1
35 3,4,1
36 4,5,1
37 0,0,2
38 45.-20.,15.,0.,0.,0,
39 0,0,0,20
5,计算结果
采用毕肖普法F
=
1.356
第12章 程序使用说明 415
12,6,4 例题4 (EX4)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期遇8度地震输入地震烈度
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m各种简化法的安全系数F
3,数据文件修改
EX1.DAT中第5行由IQUA
=
0改为IQUA
=
8垂直地震加速度向下
4,数据文件EX4.DAT说明(表12.16)
表 12,16 数据文件EX4.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.4,EARTHQUAKE HEAD 题目名称
2～4行同例1
5 8,27.5,32.5,1 IQUA
=
8 地震烈度
HBAS
=
27.5 基础面y坐标
HBO
=
32.5 坝高
IDIR
=
1 垂直地震加速度向下
6～59与例1同
5,计算结果
计算结果见表12.17
表 12,17 例题4 EX4计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.288 1.459 1.368
12,6,5 例题5 (EX5)
1,计算条件
计算剖面同例题4稳定渗流遇地震但地震加速度系数沿高程的分布由用户输入
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m的各种简化法的F
3,数据文件修改与EX4.DAT比较
1) 由EQUA
=
8改为IQUA<0
2) 第5行后输入地震力数据
4,数据文件EX5.DAT和说明表12.18
416 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,18 数据文件EX5.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.5,SEISMIC COEFFICIENT ASSIGNED BY THE USER
2～4行同例1
5 -1,27.5,32.5,0
IQUA
=
-1<0 水平地震加速度沿高程输入
[水平地震加速度数据见图12.4(b)]
5-1 3
LQH
=
4 水平地震加速度沿高程转折点总数
5-2 -5.0,0.15
CYE(1)
=
-5.0 第1个转折点y坐标
COE(1)
=
0.15 第1个转折点水平地震加速度系数
5-3 27.5,0.10
CYE(2)
=
27.5 第2个转折点y坐标
COE(2)
=
0.10 该转折点水平地震加速度系数
5-4 35.0,0.10
5-5 40.0,0.10
6～59行同例1
5,计算结果
计算结果见表12.19
表 12,19 例题5 EX5计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.144 1.299 1.194
12,6,6 例题6 (EX6)
1,计算条件
计算剖面及计算条件同例题1
2,计算内容
用枚举法网格法搜索以圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
25.0m
的圆弧周围若干滑裂面的毕肖普法的最小安全系数F
m
3,数据文件(EX6.DAT)修改
(1) EX1.DAT在x y及滑弧深度方向D
s
的步长由BCX
=
0 BCY
=
0 BCD
=
0改为BCX
=
10.0 BCY
=
10.0 BCD
=
5.0
(2) EX1.DAT在x y及滑弧深度D
s
方向各延伸的网格数由0改为2即NGRIX
=
2
NGRIY
=
2 NGRID
=
2
(3) 网格布置以A点为网格圆心x y方向各为两格步长均为10.0滑弧深度D
s
方向y
=
20.0至30.0步长5.0寻找最小安全系数F
m
4,数据文件EX6.DAT说明表12.20
第12章 程序使用说明 417
表 12,20 数据文件EX6.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO,6,FIND MINIMUM F.S,BY GRID SEARCH
2～56行同例1
第57～59行为圆弧滑裂面数据)
57 0,0,0 LL0
=
0 按圆心网格和不同滑弧深度布置滑弧
LL1
=
0 给出相应毕肖普法的最小安全系数F
m
LL2
=
0 用枚举法(网格法)搜索F
m
58 75.0,-22.5,30.0,10.0,10.0,5.0
CCX
=
75.0 假设初始滑弧圆心x坐标为75.0
CCY
=
-22.5 假设初始滑弧圆心y坐标为-22.5
CCD
=
30.0 假设初始滑弧深度y坐标为30.0
BCX
=
10.0 在x方向步长10.0
BCY
=
10.0 在y方向步长10.0
BCD
=
5.0 在滑弧深度方向步长5.0
59 2,2,2,20
NGRIX
=
2 在x方向左右各延伸的网格数为2
NGRIY
=
2 在y方向上下各延伸的网格数为2
NGRID
=
2 由初始滑弧深度向上下各延伸的网格数为2
NS
=
20 划分的土条数为20
5,计算结果
计算结果见表12.21计算图形见图12.15
表 12,21 例题6计算结果
计算方法 滑弧深度D
s
圆心x坐标 圆心y坐标 F
m
20.0 95.0 -22.5 1.226
22.5 95.0 -2.5 1.250
25.0 95.0 -42.5 1.317
27.5 95.0 -42.5 1.365
毕肖普法
30.0 85.0 -22.5 1.796
图 12,15 例题6 EX6计算图形
418 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,7 例题7 (EX7)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索最小安全系数F
m
数据文件修改与EX1.DAT比较 3,
1) 第57行由LL2
=
0改为LL2
=
2
2) 第58行X Y D
s
向步长由0改为BCX
=
10.0 BCY
=
10.0 BCD
=
5.0
3) 第59行X Y D
s
向延伸的网格数由0改为NGRIX
=
NGRIY
=
NGRID
=
2
数据文件EX7.DAT说明表12.22 4,
表 12,22 数据文件EX7.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.7,SIMPLEX METHOD,CIRCULAR SLIP SURFACE
2～56行同例1
57～59行为圆弧滑裂面数据)
57 0,0,2
LL0
=
0 意义同例题1
LL1
=
0 意义同例题1
LL2
=
2 用单形法搜索F
m
58 75.0,-22.5,30.0,10.0,10.0,5.0 各项意义同例题6
59 2,2,2,20 各项意义同例题6
5,计算结果
计算结果见表12.23计算图形见图12.16
图 12,16 例题7 EX7计算图形
第12章 程序使用说明 419
表 12,23 例题7计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
CX CY D
S
毕肖普法 1.777 1.215 81.94 -20.22 13.58
12,6,8 例题8 (EX8)
1,计算条件
计算剖面同例3见图12.9水位骤降期库水位从坝顶( y
=
0)降至地面( y =
10)
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索最小安全系数F
m
3,数据文件修改与EX3.DAT对比
1) 第3行因用总应力法故MTE
=
1
2) 第4行UWL1(1)为骤降后库水位故UWL
=
0.0 UWL1
=
10.0
3) 第21行采用R S强度包线1号材料PF1(1)
=
20.0 PC1(1)
=
5.0 F1(2)
=
15.0 PC1(2)
=
5.0
本例共8条边界线
浸润线数据共2 组4条降前浸润线数据输完后第36行增加输入骤降后的浸润线数据本例因坝体渗透系数小故降前浸润线与降后相同
4,数据文件EX8.DAT说明表12.24
表 12,24 数据文件EX8.DAT
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.8,RAPIDDRAWDOWNHEAD
2 0,1,0,0,0,0
OPTION(2)
=
1 圆弧滑裂面
3 1 MTE
=
1 总应力法
4 0.0,10.0,-2
UWL
=
0.0 骤降前水位x坐标0.0
UWL1
=
10.0 骤降后水位y坐标10.0
ASP
=
-2 罗厄法
5 0,10.0,10.0,
IQUA
=
0 地震烈度为0
6 1.0 RW
=
水容重
(7～19行控制点数据)
7 12 NN
=
12 点总数
8 1,65.0,10.0 L(1)
=
1 点序号为1
XN(1)
=
65.0 第1点x坐标
YN(1)
=
10.0 第1点y坐标
9 2,45.0,10.0
10 3,25.0,0.0
11 4,20.0,0.0
420 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
12 5,0.0,10.0
13 6,65.0,15.0
14 7,-10.0,15.0
15 8,65.0,18.0
16 9,-10.0,18.0
17 10,65.0,22.0
18 11,-10.0,22.0
19 12,10.0,5.0
20～22行土层材料数据
20 2 IN
=
2 二种材料
21 1,30.0,2.0,20.0,5.0,1.8,1.95,0
L
=
1 第1号材料
PF(1)
=
30.0 第1号材料内摩擦角φ'为30.0
PC(1)
=
2.0 第1号材料粘聚力c'为2.0
PF1(1)
=
20.0 第1号材料固结快剪内摩擦角φ
1
为20.0
PC1(1)
=
5.0 第1号材料固结快剪粘聚力c
1
为5.0
PDW(1)
=
1.8 第1号材料天然容重
PDS(1)
=
1.95 第1号材料饱和容重
RU(1)
=
0 孔压按简化法确定
22 2,25.0,2.0,15.0,5.0,1.2,1.30,0
23～40行边界线,浸润线数据
23 8,4
IN1
=
8 8条边界线
IPH
=
4 降前4条浸润线
(24～31行为8条边界线数据)
24 1,2,2
……
……
32 1,2,2
33 2,3,1
34 3,12,1
35 12,5,1
36 4
IPH1
=
4 降后4条浸润线
37 1,2,2
IC1(1,1)
=
1 降后第1条浸润线其中一个端点序号为1
IC1(1,2)
=
2 降后第1条浸润线另一个端点序号为2
IC1(1,3)
=
2 降后第1条浸润线下压土层号为2
38 2,3,1
39 3,12,1
40 12,5,1
(41～43行滑裂面数据)
41 0,0,2 以下各项意义同例7(用单形法搜索F
m
)
42 45,-20.0,15.0,5.0,5.0,5.0
43 2,2,1,20
5,计算结果
计算结果见表12.25计算图形见图12.17
第12章 程序使用说明 421
表 12,25 例题8计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
CX CY DS
毕肖普法 1.480 1.309 38.95 -5.35 15.23
图 12,17 例题8 EX8计算图形
12,6,9 例题9 (EX9)
1,计算条件
计算剖面同例题1竣工期使用Q剪指标用总应力法分析
2,计算内容
用毕肖普法计算指定圆弧滑裂面F圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度
D
S
=
30.0m
3,数据文件修改与EX1.DAT比较
1) 竣工期上游无水因使用总应力法孔隙水压为零故上游水位UWL
=
UWL1程序可取一大于基础面y坐标的数值如100以实现上游无水的条件即UWL
=
UWL1
=
100.0
2) 第30行PF(2) PC(2)分别改为Q剪强度指标9.8和10.0
3) 第49～57行因无浸润线ICPH
=
0故全部删除
4,数据文件说明表12.26
表 12,26 数据文件EX9.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.9 END OF CONSTRUCTION
2 0,1,0,0,0,0
3 0 MTE
=
0 峻工时的总应力分析处理和有效应力法相同只是使用不同的强度指标故仍取MTE
=
0
422 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
4 100.0,100.0,-2.0 UWL>27.5 27.5为基础面y坐标
5 0,27.5,32.5,1 各项意义同例题1
6 1.0 RW
=
1.0 水容重
7～27行同例1
28～30行土层总数及其指标孔压数据
28 2 IN
=
2 2种材料
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0 各项意义同例题1
30 2,9.8,10.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0 L
=
2 2号材料
PF(2)
=
9.8 使用不固结不排水强度(Q剪)φ
=
9.8
PC(2)
=
10.0 使用不固结不排水强度(Q剪)c
=
10.0
其他各项意义同例题1
31～56行同例题1应为边界线浸润线数据但因竣工期坝内无浸润线,故删去例题1第49～56
行浸润线数据
31 17,0 IN1
=
17 边界线总数为17
IPH
=
0 因竣工期坝内无浸润线,故IPH
=
0
57～59行同例题1
5,计算结果
计算结果见表12.27
表 12,27 例题9计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.631 1.765 1.761
12,6,10 例题10 (EX10)
1,计算条件
几何数据同例题1材料1使用邓肯非线性强度指标φ
0
=
40.0,?φ
=
10.0
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索F
m
3,数据文件修改
EX1.DAT第29行由PF1(1)
=
0改为PF1(1)
=
-40 PC1(1)
=
0改为PC1(1)
=
-10.0当PF1
PC1为负值时程序按非线性强度指标处理滑裂面数据同EX7.DAT
4,数据文件EX10.DAT说明表12.28
表 12,28 数据文件EX10.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.10 NON-LINEAR STRENGTH PARAMETER
2～27行与例1同
28～30行为土层材料指标和孔压数据
28 2
29 1,33.0,0.0,-40.0,-10.0,2.0,2.1,0
L
=
1 第1号材料
PF(1)
=
33.0 S剪摩擦角为33.0
第12章 程序使用说明 423
续 表
数据 变量 说明
PC(1)
=
0.0 S剪凝粘力为0.0
PF1(1)为负值 使用非线性强度指标,φ
=
40.0
PC1(1)为负值 使用非线性强度指标,?φ
=
10.0
30 2,20.0,5.,0.0,0.0,2.0,2.1,0 意义同例1
31～59行与例7同,用单形法搜索F
m
5,计算结果
计算结果见表12.29计算图形见图12.18
图 12,18 例题10 EX10计算图形
表 12,29 例题10计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
X
c
Y
c
D
s
毕肖普法 2.079 2.019 76.98 -23.11 29.88
12,6,11 例题11 (EX11)
1,计算条件
几何数据同例题8图12.9施工期用现场试验的总强度q
cu
地基q
cu
现场试验指标如表12.30所示
表 12,30 地基q
cu
现场试验指标单位9.8kPa
x?10 15 30 45 65
10 6.5 5.5 8.0 9.0 13.0
15 8.5 7.5 10.0 13.0 15.0
18 16.0 13.0 15.0 17.0 20.0
y
22 30.0 25.0 30.0 35.0 40.0
424 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
坝各区确定性材料指标如表12.31所示
表 12,31 坝各区材料的物理力学指标
材料号
cd
c′
(kPa)
cd
φ′
(°)
uu
c
(kPa)
uu
φ
(°)
天然容量
(kN/m
3
)
饱和容重
(kN/m
3
)
1 10.0 15.0 0.0 0.0 1.80 1.95
2 20.0 5.0 0.0 0.0 1.20 1.30
2,计算内容
施工期用现场试验的总强度q
cu
单形法搜索圆弧滑裂面F
m
3,数据文件修改与EX8.DAT比较
1) 第3行因二题均用总应力法均MTE
=
1但第四行例题8中UWL与UWL1
不相等表明为骤降前后水位而本例中UWL
=
UWL1故程序识别为使用q
cu
进行总应力法计算
2) 土层材料数据中第21行LRU(2)
=
1程序进一步识别第二层土按内插q
cu
方法确定其总强度
3) 第21行后增加q
cu
内插网格
4) 删去水位骤降后浸润线数据
4,数据文件EX11.DAT说明表12.32
表 12,32 数据文件EX11.DAT和说明
数据 变量 说明
第1～6行为控制数据
1 EXAPLE N0.11,TOTAL STRESS ANALYSIS USING QCU
2 0,1,0,0,0,0
3 1 MTE
=
1 总应力法
4 10.0,10.0,-2 UWL
=
UWL1 在采用总应力法时UWL
=
UWL1,程序识别为按内插q
cu
进行总应力法计算
ASP
=
-2 罗厄法
5 0,22.0,10.0,1
6 1.0
7～18行为控制点数据
19～46行为材料总数及其力学指标孔压数据
19 2
20 1,10.0,15.0,0.0,0.0,1.8,1.95,0
21 2,20.0,5.0,0.0,0.0,1.2,1.30,1
LRU(2)
=
1 按q
cu
内插方法输入孔压
第22～46行q
cu
内插数据
21-1 4 LOY
=
4 已知q
cu
的水平土层总数
21-2 5 LOX(1)
=
5 第1个水平层共有5个点
21-3 -10.0,10.0,6.5
PPX(1,1)=
-10.0 该层第1点的X坐标
PPX(1,1)
=
10.0 该层第1点的Y坐标
P(1,1)
=
6.5 该层第1点的q
cu
值
第12章 程序使用说明 425
续 表
变量 说明
该层第2点各项的意义同第1点
21-5 30.0,10.0,8.0
数据
21-4 15.0,10.0,5.5
该层第3点各项的意义同第1点
21-6 45.0,10.0,9.0 该层第4点各项的意义同第1点
21-7 65.0,10.0,13.0 该层第5点各项的意义同第1点
21-8 5 第2个水平层共有5个点
21-9 -10.0,15.0,8.5
21-10 15.0,15.0,7.5
21-11 30.0,15.0,10.0
21-12 45.0,15.0,13.0
21-13 65.0,15.0,15.0
21-14 5
第3个水平层共有5个点
21-15 -10.0,18.0,16.0
21-16 15.0,18.0,13.0
21-17 30.0,18.0,15.0
21-18 45.0,18.0,17.0
21-19 65.0,18.0,20.0
21-20 5
第4个水平层共有5个点
21-21 -10.0,22.0,30.0
21-22 15.0,22.0,25.0
21-23 30.0,22.0,20.0
21-24 45.0,22.0,35.0
21-25 65.0,22.0,40.0
36～38同例题7
5,计算结果
计算结果见表12.33计算图形见图12.19
图 12,19 例题11 EX11计算图形
426 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,33 例题11计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 5.750 4.230 36.55 -12.57 14.88
12,6,12 例题12 (EX12)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期遇地震要求材料1输入材料动指标
2,计算内容
用单形法搜索圆弧滑裂面F
m
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第3行计算方法识别符MTE
=
0改为MTE
=
1程序识别为采用地震总应力法
2) 第30行输完土层材料指标后增加输入动指标数据图12.10
4,数据文件EX12.DAT说明表12.34
表 12,34 数据文件EX12.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.12
2 0,1,0,0,0,0
3 -1 MTE
=
-1 输入材料动指标
4～27行同EX1.DAT
28～30行土层材料及其力学指标孔压数据
28 2
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30-1 1 LSD
=
1 共有1种材料具有动指标
30-2 1,0 LSDM(1)
=
1 第1号材料采用1号动指标
4 LSDM(2)
=
0 第2号材料不采用动指标
30-3 4 LOY
=
4 第1号材料动指标数据网格具有4个水平层
30-4 6 LOX(1)
=
6 第1个水平层共有6个点
30-5 1.0,0.0,0.0
K
c
=
1.0 第1个水平层第1个点K
c
=
1
σ
3
=
0.0 第1个水平层第1个点σ
3
=
0.0
=
0.0 第1个水平层第1个点
=
0.0
30-6 1.361,0.0,0.0
K
c
=
1.361 第1个水平层第2个点K
c
=
1.361
σ
3
=
0.0 第1个水平层第2个点σ
3
=
0.0
=
0.0 第1个水平层第2个点
=
0.0
30-7 2.055,0.0,0.0 第1个水平层第3个点各项的意义同第1个点
30-8 3.121,0.0,0.0 第1个水平层第4个点各项的意义同第1个点
30-9 4.015,0.0,0.0 第1个水平层第5个点各项的意义同第1个点
30-10 5.196,0.0,0.0 第1个水平层第6个点各项的意义同第1个点
30-11 6 LOX(2)
=
6 第2个水平层共有6个点
30-12 1.0,1.0,0.08
30-13 1.361,1.0,0.20
30-14 2.055,1.0,0.30
第12章 程序使用说明 427
续 表
数据 变量 说明
30-15 3.121,1.0,0.34
30-16 4.015,1.0,0.37
30-17 5.196,1.0,0.39
30-18 6 LOX(3)
=
6 第3个水平层共有6个点
30-19 1.0,10.0,.80
30-20 1.361,10.0,2.0
30-21 2.055,10.0,3.0
30-22 3.121,10.0,3.4
30-23 4.015,10.0,3.7
30-24 5.196,10.0,3.9
30-25 6 LOY(4)
=
6 第4个水平层共有6个点
30-26 1.0,100.0,8.00
30-27 1.361,100.0,20.00
30-28 2.055,100.0,30.00
30-29 3.121,100.0,34.00
30-30 4.015,100.0,37.00
30-31 5.196,100.0,39.00
31～59同EX1.DAT
5,计算结果
计算结果见表12.35计算图形见图12.20
表 12,35 例题12计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 0.778 0.605 86.93 -19.93 33.78
图 12,20 例题12 EX12计算图形
428 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,13 例题13 (EX13)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期具有拉力缝但不充水拉力缝底部x坐标为0.0
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索最小安全系数F
m
3,数据文件修改
1) EX1.DAT第2行无拉力缝OPTION(3)
=
0改为有拉力缝OPTION(3)
=
1
2) 滑裂面网格数据与EX7.DAT同
3) EX1.DAT第59行输完滑裂面数据后增加输入拉力缝底部x坐标YTENSION=0.0
4,数据文件EX13.DAT说明表12.36
表 12,36 数据文件EX13.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.13,TENSION CRACK
2 0,1,1,0,0,0～ OPTION(3)
=
1 具有拉力缝但缝内不充水
3～59行同例题1
60 0.0 YTENSION
=
0.0 拉力缝底部y坐标
5,计算结果
计算结果见表12.37计算图形如图12.21
表 12,37 例题13计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始 F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 1.955 1.231 78.88 -36.36 10.81
图 12,21 例题13 EX13计算图形
第12章 程序使用说明 429
12,6,14 例题14 (EX14)
1,计算条件
同例题1
2,计算内容
采用蒙特卡洛法计算圆弧滑裂面可靠度指标β
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第2行由OPTION(4)
=
0改为OPTION(4)
=
1进行可靠度计算
2) 第30行输完土层材料指标后增加可靠度计算的数据子单元
4,数据文件EX14.DAT说明表12.38
表 12,38 数据文件EX14.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.14 MONTE-CARLO
2 0,1,0,1,0,0
OPTION(4)
=
1 计算可靠度指标
3～30行同例1
数据子单元可靠度分析数据
30-1 1,2 NPROB
=
1 采用蒙特卡洛法
NLB
=
2 具有随机特征的土层总数为2
30-2 500 ITM
=
500 进行500次蒙特卡洛法抽样
30-3 3,0,20,30
K
=
3 输入3个种子
MEED(I)
=
0,20,30 种子分别为0 20 30
第1号材料凝聚力孔压系数不是随机变量摩擦系数是随机变量
30-4 1,2,-1,0,0.6494,0.09,-1,0.0
MD(1)
=
1 具有随机特性的第1个土层为1号土
MTYPE(1)
=
2 该层土的概型为正态分布
CMEAN(1)
=
-1 该层土粘聚力的均值若输入负值,则凝粘力按不是随机变量处理
CDEV(1)
=
0 该层土凝聚力的标准差
MEAN(1)
=
.6494 该层土摩擦系数的均值为0.6494
FDEV(1)
=
0.09 该层土摩擦系数的标准差为0.09
RMEAN(1)
=
-1 该层土孔压系数均值因
RMEAN(1)?1<0故孔压系数也不是随机变量
RDEV(1)
=
0 该层土孔压系数的标准差
第2号材料孔压系数不是随机变量粘聚力摩擦系数是随机变量
30-5 2,2,5.0,0.5,0.364,0.05,-1,0.0 各项意义同31? 4行
31～59同EX1.DAT
因NPROB
=
1采用蒙特卡洛法不能进行变量的相关分析计算故不输入相关计算识别符KK和相关系数矩阵R11(I,J)
5,计算结果
计算结果见表12.39
430 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,39 例题14计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始β
1
x
c
y
c
D
s
蒙特卡洛法 6.166 75.0 -22.5 30.0
12,6,15 例题15 (EX15)
1,计算条件
同例题1
2,计算内容
采用一次二阶矩(FOSM)法计算指定圆弧滑裂面可靠度指标
3,数据文件修改
1) EX1.DAT第2行OPTION(4)
=
1进行可靠度计算
2) EX1.DAT第30行输完土层材料指标后增加可靠度计算的数据子单元
3) EX14.DAT输完具有随机特征的土层指标后增加输入随机变量不相关标识符KK
=
0
4,数据文件EX15.DAT说明表12.40
表 12,40 数据文件EX15.DAT
数据 变量 说明
1 'EXAMPLENO.15,RELIABILTY,FOSM'
2 0,1,0,1,0,0 OPTION(4)
=
1 进行可靠度计算
3～30同EX1.DAT
30-1～30-4 行为可靠度分析数据
30-1 2,2 NPROB
=
2 采用FOSM法
NLB
=
2 具有随机特征的土层总数为2
30-2 1,2,-1,0,0.6494,.09,-1.,0 意义同例14
30-3 2,2,5.,0.5,0.364,0.05,-1,0 意义同例14
30-4 0 KK
=
0 随机变量不相关
31～59同EX1.DAT
5,计算结果
计算结果见表12.41
表 12,41 例题15计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始β
1
x
c
y
c
D
s
FOSM 6.418 75.0 -22.5 30.0
从例题14例题15的计算结果看出计算初始可靠度指标蒙特卡洛法β
=
6.137和一次二阶矩法 β
=
6.390二者相近
第12章 程序使用说明 431
12,6,16 例题16 (EX16)
1,计算条件
同例题1滑弧通过指定的上下交点其坐标分别为x
B
=
25.503 y
B
=
5.000 x
C
=
96.289
y
C
=
25.490
2,计算内容
用网格法找出滑弧通过指定坝坡上下交点滑弧半径为52.5～92.5m步长为10.0
的五个圆弧的最小安全系数F
m
3,数据文件修改
1) 将EX1.DAT第57行LL0
=
0改为LL0
=
1
2) 在EX1.DAT第58 59行输入有关的参数与例题6不同点在于本例布置的网格是在半径方向
4,数据文件EX16.DAT说明表12.42
表 12,42 数据文件EX16.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.16DEFINEACIRCLEBASEDONCROWNANDTOEPOSITIONS
2～56行与例题1同
第57～59行圆弧滑裂面数据
57 1,0,0 LLO
=
1>0 滑弧通过指定的上下端点
LL1
=
0 毕肖普法
LL2
=
0 用网格法搜索F
m
58 2,20,72.5,10.0 IGRID
=
2 在圆弧半径方向增大或减少的网格
NS
=
20 划分的土条数
CCD
=
72.5 中间圆弧的半径
BCD
=
10.0 滑弧半径的步长
59 25.503,-5.0,96.289,25.490
XL1
=
25.503 上交点的x坐标
YL1
=
-5.000 上交点的y坐标
XL2
=
96.289 下交点的x坐标
YL2
=
25.490 下交点的y坐标
5,计算结果
计算结果见表12.43计算图形见图12.22
表 12,43 例题16计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 1.920 1.555 94.162 -66.986 25.514
432 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,22 例题16 EX16计算图形
12,6,17 例题17 (EX17)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期滑弧通过指定的上交点其坐标为x
=
25.503 y
=
5.000
2,计算内容
滑弧通过指定的上交点用枚举法搜索F
m
3,数据文件修改与EX16.EAT比较
1) 57行LLO<0判定滑弧通过指定的上交点
2) 58行划分的网格为在圆弧半径方向增大或减少的格数
3) 59行第3项LDN为上交点还是下交点的识别符若LDN>0则此行第1 2项为上交点x y坐标
4) 若LDN<0则此行第1 2项为滑弧与边界线下交点x y坐标
4,数据文件EX17.DAT说明表12.44
表 12,44 数据文件EX17.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.17,DEFINEACIRCLECROWN
2～56同EX1.DAT
(第57～59行圆弧滑裂面数据)
57 -1,0,0
LLO
=
-1<0 滑弧通过指定的上交点
LL1
=
0 毕肖普法
LL2
=
0 用枚举法搜索F
m
58 2,20,72.5,10.0
IGRID
=
2 在圆弧半径方向增大或减少的网格数
NS
=
20 划分的土条数
CCD
=
72.5 中间圆弧的半径
第12章 程序使用说明 433
续 表
数据 变量 说明
BCD
=
10.0 中间圆弧的半径的步长
59 25.503,-5.0,1,26.345
XL1
=
25.503 上交点的x坐标
YL1
=
-5.000 上交点的y坐标
LDN
=
1 判别为上交点若LDN<0判别为下交点则本行第1 2项即为下交点x y坐标
Ds
=
26.345 中间滑弧的深度
5,计算结果
计算结果见表12.45计算图形见图12.23
表 12,45 例题17计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 1.822 1.555 94.903 -66.155 26.345
图 12,23 例题17 EX17计算图形
12,6,18 例题18 (EX18)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期
2,计算内容
计算指定任意形状滑裂面的安全系数F且滑裂面上的线段均为直线
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第2行由圆弧OPTION(2)
=
1改为非圆弧OPTION(2)
=
0
2) 第57行以后由圆弧滑裂面改为任意形状滑裂面
4,数据文件EX18.DAT说明表12.46
434 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,46 数据文件EX18.DAT
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.18 NON-CIRCULAR SLIP SURFACE
2 0,0,0,0,0,0
OPTION(2)
=
0 任意形状滑裂面
3～56行同例1
57～61行为任意形状滑裂面数据
57 4,0,0 NS1
=
4 滑裂面上的控制点数
NOPT
=
0 计算指定滑裂面不进行优化计算
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5.0,0,0.0
KQ2(1)
=
1 第一个控制点的土条编号为1
X1(1)
=
27.5 该控制点的x坐标为27.5
Y1(1)
=
-5.0 该控制点的y坐标为?5.0
NL(1)
=
0 该控制点的移动自由度为0
AL(1)
=
0.0 该控制点移动的角度为0.0
59 15,50.0,30.0,0,0.0
KQ2(2)
=
15 第二个控制点的土条编号为15
X1(2)
=
50.0 该控制点的x坐标
Y1(2)
=
30.0 该控制点的y坐标
NL(2)
=
0 该控制点的移动自由度为0
AL(2)
=
0.0 该控制点移动的角度为0.0
60 40,110.0,30.0,0,0.0.....,
61 45,115.0,27.5,0,0.0.....,
62 6 LN0
=
6>3 3为滑裂面上的线段总数输入任一大于3的整数滑裂面上的线段均为直线
5,计算结果
计算结果见表12.47计算图形见图12.24
图 12,24 例题18 EX18计算图形
第12章 程序使用说明 435
表 12,47 例题18计算结果
滑裂面上的控制点坐标
F
x1 y1 x2 y2 x3 y3 x4 y4
2.479 27.5 -5.0 50.0 30.0 110.0 30.0 115.0 27.5
12,6,19 例题19 (EX19)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期用单形法搜索任意形状滑裂面F
m
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
本例的滑裂面一部分为直线一部分为曲线滑裂面的第3 4段为直线其余线段为曲线
3,数据文件EX18.DAT修改
第57行任意形状滑裂面数据后增加2行说明滑裂面上的直线段的数目及其序号
4,数据文件EX19.DAT说明表12.48
表 12,48 数据文件EX19.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.19,SIMPLEX METHOD
2 0,0,0,0,0,0 OPTION(2)
=
0 任意形状滑裂面
2～56行同例1
57～63行任意形状滑裂面数据
57 5,2,0 NS1
=
5 滑裂面上的控制点数为5
NUPT
=
2 用单形法搜索任意形状滑裂面F
m
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5.0,1,0.0
KQ2(1)
=
1 第一个控制点的土条编号
X1(1)
=
27.5 该控制点的x坐标
Y1(1)
=
-5.0 该控制点的y坐标
NL(1)
=
1 该控制点的移动自由度为1
AL(1)
=
0.0 该控制点移动的角度为0(即沿水平向)
59 10,60.0,25.0,1,45.0
KQ2(2)
=
10 第二个控制点的土条编号
X1(2)
=
60.0 该控制点的x坐标
Y1(2)
=
25.0 该控制点的y坐标
NL(2)
=
1 该控制点的移动自由度为1
AL(2)
=
45.0 该控制点移动的角度为45.0
60 16,75.0,30.0,1,0.0.....,
61 28,110.0,30.0,1,0.0.....,
62 2 LO
=
2 滑裂面上有2段直线,其余线段为曲线
63 3,4 NP(I)
=
3,4 直线段的序号为第3 4号
5,计算结果
计算结果见表12.49计算图形见图12.25
436 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,49 例题19计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 28.2 53.7 83.7 98.1 103.5
1.761 1.680 y -5.0 18.7 30.0 30.0 27.5
图 12,25 例题19 EX19计算图形
12,6,20 例题20 (EX20)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期有拉力缝且充水
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
滑裂面上的线段均为直线
3,数据文件修改与例题19比较
第2行无拉力缝OPTION(3)
=
0改为有拉力缝且充水OPTION(3)
=
2
4,数据文件EX20.DAT说明表12.50
表 12,50 数据文件EX20.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.20,SIMPLEX METHOD,TENSION CRACK
2 0,0,2,0,0,0 OPTION(3)
=
2 有拉力缝且充水
3～64同例19
5,计算结果
计算结果见表12.51计算图形见图12.26
本例为非圆弧滑裂面滑面的第一个点的坐标即代表拉力缝的深度故没有例13圆弧滑裂面中的YTENSION的数据
第12章 程序使用说明 437
表 12,51 例题20计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 35.7 43.3 85.9 114.6 117.2
1.789 1.595 y 0.0 8.3 30.0 30.0 27.5
图 12,26 例题20 EX20计算图形
12,6,21 例题21 (EX21)
1,计算条件
稳定渗流期具有表面荷载图12.12示一边坡在平台线段1上作用有缆机荷载其垂直荷载为梯形分布水平荷载为均匀分布由于本身稳定安全系数较低故在坡面上(线段3 5)打了与X轴夹角165的预应力锚索设在第3 5线段上分别打了7排每根预应力
300t(1t=9.8kN)排距5m的锚索则每单位宽度锚索荷载为7 300/5
=
420t/m
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
滑裂面上的线段均为直线
3,数据文件修改与例19比较
1) 第2行由没有表面荷载OPTION(5)
=
0改为有表面荷载OPTION(5)
=
1
2) 在输完边界线浸润线后,增加具有表面荷载的控制数据
4,数据文件EX21.DAT说明表12.52
表 12,52 数据文件EX21.DAT和说明
数据 变量 说明
(1～6行控制数据)
1 N021 CRANE
2 0,0,0,0,1,0
OPTION(5)
=
1 具有表面荷载
438 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
3 0 MTE
=
0 有效应力法
4 500.0,500.0,-1
UWL=
500>150
表明坡外无水(150为基础面Y坐标)
UWLI
=
500 用有效应力法UWL
=
WUL1
ASP
=
-1<0 罗厄法
5 0,0.0,0.0,0
IQUA
=
0 因无地震,本行第2 3 4项填 0 即可
6 1.0
7～13行控制点的数据
7 6
8 1,79.0,37.0
……
13 6,207.0,150.0
14～15行材料数据
14 1
15 1,35.0,0.0,0.0,0.0,2.5,2.5,0
16～21行边界线浸润线数据
16 5,0
17 1,2,1
18 2,3,1
19 3,4,1
20 4,5,1
21 5,6,1
22～30)行表面荷载数据
22 3 NNP
=
3 具有表面荷载的线段总数为3
23 1,3,5 NP(I)
=
1,3,5 具有表面荷载的线段序号为1,3,5
24 1 NUR(1)
=
1 第1条线段承受的荷载种类为分布力
25 10.0,16.0 PN(1,1)
=
10.0 该线段分布荷载的x分量在左端点的值
PN(1,2)
=
16.0 该线段分布荷载的x分量在右端点的值
26 4.4,4.4 PT(1,1)
=
4.4 该线段分布荷载的y分量在左端点的值
PT(1,1)
=
4.4 该线段分布荷载的y分量在右端点的值
27 0 NUR(2)
=
0 第2条线段承受的荷载种类为集中力
28 420,165,U
=
420.0 该线段承受的集中力数值
AF
=
165.0 该线段承受的集中力倾角(以度计)
29 0 NUR(3)
=
0 第3条线段承受的荷载种类为集中力
30 240.,165,SU
=
240.0 该线段承受的集中力数值
AF
=
165.0 该线段承受的集中力倾角
31～37行为非圆弧滑裂面数据
31 4,2,0 31～35行各项意义同例19
32 1,79.0,37.0,0,0.0
33 6,90.0,55.0,1,0.0
34 15,126.0,100.0,1,0.0
35 30,207.0,150.0,1,0.0
36 3 LNO
=
3 滑裂面上有3条直线
37 1,2,3 LOO(I)
=
1,2,3 滑裂面上3条直线的编号为1 2 3
5,计算结果
计算结果见表12.53计算图形见图12.27
第12章 程序使用说明 439
表 12,53 例题21计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 79.0 90.8 129.7 207.5
1.038 1.029 y 37.0 55.0 100.0 150.0
图 12,27 例题21 EX21计算图形
12,6,22 例题22 (EX22)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期
2,计算内容
随机搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
3,数据文件修改与例题19比较
1) 第57行单形法NOPT
=
2改为NOPT
=
12随机搜索
2) 第62行输完滑裂面上控制点的数据后增加随机搜索数据
4,数据文件EX22.DAT说明表12.54
表 12,54 数据文件EX22.DAT和说明
数据 变量 说明
1 'EXAMPLE NO.22
2 0,0,0,0,0,0 OPTION
=
0 任意形状滑裂面
(3～56行同例1)
(5～62行滑裂面数据)
57 5,12,0 NS1
=
5 滑裂面上的控制点数
NUPT
=
12 随机搜索
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5.0,1,0.0 (第59～63行各项意义同例19)
59 10,60.0,25.0,1,0.0
60 16,75.0,30.0,1,0.0
440 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
61 28,110.0,30.0,1,180.0
62 35,130.0,27.5,1,180.0
(62-1～62-6行随机搜索数据)
62-1 5
IX
=
5 随机搜索的种子为5
62-2 1,10.0
KK
=
1 滑裂面上随机搜索的第1个控制点
ZP
=
10.0 第1个控制点随机搜索的半带宽度为
10.0
62-3 2,15.0
KK
=
2 滑裂面上随机搜索的第2个控制点
ZP
=
15.0 第2个控制点随机搜索的半带宽度为
15.0
62-4 3,20.0 滑裂面上随机搜索的第3个控制点
62-5 4,20.0
62-6 5,25.0
63 2 LNO
=
2 滑裂面上有2段直线,其余线段为曲线
64 3,4 LOO(I) 直线段的序号为第3号及第4号
5,计算结果
计算结果见表12.55计算图形见图12.28
表 12,55 例题22计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 27.2 69.1 82.6 99.2 104.6
1.897 1.662 y -5.0 25.0 30.0 30.0 27.5
图 12,28 例题22 EX22计算图形
第12章 程序使用说明 441
12,6,23 例题23 (EX23)
1,计算条件
同例题1第2号材料的粘聚力c和摩擦系数tanφ相关相关数为? 0.2
2,计算内容
采用ROSENBLEUTH法计算非圆弧滑裂面最小可靠度β
m
3,数据文件修改与例题19比较
1) 第2行不进行可靠度计算OPTION(4)
=
0改为OPTION(4)
=
1进行可靠度计算
2) 在有关材料数据(28 ～30行)后增加可靠度分析数据
4,数据文件EX23.DAT说明表12.56
表 12,56 数据文件EX23.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.23,RELIABILITY ANALYSIS
2 0,0,0,1,0,0
OPTION(4)
=
1 进行可靠度计算
3～27行同EX1.DAT
28～30行材料数据同例1
28 2
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30-1～30-7行可靠度计算数据
30-1 3,2
NPROB
=
3 采用ROSENBLEUTH法
NLB
=
2 具有随机特征的土层总数为2
30-2 1,2,-1,0,0.6494,0.09,-1,0 各项意义同例14
30-3 2,2,5.,0.5,0.364,0.05,-1,0 各项意义同例14
30-4 1 KK
=
1 随机变量相关
30-5 1,0,0 R11(1,1)
=
1 第(31-5～7)行为相关系数矩阵
30-6 0,1,-0.2
30-7 0,-0.2,1
31～56行为边界线浸润线数据同EX1.DAT
57～62行非圆弧滑裂面数据
57 4,2,0
NS1
=
4 滑裂面上控制点数
NOPT
=
2 用单形法搜索最小可靠度指标β
m
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5,1,0,(59～62行各项意义同EX19.DAT)
59 15,50.,30.,1,0,
60 40,110.,30.,1,0,
61 45,115.,27.5,1,0,
62 6
LNO
=
6>4 滑裂面上的线段均为直线
5,计算结果
计算结果见表12.57
442 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,57 例题23计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始β
1
最小β
m
x 33.9 75.1 119.1 124.2
5.127 4.023 y -5.0 30.0 30.0 27.5
12,6,24 例题24 (EX24)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期遇地震第1 2号材料的组合强度包线指标摩擦角φ
1
分别为24.64° 15.11°凝聚力c
1
分别为5.0kPa 65kPa
2,计算内容
用组合强度包线指标并搜索临界滑裂面F
m
3,数据文件修改与例1比较
1) 第5行原为不进行地震计算IQUA
=
0改为IQUA
=
8遇8度地震
2) 在第28行29行中因在第5行输入地震参数故程序识别PF1(1)
3)
PC1(1) PF1(2) PC1(2)为组合强度包线指标
4,数据文件EX24.DAT说明表12.58
表 12,58 数据文件EX24.DAT和说明
数据 变量 说明
第1～4行同例1
1 EXAMPLENO.24,
2 0,0,0,0,0,0
3 0
4 0.0,0.00,-2.0
5 8,27.5,32.5,1
IQUA
=
8 地震烈度为8
6 1.0
RW
=
1 水容重
(7～27行同例1)
(28～30行材料指标孔压输入方法)
28 2
IN
=
2 2种材料
29 1,33.0,0.0,24.64,5.0,2.0,2.1,0
L
=
1 材料序号为1
PF(1)
=
33 第1号材料φ
′
′
为33
PC(1)
=
0.0 第1号材料c ′
为0.0
PF1(1)
=
24.64 第1号材料组合强度包线指标φ
1
为24.64
PC1(1)
=
5.0 第1号材料组合强度包线指标c
1
为5.0
PDW(1)
=
2.1 第1号材料天然容重
PDS(1)
=
2.1 第1号材料饱和容重
LRU(1)
=
0 孔压按简化法确定
30 2,20.0,5.0,15.11,6.5,2.0,2.1,0 各项意义同第29行
31～56行边界线浸润线同例1
57～62行任意形状滑裂面数据
第12章 程序使用说明 443
续 表
数据 变量 说明
57 4,2,0
58 1,27.5,-5,1,0,
59 15,50.,30.,1,0,
60 40,110.,30.,1,0,
61 45,115.,27.5,1,0,
62 6
5,计算结果
计算结果见表12.59计算图形见图12.29
图 12,29 例题24 EX24计算图形
表 12,59 例题24计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 16.15 79.03 110.53 115.88
1.880 1.380 y -5.0 30.00 30.0 27.5
12,6,25 例题25 (EX25)
1,计算条件
计算剖面同例题1但18 19点连线为一无厚度的软弱夹层
2,计算内容
使用软弱夹层功能用单形法搜索任意形状滑裂面的 F
m
要求部分滑面通过软弱夹层
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第3行增加一项扩充功能行
2) 数据第59,60行输入软弱夹层线信息
数据文件EX25.DAT说明表12.60 4,
444 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,60 数据文件EX25.DAT和说明
行号 数据 说明
1,'EXAMPLE NO.25' 设软弱夹层功能例
2,0,0,0,0,0,1 OPTION(6)
=
1,新增加一项扩充功能行
3,0,0,0,1,0,0 扩充功能行OP1(4)
=
1,设软弱夹层功能
4,0
5,0.0,0.00,-2.0
6,0,27.5,32.5,1
7,1
8,21
9,1,150.0,27.5 以下同EX19.DAT
10,
57,10,12,2
58,12,14,1 最后一条浸润线数据
59,1 有1条无厚度软弱夹层线
60,18,19,1 该软弱夹层连结点18,19,土号为1
61,5,2,0
62,1,27.5,-5,1,0,
63,10,60.,25.,1,45,
64,16,75.,30.,1,0,
65,28,110.,30.,1,0,
66,35,115.,27.5,1,0,
67,0,0,1,0 WS(1)
=
0,滑裂面的第1段不在软弱夹层上
WS(2)
=
0,滑裂面的第2段不在软弱夹层上
WS(3)
=
1,滑裂面的第3段在编号1的软弱夹层上
68,2 滑裂面上有两个直线段
69,3,4 滑裂面第3,4段为直线段
5,计算结果
计算结果见表12.61计算图形见图12.30
图 12,30 例题25(EX25)计算图形
第12章 程序使用说明 445
表 12,61 例题25计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 28.2 53.7 83.7 96.1 106.6
1.690 1.680 y -5.0 18.8 30.3 30.5 27.5
12,6,26 例题26(EX26)
1,计算条件
计算剖面及材料指标同例题1稳定渗流期遇地震用户输入水平和垂直地震系数
2,计算内容
计算指定非圆弧滑裂面F
3,数据文件修改与例题18比较
1) 第5行原为不进行地震计算IQUA
=
0改为IQUA
=
2
2) 在数据第6行输入水平和垂直地震系数LQH第7～9行输入其有关数据LQH,CYE(I),
COE(I),VOE(I)
4,数据文件EX26.DAT说明表12.62
表 12,62 数据文件EX26.DAT和说明
行号 数据 说明
1,EXAMPLENO.26,
SEISMIC COEFFICIENT
ASSIGNED BY THE USER'
由用户输入水平和垂直地震系数例
2,0,0,0,0,0,0
3,0
4,0.0,0.0,-2.0
5,-2,27.5,32.5,1
IQUA
=
2,输入水平和垂直地震系数
6,3
LQH
=
3分3个高程输入地震系数
7,-5.0,0.15,0.10
CYE(I)
=
-5 承受地震力的y坐标
COE(I)
=
0.15 该高程水平地震力系数
VOE(I)
=
0.1 该高程垂直地震力系数
8,27.5,0.10,0.10
9,40.0,0.10,0.10
10,1
11～32行控制点数据同EX1.DAT
11,21
12,1,150.0,27.5
…………
446 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
行号 数据 说明
31,20,42.5,32.5
32,21,200.0,0.0,
33～61行为材料边界线浸润线数据同EX1.DAT
33,2
34,1,33.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
35,2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
36; 17,8
37,1,2,2
38,2,3,1
………… 同EX1.DAT
…………
…………
…………
61,12,14,1
62～67行为滑裂面数据
62,4,0,0
63,1,27.5,-5,0,0,
64,15,50.,30.,0,0,
65,40,110.,30.,0,0,
66,45,115.,27.5,0,0,
67,6
5,计算结果
安全系数F
=
2.265计算图形见图12.31
图 12,31 例题26 EX26计算图形
第12章 程序使用说明 447
12,6,27 例题27 (EX27)
1,计算条件
计算剖面如图13.4
2,计算内容
本例为第2章和第13章13.4节介绍的三峡重力坝3坝段抗滑稳定例有软弱夹层且土条侧向力假定函数由用户指定可以使用程序拉力缝充水功能来模拟重力坝水压力计算指定滑裂面的F
3,数据文件修改
1) 第2行OPTION(3)
=
2表示有拉力缝且充水OPTION(6)
=
1 表示在第二行后增加一行扩充功能OP1(I)
2) 第3行为扩充功能OP1(3)
=
1 用户输入f(x)和f
0
(x) OP1(4)
=
1具有无厚度软弱夹层
3) 第81～84行为无厚度软弱夹层信息
4) 第92～98行为f(x)和f
0
(x)信息
4,数据文件EX27.DAT说明表12.63
表 12,63 数据文件EX27.DAT和说明
行号 数据 说明
1,Three Gorges,Section 3 本例说明设软弱夹层的功能
2,0,0,2,0,0,1 OPTION(3)
=
2,使用拉力缝充水来模拟重力坝水压力
OPTION(6)
=
1增加下面一行扩充功能
3,0,0,1,1,0,0 OP1(3)
=
1 用户输入f (x)和f
o
(x),OP1(4)
=
1具有软弱夹层
4,0
5,123.0,123,20.0
6,0,90,90,0
7,1
8,32
9,1,0,0
10,2,16,0
11,3,16,22.2
12; 4,39.6,55
13,5,41.6,55
14,6,70.4,95
15,7,9,95
16,8,7.5,100
17,9,-17.5,100
18,10,-12.5,80
19,11,0,75
20,12,80.64,95
448 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
行号 数据 说明
21,13,86.62,103.3
22,14,99.06,103.3
23,15,102.4,120
24,16,118,120
25,17,118,142.80
26,18,120.17,142.8
27,19,130.4,162.8
28,20,167,162.80
29,21,167,103.30
30,22,118,103.30
31,23,267,142.80
32,24,-80,10
33,25,0,10
34,26,-5,77.5
35,27,15,88.75
36,28,30.32,95
37,29,118,133.28
38,30,167,149.53
39,31,163.805,177.084
40; 32,227.74,150.65
41; 5
42,1,47.726,300,0,0,2.45,2.45,
0
43 2,50.19,110,0,0,2.7,2.7,0
44,3,35.,20.,0,0,2.7,2.7,0
45,4,0,0,0,0,1.85,1.85,0
46,5,0,0,0,0,1,1,0
47,26,8
48,1,25,1
49,11,25,1
50 1,2,1
51,2,3,1
52,3,4,1
53,4,5,1
54; 5,6,1
55,6,7,2
56,7,8,2
57,8,9,2
58,9,10,2
59,10,11,1
60,6,12,2
61,12,13,2
62,13,14,2
63,14,15,2
第12章 程序使用说明 449
续 表
行号 数据 说明
64,15,16,2
65,16,17,2
66,17,18,2
67,18,19,2
68,19,20,2
69,20,21,4
70,21,22,4
71,22,14,4
72,20,23,2
73,24,25,5
74,24,25,5
75,25,11,1
76,11,27,1
77,27,28,1
78,28,29,2
79,29,30,4
80,30,20,4
81～84行软弱夹层数据
81,3 3条软弱夹层线
82; 9,19,3 第1条软弱夹层连结9,19两点所压材料号为3
83,19,31,2 第2条软弱夹层连结19,31两点所压材料号为2
84 31,32,2 第3条软弱夹层连结31,32两点所压材料号为2
85～91行为滑裂面数据
85,4,0,0
86,1,-17.5,100,0,0
87,18,130.4,162.8,0,0
88,28,163.805,177.084,0,23.0
89,38,227.74,150.65,1,0
90,1,2,3 滑裂面的第1 2 3段为第1 2 3条软弱夹层线
91,12 LNO
=
12滑裂面各段均为直线
OP1(3)不为零时输入92～ 98行为土条侧向力数据
92,0 ISPE
=
0输入以下有关土条侧向力倾角分布函数的详细数据
93,1 IBOUN
=
1
94,0.,0,FAB,FBB
=
0
95,4 IFUN
=
4
96,-180 XFUN(1),FUN(1)
97,130.,1.0 XFUN(2),FUN(2)
98,227,0
99,260,0
5,计算结果
安全系数F
=
3.401计算图形见图12.32
450 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,32 例题27 EX27计算图形
12,6,28 例题28 (EX28)
1,计算条件
剖面为第8章[例题8.1]土压力作用点位于墙中点方向水平
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面F
m
3,数据文件修改
1) 第3行OP(1)
=
2计算主动土压力并同时满足力和力矩平衡条件若OP(1)
=
3
则仅满足力平衡条件的土压力计算即为库仑土压力理论
2) 第19行输入假定的土压力GWALL
=
39.283土压力作用位置与墙底的垂直距离
HMW
=
6.0土压力与水平线的夹角EWALL
=
0
4,数据文件EX28.DAT说明表12.64
表 12,64 数据文件EX28.DAT和说明
行号 数据 说明
1,CLASSICAL RANKINE
EARTH PRESSURE
2,0,0,0,0,0,1 OPTION(6)
=
1 新增加下面一行补充功能
3,2,0,0,0,0,0 OP(1)
=
2 仅计算主动土压力
4,0
5,20.0,20.,2
6,0,0,0,0
7,1
8,4
第12章 程序使用说明 451
续 表
行号 数据 说明
9,1,0,0
10,2,50,0
11,3,50,12
12,4,70,12
13,1
14,1,36.,0,0,0,2.1,2.1,0
15,3,0
16,1,2,1
17,2,3,1
18,3,4,1
19行为土压力数据
19,39.283,6.0,0 GWALL
=
39.283
HMW
=
6
EWALL
=
0
土压力数值
与墙基垂直距离
土压力与水平线的夹角
20～28滑裂面数据
20,3,12,0
21,1,40,0,1,0
22,8,45,7,2,0
23,16,50,12,0,0
24,100 随机搜索种子
25,1,8 第1点半带宽为8
26,2,5 第2点半带宽为6
27,3,0
28,0
5,计算结果
计算图形见图12.33墙将承受的主动土压力值P
a
=
54.808
图 12,33 例题28 EX28计算图形
452 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,29 例题29 (EX29)
1,计算条件
三峡重力坝3坝段深层抗滑稳定例拉力缝充一定高度水采用土条侧向力的第2种假定
2,计算内容
此例题和例题27有相同的剖面但滑裂面穿过坝体此例题若采用与例题27相同的方法模拟库水压力则由于A点上侧有B C两个点难以确认水压力是相应AB还是AC计算的故使用OPTION(3)
=
2即在拉力缝内设指定水柱高
3,数据文件修改
1) 第2行OPTION(3)
=
2拉力缝内设指定水柱高
2) 第120行ISPE
=
2采用土条侧向力的第2种假定
3) 第121行IBOUN
=
0 f
0
(x)的数值由用户指定
4) 第121行f
0
(x)在端点A和D的数值分别为FAB
=
0和FBB
=
1
4,数据文件EX29.DAT说明表12.65
表 12,65 数据文件EX29.DAT和说明
行号 数据 说明
1,EX29.DAT 重力坝抗滑稳定例拉力缝充水一定高度
2,0,0,-2,0,0,1 OPTION (3)
=
2,拉力缝充水
OPTION (6)
=
1,新增功能
3,65 因拉力缝充水一定高度紧接下一行就要输入充水高度
65m
4,0,0,1,0,0,0 OP(3)
=
1,侧向力假定控制码,与120行呼应
5,0
6,123.0,123,-2.0
7,0,90,90,0
8,1
9,49
10,1,0,0
11,2,16,0
12,3,16,22.2
13,4,39.6,55
14,5,41.6,55
15,6,70.4,95
16,7,9,95
17,8,7.5,100
18,9,-17.5,100
19,10,-16.25,95
20,11,-12.5,80
21,12,0,75
第12章 程序使用说明 453
续 表
行号 数据 说明
22,13,80.64,95
23,14,86.62,103.3
24,15,99.06,103.3
25,16,102.4,120
26,17,118,120
27,18,118,142.80
28,19,130.4,162.8
29,20,46,95
21,69.27,107.37
32 23,56.7,108.21
24,78.57,120.33
35,26,35,106.41
35,-5,77.5
37,118,131.69
38,122.66,147.78
48,39,22.8,95
40,34.8,106.41
51,42,73.58,124.67
53,44,-80,10
55,46,30,95
58,49,98.28,136.41
60,
2,59.53,200,0,0,2.7,2.7,0
62,
4,35,20,0,0,2.7,2.7,0
30,
31,22,118,133.28
33,
34,25,23,95,
36,27,73.78,124.67
37,28,92.81,133.55
38,29,122.56,147.58
39,30,51.6,114.33
40,31,69.59,130.09
41,32,89.26,142.34
42,33,109.62,155.04
43,34,-17.5,123.17
44,
45,36,15,88.75
46,
47,
49,
50,41,51.4,114.33
52,43,92.61,133.55
54,45,0,10
56,47,120.17,142.8
57,48,98.18,136.21
59,5
1,47.726,300,0,0,2.45,2.45,0
61,
3,57.75,179.3,0,0,2.7,2.7,0
63,
454 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续行号 数据
表
说明
64,5,0,0,0,0,1,1,0
65,36,8
66,44,45,5
1,45,1
69,1,2,1
5,6,1
6,7,2
78,10,11,1
79,11,12,1
80,6,13,2
82,14,15,2
83,15,16,2
85,17,18,2
88,29,38,3
90,25,26,4
93,27,28,4
96,39,40,2
98,41,42,2
49,38,2
104,46,37,2
105,37,18,2
67,
68,45,12,1
70,2,3,1
71,3,4,1
72,4,5,1
73,
74,
75,7,8,2
76,8,9,2
77,9,10,2
81,13,14,2
84,16,17,2
86,18,47,2
87,47,29,2
89,38,19,2
91,26,30,4
92,30,27,4
94,28,48,4
95,48,29,3
97,40,41,2
99,42,43,2
100,43,49,2
101,
102; 35,36,1
103,36,46,1
第12章 程序使用说明 455
续 表
行号 数据 说明
106,18,47,2
107,47,29,2
108,29,38,3
109,38,19,2
110,8,0,0
113,16,34.9,106.41,0,0
116,31,92.71,133.55,0,0
117,33,98.28,136.31,0,0
119,10
120,0
111,1,0,75,0,0
112,11,22.9,95,0,0
114,21,51.5,114.33,0,0
115,26,73.68,124.67,0,0
118,36,122.56,147.68,0,0
当OP(3)
=
1时读入以下数据ISPE
=
0
121,1 IBOUN
=
1
122,0.,0,FAB
=
0,FBB
=
0
123,4
-50,0,
90,0.5
分布函数有4个控制点
124,XFUN(1),FUN(1)
125,0.,0 XFUN(2),FUN(2)
126,22.9,0.1
127,XFUN(4),FUN(4)
5,
安全系数F
计算结果
计算图形见图12.34
=
2.879
C
A
B
图 12,34 例题29 EX29计算图形
456 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,30 例题30 (EX30)
1,计算条件
本例题为云南大水沟工程溢洪道边坡加固方案研究通过施加集中力和分布力模拟抗滑桩和锚索介绍新的外荷载功能集中力和分布力用法
2,计算内容
计算指定任意形状滑裂面的F
3,数据文件修改
1) 第2行OPTION(5)
=
1程序新增加的施加外力的第2种方式OPTION(5)
=
1
为曾介绍过的第1种施加外力方式
2) 第63行NNP
=
1 NNA
=
1线荷载总数为0点线荷载总数为1
3) 第64行集中力作用位置坐标XANCH
=
90.7,YANCH
=
45.8,单宽作用力ANCHL
=
100 9.8kN/m.作用力矢量与x轴夹角ANCHA
=
180°此行数据模拟抗滑桩作用
4,数据文件EX30.DAT说明表12.66
表 12,66 数据文件EX30.DAT
行号 数据 说明
1,DASHUIGOU 本例说明集中力新用法可用于抗滑桩计算
2,0,0,0,0,-1,0 OPTIN(5)
=
-1,第2种施加外力方式集中力以作用点位置输入与63,64行呼应
3,0
4,60.,60.,20,
0,30.,30,0
23
12,5,90.28,40.2
18,11,120.79,61.7
5,
6,1
7,
8,1,69.2,26.4
9,2,73.76,30.2
10,3,73.76,30.8
11,4,79,30.8
13,6,90.28,40.8
14,7,95.52,40.8
15,8,106.8,50.2
16,9,106.8,50.8
17,10,111.96,50.8
19,12,120.79,62.7
20,13,125.29,62.7
21,14,125.29,62.2
22,15,141.72,62.2
23,16,141.72,62.7
第12章 程序使用说明 457
续 表
行号 数据 说明
24,17,148.22,62.7
25,18,148.22,62.2
26,19,151.72,55.2
27,20,160.52,55.2
35,1,2,1
48,23,1,1
28,21,0,0
29,22,38,16.2
30,23,54,23.4
31,1
32,1,15,1.50,0,0,2.09,2.13,-1
33,0.2 孔隙水压力系数
34,14,0
……
44,10,11,1
45,11,12,1
46,21,22,1
47,22,23,1
63,1,1 NNP
=
1,NNA
=
1,线荷载总数为0点荷载总数为1
64 10 分布力作用于第10号线段
65 30,50 作用于第10号线段左右端点法线方向线荷载强度分别为30 50
66 0,0 作用于第10号线段左右端点切线方向线荷载强度均为
0
67,90.7,45.8,100.,-180,集中力作用位置坐标x
=
90.7,y
=
45.8单宽作用力为
1000 kN/m.作用力矢量与x轴夹角为? 180°
68,8,0,0
69,1,0,0,0,0
73,19,68,42.2,0,0
70,5,7,14.2,0,0
71:,9,28,25,0,0
72,14,44,32.6,0,0
74,25,81.4,46.4,0,0
75,30,106,54.4,0,0
76,35,114.8,55.9,1,0
77,0
5,计算结果
安全系数为F
=
0.964计算图形见图12.35
458 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,35 例题30 EX29计算图形
12,7 程序的安装和运行
12,7,1 程序的安装
需要将“STAB”提供的以下程序拷贝到硬盘中的一个设定的子目录
1)
P.EXE?STAB95的可执行目标程序
2)
DR1.EXE?STAB的后处理程序
3)
LINK.LSP?将成果转入AUTOCAD的程序
4)
EX*.DAT?11.5.7节的例题
5)
FON.EXE?支持DR1.EXE的字模软件
12,7,2 运行P.EXE
在应用P.EXE程序前需要编制一个一揽子文件文件中有4行
第1行数据文件名
第2行存放输出信息的数据文件名键入con则信息在屏幕中显示
第3行存放边坡剖面几何信息的文件名
第4行存放滑面信息的文件名
第3,4行的两个文件在计算结束后自动生成在使用后处理程序DR1.EXE时调入
例如某一揽子文件的名字为T.PAK内容有以下四行
“T.DAT
T.C
T.J
T.H”
键入P.EXE后程序将提问
Input your package filename”
此时键入T.PAK程序即开始运行
第12章 程序使用说明 459
12,7,3 后处理程序DR1.EXE
无论计算是否正常结束均应打开输出成果的文件(T.C)检查计算成果
在结束P程序时将得到文件T.J和T.H然后可以运行DR1程序以图形形式展示边坡剖面和滑裂面
键入DR1后屏幕下方将出现一个5行6列的菜单现分述其功能
11:DEF? 默认在重复运行某题时可以在前一次运行时按62键存入12 13和
14键要求回答的文件名本次运行只需按11键不必处理上述各键
12,DATA? 键入存放边坡剖面几何信息的文件在本例中为T.J
13,F.SLIP? 键入比例文件其格式另述也可以按15键通过调整图形生成一个比例文件
14,F.SCAL? 键入存放滑面信息文件在本例中为T.H
15,SCALE? 按此键将出现边坡的剖面但其大小和位置可能不合适使用键盘右侧的箭头键可以使图形左右上下移动使用+” 或L,?” 或
S键可以将图形放大缩小在按上述各键时如同时按住shift”键可以使这些动作加速进行调整合适后按回车键则生成一个比例文件暂取名为scale.tmp”用户可以在下次运行时通过回答13键设定比例文件不必每次都通过本键调整图形
21,GRAPH? 生成边坡图形
22,LOCATE? 显示图上出现的光标的坐标通过移动光标了解某点的坐标值
31,POINT? 显示指定点号的位置也可显示所有的点见32键解释
32,ALL? 显示所有信息按此键再按31 41 42时显示的是所有点线的位置此功能生效时屏幕上出方出现Show all on”再按此键屏幕上方出现Show all off”此功能不再生效
33,COLOR? 将图形转为白底以便通过屏幕拷贝将其转到其它图形编辑软件中
41,LINE? 显示指定线段号的线段也可显示所有的线段见32键的解释
42,PH,LINE? 显示指定浸润线段号的线段见32键的解释
51,SL,CIR? 显示圆弧滑裂面可以显示优化过程中的各滑面键入序号1显示初始滑面键入超过最后序号的任意数字均显示临界滑裂面
52,SL,GEN? 显示非园弧滑裂面功能与51同
55,MFILE? 在一个图中画出以往几次计算获得的临界滑裂面这个功能在汇总成果时特别有用
62,S,DEF? 存入12和13键的文件名次运行时按11键默认
63,H,COPY? 屏幕硬拷贝回车键后消除菜单按屏幕拷贝键
64,ACAD? 按此键程序自动形成一个ACAD.DAT文件参见12.7.4
假设我们对同一断面计算了若干种工况在整理报告时为了节约篇幅希望将这几个临界滑裂面放在一张图中可以通过55键实现
首先需要建立一个名为MFILE.DAT文件内有以下几行
460 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
第1行需要画的临界滑裂面的总数不得超过5个
第2行存有第1个临界滑裂面的文件名称
第3行存有第2个临界滑裂面的文件名称
..,
例如某一MFILE.DAT文件内容为
“3
T1.H
T2.H
T3.H”
说明本次要画3个临界滑裂面分别是以往3次运算后获得的滑裂面文件T1.H,T2.H,
T3.H
1) 和第3步一样按11和21键
2) 按55键图形中将出现3个临界滑裂面
3) 按63键抹去菜单后按PrtSc屏幕拷贝打印机将打印图形
下面用例题说明DR1.EXE的操作步骤
第一步运行稳定分析程序
1) 键入P后回车
2) 对程序的提问作回答一揽子文件名T.PAK
3) 运行正常结束后获得文件T.J和T.H
第二步执行运行后处理程序,操作步骤如下
1) 键入DR1
2) 在12键中键入边坡几何形状的文件T.J
3) 光标移到15键回车后调整图象使用→ ← +?实现图形向右向左放大缩小的效果考虑到手提计算机使用+?时要通过Fn键切换不很方便也可用L S键( L
=
Large S
=
Small )获得了满意的图像后回车,此时将获得一个比例文件SCALE.TMP
4) 在14键中键入滑裂面形状的文件T.H
5) 分别选用31,41,42可以检查点和线段
6) 对圆弧滑裂面键入51,非圆弧滑裂面选用52提问要求键入的滑面号答1为初始滑面答2为第2次迭代后的滑面答一个很大的数如200则为临界滑裂面
7) 选用63再一次回车即可抹去菜单再按屏幕拷贝键即可令打印机打出图形
8) 按62键存入T.J,T.H和SCALE.TMP这三个文件名
再次运行后处理程序可按11默认键因为上次运行己通过按62键存入了T.J,T.H
和SCALE.TMP故默认省去了按12 13和14键直接按21键获得图形
12,7,4 将计算成果转入AUTOCAD
执行本步骤可将图形转入AUTOCAD供设计人员作进一步的处理
在运行DR1获得满意的图形后将光标送到64:ACAD回车这样在当前硬盘子第12章 程序使用说明 461
目录中将出现一个名为ACAD.DAT的文件
运行AUTOCAD
运行应用程序(Application)该程序在ACAD.DAT12和14版中分别位于文件
(File)和工具(Tool)栏中通过浏览(Browse)选中LINK.LSP文件然后装载(Load)
该文件第二次运行时LINK.LSP已在供选择的菜单中不必浏览
键入指令(Command) LINK
对要求输入数据文件的提问按正确的路径键入ACAD.DAT屏幕上将出现图形
12,8 本章附录
12,8,1 本章数据文件表12.67
表 12,67 本 章 数 据 文 件
有关章节 系列号 数据文件名 内容
12.5,12-02-01 EX1.DAT 孔压按简化法确定计算指定滑裂面F
12-02-02 EX2.DAT 孔压内插计算指定滑裂面F
12-02-03 EX3.DAT 输入孔压系数计算指定滑裂面F
12-02-04 EX4.DAT 遇地震输入地震烈度计算指定滑裂面F
12-02-05 EX5.DAT 遇地震输入地震系数计算指定滑裂面F
12-02-06 EX6.DAT 用枚举法网格法搜索F
m
12-02-07 EX7.DAT 用单形法最优化法搜索F
m
12-02-08 EX8.DAT 水位骤降期用单形法搜索临界滑裂面F
m
12-02-09 EX9.DAT 峻工期使用Q剪指标计算指定滑裂面F
12-02-10 EX10.DAT 使用非线性强度指标单形法搜索F
m
12-02-11 EX11.DAT 施工期用现场试验的总强度q
cu
单形法搜索F
m
12-02-12 EX12.DAT 遇地震输入材料动指标用单形法搜索F
m
12-02-13 EX13.DAT 有拉裂缝用单形法搜索F
m
12-02-14 EX14.DAT 采用蒙特卡洛法计算指定滑裂面可靠度指标
12-02-15 EX15.DAT 采用一次二阶矩法计算指定滑裂面可靠度指标
12-02-16 EX16.DAT 滑弧通过指定的上下交点搜索F
m
12-02-17 EX17.DAT 通过指定的上交点并具有指定滑弧深度搜索F
m
12-02-18 EX18.DAT 计算指定不优化滑裂面F
12-02-19 EX19.DAT 用单形法最优化法搜索滑裂面F
m
12-02-20 EX20.DAT 有拉力缝且充水用单形法搜索滑裂面F
m
12-02-21 EX21.DAT 具有表面荷载计算指定滑裂面F
12-02-22 EX22.DAT 随机搜索滑裂面F
m
12-02-23 EX23.DAT 采用Rosenblenth法计算最小可靠度指标β
m
12-02-24 EX24.DAT 采用组合强度指标搜索临界滑裂面及F
m
12-02-25 EX25.DAT ISPE
=
-2 f(x)为正弦曲线
12-02-26 EX26.DAT 人工同时输入水平和垂直地震系数
12-02-27 EX27.DAT 无厚度软弱夹层三峡重力坝例
12-02-28 EX28.DAT 外边坡线由用户输入
12-02-29 EX29.DAT 拉力缝充水一定高度f(x)和f
0
(x)由用户输入三峡重力坝例
12-02-30 EX30.DAT 新的外荷载输入方法大水沟堆积体用抗滑桩加固例
462 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
参考文献
1 水利电力部第二工程局,土坝坝坡稳定计算DJS-18型(6912)电子计算机程序,1976
2 水利电力部水利水电规划设计院文件(84)水规算字第3号,转发土石坝设计十个专用程序在水利水电系统推广使用三个文件的通知,1984
3 中国水利水电科学研究院,土质边坡稳定分析程序STAB95使用手册,1994
12,1 程序开发过程
STAB程序前后经过了二十余年的开发过程1976年作者参加水利电力部第二工程局官厅水库抗震加固工程时在北京大学DJS?60机上开发了一个圆弧滑裂面的土石坝边坡稳定分析的程序现在的STAB程序仍然保留了这一版本对边坡几何形状处理的主要特点
1979至1981年作者赴加拿大Alberta大学进修在Morgenstern教授的指导下对边坡稳定分析的Morgenstern?Price法作出了改进并编制了相应的程序1982至1984年作者在潘家铮主持的水工建筑物设计专用程序项目中承担了编制土石坝边坡稳定设计专用程序的工作在这一项目中本程序被正式命名为STAB 1994年水利水电规划设计院在黄山组织专题审查会并于1984年12月12日以(84)水规算字第3号文正式批准STAB为水利水电系统土石坝设计专用程序在水利水电设计系统中推广使用
1984至1995年作者在推广使用STAB程序的过程中将其改造成微机DOS版并命名为STAB95 1995年至现在STAB95逐步获得推广在此过程中顺应微机操作系统从DOS转向WINDOWS的潮流提出了STAB95的WINDOWS仿真DOS环境下运行的版本并根据新颁布的水工建筑物抗震设计规范修改了7度和9度地震时输入的地震加速度系数将STAB95升级为WINDOWS界面交互式软件的工作正在进行但是其基本功能已在STAB95中定型本节介绍STAB95程序使用方法在网上公布供下载的是STAB95的简化版S1.EXE
12,2 数据处理
12,2,1 几何信息的处理
1,剖面几何图形
将土石坝土坡断面放在设定的xoy坐标中规定ox为水平轴指向滑动方向为正
oy为垂直轴重力方向为正
如11.2.1节介绍任一边坡的剖面总是被简化为一个由若干条线段相交形成的图形每一个线段连结左右两个端点线段将不同土层分开点线和土层都从1开始依次编号其总数分别为NN IN1 IN如图12.1所示例该断面点的总数为NN
=
20线的总数为IN1
=
17存贮点的坐标值的数组为XN(I)和YN(I) (I
=
1,2,…,NN)在表12.1的73~79行中读入确定线段的信息是两个端点的编号IC(I,1)和IC(I,2)不区分左右次序即左右端点的编号可以任意存放在IC(I,1)和IC(I,2)中IC(I,3)存放该线下卧土层的编号例如图12.1中的第2
条线它连接2和3两个点并下压第1层土故IC(1,1),IC(1,2) IC(1,3)分别为2,3,1同
378 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
样道理对第4条线IC(4,1),IC(4,2),IC(4,3)分别为5,6,2除了分界土层的边界线外还有一组定义浸润线的线段其表达方式和边界线一样在表12.1的75行中读入如图12.1所示例其浸润线由5个线段构成一条折线总数IPH
=
5而该5条线段的参数分别存放在
ICPH(I,J)中I
=
1,2,…,IPH; J 1,2,3
图 12,1 剖面几何图形处理
在STAB的2002年版新增添了软弱夹层线对于搜索任意形状的临界滑裂面十分有用当OP1(4)不为零时读入此行软弱夹层线总数为LWK有关参数存放于IC3(I,J)中在表12.1的76~79行中读入
此外由于垂直条块不可能与垂直的浸润线或边界线相交故碰到此类线程序将予以忽略计算结果不受影响
在第2章第2.4.3节中讨论了坡外水位的三种处理方案STAB程序默认的是规范建议的等效置换的方法即方案2用户只需输入坡外水位程序自动处理成坡外无水的情况注意坡外水位线既不是边界线也不是浸润线坡外水位以下的外边坡线都是浸润线如图
12.1所示例题共有21个点2层土17条分界线和8条浸润线浸润线是连接1 2 3
7 8 9 10 12 14各点的折线如果漏掉联接点1 2和点2 3的这两条线则将导致大错
坡外水位在计算土石坝上下游边坡时分别为上游和下游水位当计算下游边坡时滑弧顶部有可能与上游水位相交参见图12.2此时的处理方法是将水库水位代表的那条线
DE看作是一条边界线而DE下压的库水位看作是一层土这层土的强度指标为零容重为水容重滑面一直延伸到与上游水位相交也就是说所研究的边坡的外边坡线是由点
EDGHJKLM这几个点连成特别需要注意此时浸润线为ED而不是FD
在使用总应力法进行库水位骤降计算时需输入骤降后水位
以下的图形处理是错误的
1) 如图12.3(a)剖面几何图形不够大不能保证所有可能的滑裂面均和该图形的外轮廊线相交
第12章 程序使用说明 379
2) 线段之间不连续如图12.3(c)所示外边坡线缺一条线
3) 线段重叠如图12.3(d)所示线15和线17重叠正确的编法应是将5和6两点连成一条线6和7两点连成一条线
4) 在图12.2所示例中浸润线只输入DE DC CJ JK而没有把KL LM这两条线计入浸润线正确的作法应将两条线也计入
5) 外边线存在反坡如图12.3(b)所示如果确有反坡需要计算则OP1(6)不为零在表12.1的89~91行读入外边坡线的编号
图 12,2 上游和下游水位水库水位浸润线的处理
2,滑裂面
STAB程序中提供圆弧和任意形状的两类滑裂面分别用OPTION(2)
=
1和0来实现表12.1中第23行定义滑裂面参数的子程序为READ4详见表12.2
(1) 圆弧滑裂面程序通过表12.2中第23~38行来定义圆弧滑裂面一个圆弧滑裂面可由其圆心的位置x
c
y
c
和滑弧深度D
s
来确定
滑弧深度是滑弧面最深点的y坐标如图12.4所示
已在第4章4.1节中介绍D
=
R+y R
=
圆弧半径参见图12.4因此安全系数F
是x y和D的函数土条总数为NS
除了上述功能外程序还安排了以下两个功能
1) 通过指定的上下交点的圆弧如图12.5(a)此时LL0<0
2) 通过指定的上交点(或下交点)和具有指定的D
s
的圆弧图12.5(b)此时
LL0>0
图 12,3 错误的图形处理
(a) 外边坡线不够长(b) 反坡(c) 线段不连续(d) 线段重叠
380 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,4 圆弧滑裂面输入参数
(a)枚举法按不同圆心位置和滑弧深度布置圆弧(b)水平地震力沿高程按某一分布图形输入
图 12,5 通过指定点的圆弧
在数据表12.2中用第23行的LL0来识别例题EX16和EX17分别说明此两种情况此功能仅适用于LL2不为0时在实际工程中极少使用这一功能
大多数情况下建议使用LL0
=
0的功能有关参数与优化参数一起将在表12.2
和12.2.5节中介绍
(2) 任意形状滑裂面程序通过表12.2
中第41~94行来定义任意形状滑裂面滑裂面被m个点A
1
A
2
…… A
m
离散为m?1
段(见图12.6)此m?1段用直线或光滑的曲线相连程序要求输入此m个点的坐标
如前所述滑裂面被m个点A
1
A
2
…A
m
点分为m?1段从上交点向下交点编号为1
2,m?1程序用LNO代表此m?1段中为直线段的线段总数在数组LOO(I) (I
=
1
2 LNO)中存入这些直线段的编号其
它线段则默认为曲线当LNO为零时滑裂面为一光滑曲线没有直线段当LNO为一大于m?1的数时则程序默认全部为直线段这两种情况都无须填写LOO(I)其它参数与优化参数一起将在12.2.5节中介绍
第12章 程序使用说明 381
如图12.6所示的任意形状滑裂面在控制点A
1
,A
2
,…,A
m
各点之间程序还将进一步用垂直条细分为减少滑裂面信息的输入工作量程序不要求输入所有条块的几何信息仅要求输入此m个控制点的x和y坐标在这些控制点之间进一步细分的土条的几何信息通过线性内插确定
图 12,6 任意形状滑裂面
程序要求输入这些控制点的边界线编号如A
1
点的土条边界线为KQ2(1)
=
1 A
2
点的土条边界线为KQ2(2)
=
5则程序通过线性内插补齐A
1
和A
2
之间的编号为2 3 4的土条的几何信息在A
1
和A
2
之间构成4个土条KQ2(I)和各控制点的x y坐标在表12.2的第
46行中输入
滑裂面上的直线段往往代表滑裂面通过的软弱夹层为了保证图12.6中的A
4
A
5
段使用软弱面MN代表的坐标需将MN设成一个有限厚度的土层并有意将点A
4
A
5
的y坐标设为略大于实际值使其连线位于A
4
A
5
的下方同时在优化计算中令A
4
和A
5
两点的移动方向精确地平行于MN所有这些做法都增加了数据准备的工作量为此在2002年以后的版本中设置了软弱面线段的功能如前所述在OP1(4)不为零时表12.1的76~79
行读入了软弱面线段IC3(I,J)的信息此时程序将执行数据表12.2第55行在输入控制点信息的同时增加一个量WS(I)即滑裂面上的某I段所代表的软弱夹层的编号当WS(I)
为零时此段不处于软弱夹层上当WS(I)为一正值时程序将自动将此段滑裂面左右两个控制点的坐标值调整到贴近靠编号为WS(I)的软弱夹层线上并且在优化过程中自动沿此夹层移动找到临界滑裂面有关功能详见第12.2.5节
3,拉力缝
圆弧和任意形状滑裂面的顶部均可设一拉力缝用表12.1中第23行OPT10N(3)不为零来控制
对于任意形状滑裂面第一个节点的y坐标即反映了拉力缝的深度无须专门指定但对圆弧滑裂面还需要用户输入拉力缝底部的y坐标此值在表12.2第36行读入拉力缝
382 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
可以充水或不充水OPT10N(3)
=
1时拉力缝不充水OPT10N(3)
=
2时拉力缝充水当
OPT10N(3)
=
2时拉力缝内按指定高度充水(表12.1的24行)此功能通常用来模拟坝前作用一定高度的水面的情况参见例题EX29
12,2,2 物理信息的处理
1,单位
程序要求输入水容重表12.1中第46行这一量纲决定了本题使用的单位
2,基本物理力学指标
对每一个土层需要输入5个指标表12.1中48行其摩擦角和粘聚力分别为PF(I)
PC(I)其天然容重和饱和容重分别为PDW(I) PDS(I)没有必要把浸润线上下的土作为两层土处理最后一个指标LRU(I)为一整型值代表孔隙水压力的处理方式将在12.2.3节中介绍
(1) 组合强度包线本程序具有用第5章介绍的组合强度包线进行稳定分析的功能在表12.1第48行中每种土输入两组抗剪强度指标即内摩擦角φ′和粘聚力c' PF(I) PC(I)
用于存放基本内摩擦角和粘聚力PF1(I) PC1(I)用于存放组合内摩擦角和粘聚力PF1(I)
PC1(I)为零时即为单一强度包线
需要特别强调这些参数的关系必须是PF(I)>PF1(I) PC(I)<PC1(I)否则两条强度线无法在坐标系内相交程序不能运算图12.7(a) (b)示两种错误的指标输入值
图 12,7 组合抗剪强度包线
(a) 不正确组合包线不相交(b) 不正确的组合强度包线虽在象限内相交但不满足PC(I)<PC1(I)的条件
(2) 非线性强度指标本程序具有第5章5.7节中介绍的对数和指数两种非线性模式
在表12.1的48行中PF1(I)和PC1(I)中存放相应指数模式的A b或对数模式的φ
0
φ
的负值程序通过负号得知,是进行非线性强度指标的稳定分析而不是上节的组合强度包线计算由于对数和指数两套数据的取值范围有很大的差别程序可以识别不需单独说明采用的是何种非线性模式例题EX10介绍此功能
3,内插网格
在本程序的运行过程中有三个物理量需要用户通过内插确定因此在数据文件中要输入一个网格形成原始数据在表12.1的65~70行中输入
当孔隙水压力是通过实测或其它途径确定时表12.1中第48行的LRU(I)为正值程序即认为该I号土层的孔压是通过内插确定的例题EX2图12.8专门讲述了这一情况
第12章 程序使用说明 383
地基原位不排水剪强度q
cu
是位置即坐标值的函数滑裂面上任一点的抗剪强度通过邻近点的相应值内插获得例题EX11图12.9专门讲述这一情况
土的地震总强度指标本程序纳入第7章Seed建议的使用地震动强度指标的边坡稳定总应力法在不同的固结比情况下的动三轴试验可给出如图12.10所示的曲线同样通过内插确定滑裂面上各点的动强度例题EX12图12.10专门讲述这一情况
图 12,8 按坐标网格输入孔隙水压力值 例题EX2
图 12,9 按坐标网格输入地基原位不排水抗剪强度q
cu
例题EX11
图 12,10 土的地震总强度三轴试验曲线 例题EX12
384 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
上述三种情况均使用以下同一模式输入原始数据
设某一物理量Q为坐标x y的函数则输入ny条水平线在第I条水平线上布置了nx(I)个点其x坐标为x
ij
j
=
1,2,…,nx(I) y坐标为同一值相应Q值为Q(x
ij
y
ij
)
程序要求依次输入参见表12.1的65~70行
ny为水平线总数为第65行LOY
nx(1) 第一条水平线上点的总数为第67行LOX(I)
x
11
,y
11
,Q
11
第一条水平线上第一个点的x y和Q值为第69行中PPX(I,J) PY(I,J)
P(I,J)
x
12
,y
12
Q
12
第二条水平线上第一个点的x y和Q值
……
[共nx(1)行]
nx(2)第二条水平线上点的总数
……
[共nx(2)行]
……
在表12.1中51行实现动强度指标的输入子程序REED具有类似的内插格式上述三种情况具体输入方法可分别参见例题EX2.DAT,EX11.DAT,EX12.DAT
12,2,3 计算荷载
1,自重
采用实际重即水下为饱和重水上为天然重在程序中天然重和饱和重分别存于
PDW(I) PDS(I)中数据表12.1第48行
2,滑动体边界上的水压力
如前所述在坡外有水时作用在滑坡体坡面上的水压力通常用等效置换的方法变成一个坡外无水的情况参见第2章2.4.3节请仔细阅读12.2.1节以确保上下游水位浸润线输入正确无误
3,孔隙水压力
孔隙水压力按下面三种方法输入以实现对LRU(I)不同赋值的功能
(1) 当孔隙水压力在某一区域按静压分布时例如心墙上游侧的透水坝壳只需输入该区域的浸润线位置程序即能自动识别按静压计算孔压
如果浸润线较平缓往往可近似假定等势线铅直孔压亦可按这种处理方法近似按静压分布计算上述两种情况在48行中取LRU(I)
=
0如图12.2所示滑面上A点的孔压其值应为AB段水头但确定此值需要绘制流网这时使用的一种近似的作法是将A点的孔压简化为AC段的水头
(2) 当孔隙水压力在某一区域不按静压分布时例如不透水土在固结过程中的孔压按坐标网格逐点输入图12.8程序将据此采用等参形状函数进行内插确定滑弧面上各点孔压值已在12.2.2节中详细介绍此时取LRU(I)>0例题EX2介绍此功能
第12章 程序使用说明 385
(3) 输入孔隙水压力系数r
u
此时取LRU(I)<0孔隙水压力系数定义参见第2章式(2.5)
此功能在计算天然边坡时常用此时往往不易精确地确定坡内孔隙水压力从实用角度工程师常输入一个与土柱高成一定比例的水面线例如当r
u
=
0.1时如果土柱容重为
19.6kN/m
3
则可知水面线距土条底为(19.6/9.8)×0.1H
=
0.2H其中H为土柱高
在2001年12月以后STAB版中凡是输入r
u
为负值的土区不管其是否在浸润线以上还是以下滑面上均按输入的孔压系数处理也就是说如果使用孔隙水压力系数r
u
的功能则无需再输入浸润线的信息之所以作这一改进是因为在绝大多数情况下既然要采用孔压系数的功能就没有必要在该土层中再定义一条浸润线绝大多数用户不希望再花时间去定义浸润线如果浸润线通过某一土区而浸润线以下要用LRU(I)<0的功能以上孔压为零则用户应将浸润线上下的土按两种土区来处理
4,地震惯性力
(1) 按SL203?97水工建筑物抗震设计规范规定计算已在第7章7.5.1节中介绍表12.1中第39行要求输入IQUA
=
地震烈度HBAS
=
坝底高程HBO
=
坝高程序安排地震力向上和向下两种选择分别用IDIR
=
0和1实现
(2) 水平地震力沿高程按某一分布图形输入用户希望沿高程按图12.4(b)所示分布图形分别输入水平和垂直地震力系数则可设IQUA<0将转折点的y坐标CYE(I)和相应的水平地震力系数COE(I)与垂直地震系数VOE(I)输入表12.1中41至42行执行此功能例题
EX4和EX26介绍此功能
5,外荷载
STAB程序具有两种输入外荷载的功能分别用OPT1ON(5)<0和OPT1ON(5)>0来控制通过程序READ3和READ3_1 实现表12.1中第92~93行READ3_1为STAB程序输入外荷载的老功能称为第一种功能在处理实际问题时不太方便以后又开发了READ3称为第二种功能推荐使用READ3
(1) 子程序READ3_1输入外荷载的第一种功能见表12.4当坡面上有作用荷载时有两种方式输入
(a) 分布力分布力强度q
x
和q
y
是作用在某一线段上的如图12.11(a)所示一分布荷载坡面上某一小段(水平距离为dx)上若承受水平方向和垂直方向的力分别为dP
x
dP
y
则定义
x
P
q
x
x
d
d
= (12.1)
y
P
q
y
y
d
d
= (12.2)
需要分别输入q
x
q
y
在线段左端x坐标小的那端和右端x坐标值大的那端的数值分别用q
x
-
q
y
-
和q
x
+
q
y
+
来表示表12.4中第11和12行的PN和PT分别代表q
x
和q
y
数组(I,II)中II为1和2时分别代表左端和右端值这一功能通常用来模拟坡面上的建筑物荷重定义dP
x
和dP
y
的正方向分别与x和y轴相同
386 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,11 输入外荷载示意图
(a) 分布力(b) 集中力
(b) 集中力坡面某一段AB均匀分布一总合力为P如图12.11(b)与x正轴正方向夹角为ψ的荷载在计算时力P被处理成均匀地作用在线段AB上这一功能通常用来模拟锚索荷载定义ψ为正x轴转向正y轴的角度在表12.4第9行中用SU和AF表示
例题EX21是专门介绍该功能的例子图12.12
(2) 子程序READ3新设的输入外荷载的第二种功能功能见表12.5
(a) 分布力与READ3不同分布力是作用于某一线段线的法线和切线方向的荷载(q
N
+
,
q
N
-
和q
T
+
,q
T
-
)同样也是放在PN和PT两个数组中如表12.4第10和11行
此时
L
P
q
N
N
d
d
= (12.3)
L
P
q
T
T
d
d
= (12.4)
其中dL为线段的长度
(b) 集中力与READ3不同集中力是作用在某一指定的x y坐标上分别用XANCH(I),
YANCH(I) ANCHL(I) ANCHA(I) 4个变量存放集中力的x y坐标数值P和与x正轴正方向夹角ψ如表12.4第16行
例题EX30是专门介绍该功能的例子
12,2,4 分析方法
1,有效应力法和总应力法
在开始介绍本节内容前需要强调指出有效应力法和总应力法分别包含了对强度指标和孔隙水压力的不同试验内容和处理方案用户应在仔细阅读本书第5章和第7章的基础上合理地使用本程序提供的功能在没有弄清总应力法的概念以前不要使用本程序有关总应力法的功能有的用户把MTE当作一个开关在MTE
=
0时算一遍令MTE>0时又算一遍以为这就是相应有效应力法和总应力法的安全系数这一作法是错误的也是有害的
第12章 程序使用说明 387
图 12,12 输入外荷载例题
在表12.1第33行输入参数MTE相应MTE的不同数值程序执行以下分析方法
(1) 有效应力法和坝体施工期总应力法(MTE
=
0)根据不同运用阶段分别采用S剪
Q剪R剪的强度指标施工竣工期采用Q剪指标进行总应力法分析此时不计孔隙水压力其处理方法实际上同有效应力法例题EX9介绍此情况
(2) 静力总应力法(MTE>0)本书第5章论述了总应力法的原理并介绍了详细计算步骤
STAB程序中使用静力总应力法有以下两种情况
(a) 采用现场快剪强度指标这种情况主要针对地基土具有现场十字板剪力仪或其它现场土工试验的总强度的情况这个数据随深度变化程序要求输入相应现场位置x y值和τ
=
q
cu
/2的网格通过内插确定滑裂面上各点总强度在数据文件中用MTE>0(表12.1第33
行)和LRU(I)>0表12.1第48行来控制例题EX11介绍这个情况
(b) 利用固结不排水试验强度包线R或组合强度R?S”进行库水位骤降时的边坡稳定总应力法分析这一步骤已在第7章通过[例7.7]作详细介绍STAB程序严格按照美国陆军工程师团建议的方法操作在数据文件中用MTE>0表12.1第33行以及输入不同的降前降后水位UWL和UWL1表12.1第34行和输入R?S组合包线来实现此功能执行此功能还需输入库水位降落后坝内的浸润线表12.1中81～83行例题EX8介绍此情况
388 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
(c) 地震总应力法(MTE<0)采用第7章介绍的步骤利用动三轴试验的总强度进行边坡稳定计算的
土的动抗剪强度τ
fs
由下式确定
(12.5) ),(
3 cfs
Kf στ=
3
1
σ
σ
=
c
K (12.6)
上二式中τ
fs
为破坏面上的剪应力σ
1
为固结大主应力
3
为固结小主应力 σ
用程序进行计算需将三轴不排水动力试验所得结果整理成式(12.5)形式然后以网格形式逐点将σ
3
K
c
和τ
fs
输入如图12.10所示对某一σ
3
K
c
程序通过内插确定τ
fs
本程序规定具备动指标的土料种类不得超过五种对需进行动力分析的土层依次由1
至LSD编号不具备动指标的土层编号为零称这组编号为动编号用LSDM(I) I
=
1
IN表示
例如某问题共包含5层土IN
=
5如果编号为1 3 4的三层土具备动指标其相应的τ
fs
K
c
数据网格的编号分别为1 2 3第2 5层土不做地震总应力分析那么LSD
=
3
这五层土的动编号为LSDM(I)
=
1,0,2,3,0 (I
=
1,…,5)也就是说程序将识别第2 5层土无动指标第1层土将使用下面输入的第一组动强度数据网第3 4层土分别使用第2 3
组动强度数据网
程序在READ2表12.3中输入各层有关数据例题EX12介绍此功能
2,稳定计算方法
(1) 简化法程序提供第3章介绍的全部简化法的计算功能
用于圆弧滑裂面的简化法按网格布置多个圆弧滑裂面程序同时算出毕肖普法瑞典法和改良瑞典法罗厄法或工程师团法的结果分别通过LL1
=
0,1,2来实现表12.2第
23行并找出相应于某一种方法最小安全系数值的临界滑弧
罗厄法和陆军工程师团法是满足静力平衡的适用于任意形状滑裂面的简化法用户在两者中选一种在数据表12.1第34行中当ASP<0时为罗厄法ASP 0时为工程师团法此时ASP为边坡的平均坡度以度计此值仅在工程师团法中用罗厄法和陆军工程师团法也可在任意形状滑裂面条件下使用程序先计算罗厄法或陆军工程师团法再以此为初值获得通用条分法的成果
(2) 边坡稳定分析通用条分法本法仅用于任意形状滑裂面方法的要点是输入对土条侧向力倾角的一个分布形状然后根据力和力矩平衡确定安全系数已在第2章中详细介绍本程序默认的功能是Spencer法当OP1(3)>0时程序执行第2章介绍的对β(x)的其它假定此时按READ4中不同处理对f(x)和f
0
(x)输入一个由用户指定的分布函数在OP1(3)
=
0
时无需输入其它参数即自动使用Spencer法计算在OP1(3)大于零时通过表12.2的77～91
行指定f(x)和f
0
(x)的数值
OP1(3)大于零时首先读入控制码ISPE
ISPE
=
2采用第2章2.5.2节介绍的侧向力的第2种假定即固定的两端值f(x)采用第12章 程序使用说明 389
正弦曲线
ISPE
=
0由用户指定f
0
(x)和f(x)
其次读入IBOUN当IBOUN为零时两端值按第2章2.5.2节提供的判据式(2.90)由程序自动设置不为零时则由用户指定端值用FAA和FBB定义
ISPE
=
2和0的两种情况的实例参见EX27和EX29
表12.7总结了本程序进行边坡稳定分析的各种功能
3,边坡稳定的可靠度分析
程序执行第10章介绍的蒙特卡洛法一次二阶矩法 Rothenbleuth法三种可靠度分析的功能输入数据在子程序READ5表12.6中执行
首先输入两个参数NPROB和NLP
PROB
=
1蒙特卡洛法
=
2一次二阶矩法
=
3 Rosenbleuth法
NLP
=
具有随机特性土层总数,如果NPROB
=
1则需单独为蒙特卡洛法输入以下参数
ITM
=
蒙特卡洛法模拟次数
K
=
具有随机特性的变量总数
MEED(I)
=
产生随机数的种子
随后对上述三种情况输入以下参数
MTYPE(I)
=
1均匀分布
=
2正态分布
=
3负指数分布
=
4对数正态分布
FMEAN(I) FDEV(I) RMEAN(I) RDEV(I)分别为c,φ,r
u
的均值和标准差
KK
=
0不相关KK
=
1相关
在KK
=
1时 输入相关系数矩阵 R11(I,J)
与确定性方法中所用的分析过程类似边坡稳定概率分析通常包括两步即对于一指定滑面求β在可能的滑面中寻找一个所谓临界滑面其β为最小值β
m
注意 蒙特卡洛法无法考虑参数相关也不能进行自动寻找临界滑面的优化功能
4,土压力计算
当OP1(1)为2和3时进行土压力计算,此时在表12.1的第95行输入以下参数
GWALL
=
假定的土压力大小假定值不影响最终成果但不应与预计的最终成果偏离过大
HMW
=
土压力作用位置与墙底的垂直距离
EWALL
=
土压力与水平线的夹角
当OP1(1)
=
2时进行同时满足力和力矩平衡条件的土压力计算
当OP1(1)
=
3时进行仅满足力平衡条件的土压力计算即库仑土压力理论计算此时计算成果与输入的HMW值无关
12,2,5 应用最优化方法确定临界滑裂面
1,圆弧滑裂面
程序提供的搜索圆弧形临界滑裂面的功能有3种分别用表12.2中23行LL2
=
0,1,2来实现在一般情况下建议直接使用LL2
=
2即下述(3)的功能
390 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
(1) 枚举法网格法此时令LL0
=
0程序按输入的网格步长和网格数计算相应不同的圆心坐标和滑弧深度的圆弧的安全系数
此法的基本思想是不断地改变圆心位置x
c
y
c
和滑弧深度D
s
的数值逐一比较相应的安全系数最终找到最小的安全系数在具体操作中先固定一个D
s
然后在圆心可能的位置中布置一个网格如图12.4所示设网格的中心坐标为CCX CCY相应某一固定的滑弧深度CCD(表12.2中33行)在左右方向各布置了NGRIX格每格宽度为BCX在上下方向各布置了NGRIY格每格宽度为BCY则共计有(2× NGRIX +1) × (2× NGRIY+1)
个网格点分别以该网格点为圆心以D
S
为滑弧深度计算相应安全系数找出最小的安全系数然后改变一个D
S
值重复相同的步骤在这一过程中有可能出现圆弧和边坡不相交的情况程序将自动抛弃该圆弧同样D
S
也是一个起算的中心值在其上下各布置NGRID
层每层间距为BCD这样总计计算(2×NGRIX+1)×(2× NGRIY+1)×(2× NGRID+1)个圆弧采用此法时LL2
=
0此法的一个特例是NGRIX
=
NGRIY
=
NGRID
=
0此时计算一个指定圆弧
(2) 二个自由度的搜索应用单形法先固定D
S
不动用单形法搜索与某一滑弧深度
D
S
相应的使安全系数F最小的滑弧的圆心x
c
y
c
不断地改变D
S
可获得一系列最小的安全系数F
本功能以数据表LL2
=
1来实现
(3) 三个自由度的搜索使用此功能程序将一次计算出最小安全系数不再对不同滑弧深度逐一计算
本功能以LL2
=
2来实现在使用单形法自动搜索最小安全系数和临界滑裂面时数据输入格式和枚举法完全一样不同之处在于枚举法LL2
=
1单形法LL2
=
2输入NGRIX
NGRIY,NGRID和CCX CCY,CCD这些参数的作用是为最优化方法提供一个初始估计的滑弧和搜索的范围并不影响计算成果也可设这些值为零详见例题EX7
2,任意形状滑裂面
(1) 任意形状滑裂面的几何参数在表12.2第41行输入NS1 NOPT IRE即滑裂面上控制点的总数优化方法和迭代次数
输入KQ2(I) X1(I) Y1(I) NL(I) AL(I)分别为控制点的条块界面编号x,y坐标值自由度移动方向
A
1
和A
2
的控制点的条块界面编号分别为KQ2(1)和 KQ2(2)假如KQ2(1)和 KQ2(2) 分别为为1和5那么程序将自动在A
1
和A
2
之间内插编号为2 3 4的三条条块界面依次类推
自由度和移动方向分别在NL(I)和AL(I)中存放
应用单形法每个离散点都将从x y两个方向逼近临界滑裂面相应的控制点B
1
B
2
B
m
此时我们称该点的自由度为2对m个离散点总的自由度为2m
有时需要规定某个离散点固定不动此时自由度为0或规定沿某一设定方向移动此时自由度为1
如图12.6所示例A
4
点如沿软弱面移动则需规定该点自由度为1并将移动方向相第12章 程序使用说明 391
对于正x轴的夹角规定从正x轴转向正y轴为正作为一个参数输入程序
在优化过程中左右两个端点可能移至边坡外或内如图12.6中的A
1
和A
m
移至B'
1
和B'
m
程序将自动找到B'
1
B
2
和B'
m
B
m-1
与边坡的交点B
1
和B
m
并对滑裂面的信息作相应的调整滑裂面上的NS1个控制点将其分成NS?1段自上交点至下交点编号为1,2,…,NS?1
程序要求输入此NS?1段中形状为直线的段的编号依次存放在数组LOO(I)中直线段总数为LNO表12.2第70~72行如果LNO=0则滑裂面上无直线段为光滑曲线当LNO
为一大于NS1?1的数时则程序默认为全部为直线段这两种情况都无须填写LOO(I)
(2) 关于软弱夹层的输入如前所述我们将由NS1个点组成的滑裂面视为NS?1段当OP1(4)
=
1 时在输完KQ2(I) X1(I) Y1(I) NL(I) AL(I)后紧随于后输入软弱夹层信息WS(I) I
=
1,…,NS1?1当WS(I)
=
0时滑裂面上第I段不是软弱夹层当WS(I)不为
0时WS(I)为该段滑裂面所属软弱夹层的编号详见例题EX25和EX29在表12.2中55~65
行读入和处理这些信息
3,应用随机搜索确定安全系数的整体极值
在计算任意形状滑裂面时有时可能因初始滑裂面离整体极值相应的滑裂面较远因而无法找到此时如第4章介绍可使用随机搜索的方法先在临界滑裂面可能的位置附近划定一个随机搜索区域程序在给定区域自动生成100～500个滑裂面从中找到相应最小安全系数的那个滑裂面作为最优化计算的初值
如图12.13所示以初始滑裂面为中轴线对滑裂面的每个控制点在其移动方向设定的一个宽度d
i
称半带宽这样即可形成一个随机搜索区域
子程序READ4表12.2中67～68行读入相应的数据
IX
=
为随机搜索种子可输入一任意整型数
KK ZP(I)
=
滑裂面上控制点号和从该点定义的半带宽KK
=1,2,…,
NS1
半带宽是按中轴线为轴线沿移动方向AL(I)定义的用户应保证其输入的KK ZP(I)确实能形成如图12.13那样的具有物理意义的随机搜索区域否则随机搜索并不能帮忙
随机搜索仅用于任意形状滑裂面例题EX22介绍这一功能
图 12,13 随机搜索示意图
392 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,3 数据文件的格式
12,3,1 主要数据
STAB读入数据文件的源程序如表12.1所示
表 12,1 主要数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ1
2 COMMON/A1/IN,IN1,PF(20),PC(20),PDW(20),PDS(2
0),IPH,ICPH(40,3)
用户需确认没有使用越界的数组
3 COMMON/A2/NN,NJ(20),NHY,DHRP,WL(80),BDA(
80),CA(80),FAA(80)
4 #,LRU(20)+B59
5 COMMON/A3/RW,RU1,UWL
6 COMMON/A4/LSL,LNUM(60),IUPW,JUPW
7 COMMON/A6/X(80),Y(80),XN(99),YN(99),X2(80),Y
2(80),IC(80,3),N
8 COMMON/A7/W(80),RU(80),C(80),F(80)
9 COMMON/A9/IDIR,FQUH(80),FQUV(80),FDIS(80),I
QUA,HBAS,HBO
10 COMMON/A10/PPX(15,15),PY(15,15),P(15,15),LOX(
15),LOY
11 COMMON/A11/FA,FB,FK,FX(80),FXO(80),ALF(80),
NS,GF(80),MQP,KXYX,ASP
12 COMMON/A15/UWL1,NCOUN,MLA(80),PF1(20),P
C1(20),MID(20)
13 COMMON/A16/IPH2,ICPH2(40,3),IPH1,ICPH1(40,3)
14 COMMON/A9A/LQH,CYE(10),COE(10),VOE(10)
15 COMMON/CRU/RUS(10),LINES(80),YSF(80)
16 COMMON/RELIA1/NPROB,NLP,ITM,IPBD,MEED(
40)
17 COMMON/SUR/NSUR,NNP,NP(10),PN(10,2),PT(10,
2)
18 INTEGER*4OPTION(6),OP1(6)
19 COMMON/OPP/OPTION,OP1
20 COMMON/WALL/IWALL,GWALL,HMW,EWALL
21 COMMON/SWEAK/IWEAK,KQ3(50),LWK,IC3(40,3
)
22 READ(5,'(A64)')HEAD 标题
23 READ(5,*)(OPTION(I),I
=
1,6) 读入6个功能控制码
24 IF(OPTION(3).EQ.-2)READ(5,*)HITE 拉力缝内充水高度由用户指定
25 IF(OPTION(6).EQ.1)THEN 在OPTION(6)为1时读入6个扩充功能码
26 READ(5,*)(OP1(I),I
=
1,6)
27 ENDIF
28 !OP1(1)WALL OP1(1)不为零时进行土压力计算
29 !OP1(3)F0(X)ANDF(X)SPECIFIEDBYUSER OP1(3)
=
0时程序默认使用SPENCER
法
第12章 程序使用说明 393
续 表
编号 源程序 说明
OP1(3)不为0时用户输入的关信息进行BN通用条分法计算
30 !OP1(4)WEAKSEAM OP1(4)不为0时执行软弱夹层功能
31 !OP1(5)Inputxa()
32 !OP1(6)外边坡线由用户输入 OP1(6)不为0时外边坡线由用户输入
33 READ(5,*)MTE 选择有效应力法或总应力法
34 READ(5,*)UWL,UWL1,ASP 坡外水位总应力法骤降水位滑楔法控制码
35 NSS
=
0
36 IF(ABS(UWL1-UWL).GT.0.001)NSS
=
1 总应力法坡外水位不同于骤降水位
使用库水位骤降总应力法,此时NSS
=
1
37 MTE
=
0
38 MRD
=
39 READ(5,*)IQUA,HBAS,HBO,IDIR 读入地震加速度信息
40 IF(IQUA.GE.0)GOTO841 当IQUA小于零时地震系数由用户输入
41 IF(IQUA.NE.-2)
READ(5,*)LQH,(CYE(I),COE(I),I
=
1,LQH)
IQUA
=
2时同时输入垂直和水平地震力
42 IF(IQUA.EQ.-2)
READ(5,*)LQH,(CYE(I),COE(I),VOE(I),I
=
1,LQH)
否则仅输入水平地震力
43 DO843I
=
1,LQH
44 IF(IQUA.NE.-2)VOE(I)
=
0,
45 843CONTINUE
46 READ(5,*)RW 水容重
47 READ(5,*)NN,(L,XN(I),YN(I),I
=
1,NN) 节点信息
48 READ(5,*)IN,(L,PF(I),PC(I),PF1(I),PC1(I),PDW(I),
PDS(I),
土层信息
49 %LRU(I),I
=
1,IN)
50 IF(MTE.GE.0)GOTO279
51 CALL READ2 输入地震总应力法动强度
52 279NHY
=
0
53 DO342I
=
1,IN 处理孔隙水压力信息
54 RUS(I)
=
0,
55 IF(LRU(I).GE.0)GOTO323 当LRU(I)小于零时读入该层土的孔隙水压力系数
56 READ(5,*)RUS(I) 孔隙水压力系数
57 NHY
=
-1
58 GOTO342
59 323IF(LRU(I).EQ.0)GOTO342
60 NHY
=
1
61 GOTO343
62 342CONTINUE
394 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
63 343CONTUNUE
64 IF(NHY.LE.0)GOTO2010
65 READ(5,*)LOY 输入孔压或不排水强度内插网
66 DO2011I
=
1,LOY 相应MTE
=
0和>0分别输入孔隙水压和q
cu
67 READ(5,*)LOX(I)
68 I1
=
LOX(I)
69 READ(5,*)(PPX(I,J),PY(I,J),P(I,J),J
=
1,I1)
70 2011CONTINUE
71 IF(OPTION(4).EQ.0)GOTO1874
72 CALL READ5 读入可靠度分析的物理力学参数
73 1874READ(5,*)IN1,IPH 线段和浸润线总数
74 IF(IPH.EQ.0)GOTO225
75 READ(5,*)((ICPH(I,J),J
=
1,3),I
=
1,IPH)
76 225IF(OP1(4).GT.0)THEN 读入软弱夹层线段信息
77 READ(5,*)LWK
78 READ(5,*)((IC3(I,J),J
=
1,3),I
=
1,LWK)
79 ENDIF
80 IF(NSS.EQ.0)GOTO431 库水位骤降情况读入降后浸润线
81 READ(5,*)IPH1
82 READ(5,*)((ICPH1(I,J),J
=
1,3),I
=
1,IPH1)
83 431CONTINUE
84 CONTINUE
85 IF(OP1(6).EQ.0)THEN! 读入外边坡线信息
86 LSL
=
0
87 CALL OUTIDEN(NN,XN,YN,IN1,IC,LSL,LNUM) 调用确定外边坡线的程序
88 ELSE
89 READ(5,*)LSL 外边坡线总数
90 READ(5,*)(LNUM(II),II
=
1,LSL) 外边坡线编号
91 ENDIF
92 IF(OPTION(5).GT.0)CALL READ3_1 按第一种功能输入外荷载
93 IF(OPTION(5).LT.0)CALL READ3 按第二种功能输入外荷载
94 IF(OP1(1).NE.0)THEN 计算主动土压力
95 READ(5,*)GWALL,HMW,EWALL 假设的土压力值,土压力作用高度,角度
96 ENDIF
97 CALL READ4(IDO) 读入滑裂面信息
98 RETURN
99 END
第12章 程序使用说明 395
12,3,2 滑裂面信息
表12.2为STAB读入的圆弧和任意形状滑裂面
表 12,2 滑裂面信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ4(IDO)
2 COMMON/A4/LSL,LNUM(60),IUPW,JUPW
3 COMMON/A5/NLOW,NUPP,NDP,NLOW1,CX,CY,D
S
4 COMMON/A6/X(80),Y(80),XN(99),YN(99),X2(80),Y
2(80),IC(80,3),N
5 COMMON/A8/MYK,KXSX,MTE,KL
6 COMMON/A11/FA,FB,FK,FX(80),FXO(80),ALF(80),
NS,GF(80),MQP,KXYX,ASP
7 COMMON/A12/DT,BET(80),DQ,DM,AB1,ALAM,D
B,DF,NO,NOO(20),LMC
8 COMMON/A13/IID,IWR1,IWR2,IWR3
9 COMMON/A23/NS1,KQ2(50),X1(50),Y1(50)
10 COMMON/A24/LNO,LOO(60)
11 COMMON/B1/ZB,NL(50),AL(50),XE(50),YE(50),ZS(
50),ZP(50)
12 COMMON/B2/MPU,MPUA(60),MPL,MPLA(60)
13 COMMON/B4/NOPT,IRE,TL
14 COMMON/B5V/NED/ISP/ISPE,IBOUN,FAB,FBB,XF
UN(20),FUN(20),IFUN
15 COMMON/RN/LRND,IX,CONR,MRS/IW/IWR4,IWR
5,IWR6
16 DIMENSION WS(20)
17 COMMON/SER/SERIAL,ISIM
18 INTEGER*4OPTION(6),OP1(6)
19 COMMON/OPP/OPTION,OP1/SWEAK/IWEAK,KQ3
(50),LWK,IC3(40,3)
20 COMMON/WALL/IWALL,GWALL,HMW,EWALL,
ETA
21 COMMON/A1/IN,IN1,PF(20),PC(20),PDW(20),PDS(2
0),IPH,ICPH(40,3)
22 IF(MYK.EQ.0.OR.MYK.LT.0)GOTO22
23 READ(5,*)LLO,LL1,LL2 读入圆弧滑裂面信息
26 IF(LLO.EQ.0)GOTO102
27 READ(5,*)NGRID,NS,CCD,BCD 读入固定圆弧上下交点时的信息
28 IF(LLO.GT.0)READ(5,*)XL1,YL1,XL2,YL2
29 IF(LLO.LT.0)READ(5,*)XL1,YL1,LDN,DS
30 RETURN
31 C
32 C
33 102READ(5,*)CCX,CCY,CCD,BCX,BCY,BCD 按网格布置圆心位置和滑弧深度
34 READ(5,*)NGRIX,NGRIY,NGRID,NS
396 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
35 IF(OPTION(3).NE.0)THEN
36 READ(5,*)YTENSION 输入圆弧滑裂面的拉力缝深度
37 ENDIF
38 RETURN
39 C
40 C
41 22 READ(5,*)NS1,NOPT,IRE 滑裂面上控制点的总数优化方法迭代次数
44 C
45 DO 259 I
=
1,NS1
46 READ(5,*)KQ2(I),X1(I),Y1(I),NL(I),AL(I) 控制点的条块界面编号x y坐标值自由度移动方向
47 259 CONTINUE
48 C
49 C
50 C
51 DO I
=
1,NS1-1
52 WS(I)
=
0
53 ENDDO
54 C
55 IF(OP1(4).GT.0) READ(5,*)(WS(I),I
=
1,NS1-1)
56 DO I
=
1,NS1-1
57 IF(WS(I).EQ.0)CYCLE
58 II
=
WS(I)
59 KQ3(I)
=
II
60 KQ3(I+1)
=
61 NQL
=
WS(I)
62 I2
=
IC(NLQ,2)
63 Y1(I)
=
(X1(I)-XN(I1))*S1+YN(I1) 将代表软弱夹层的控制点的
y
坐标调整到紧贴软弱夹层
64 AL(I)
=
ATAN(S1)*180./3.14159 将控制点的移动方向调整到与软弱夹层平行
65 ENDDO
66 IF(NOPT.LT.10)GOTO511
67 READ(5,*)IX 读入随机搜索参数
68 READ(5,*)(KK,ZP(I),I
=
1,NS1) 滑裂面上控制点号和从该点定义的半带宽
69 511CONTINUE
70 READ(5,*)LNO
71 IF(LNO.LT.NS1.OR.LNO.GT.0)
72 #READ(5,*)(LOO(I),I
=
1,LNO)
73 C
74 CONTINUE
75 CONTINUE
读入滑裂面上形状为直线的段的编号
当LNO为零时滑裂面为一光滑曲线没有直线段当LNO为一大于NS1?1
的数时则程序默认为全部为直线段这两种情况都无须填写LOO(I)
第12章 程序使用说明 397
续 表
编号 源程序 说明
76 CREAD DATA FOR THE SIDE FORCE FUNCTION
77 IF(OP1(3).EQ.0)THEN OP1(3)不为0时输入土条侧向力倾角的分布形状函数
78 ISPE
=
1
79 ELSE
80 READ(5,*)ISPE
81 IF(ISPE.EQ.-2)GOTO450
82 IF(ISPE.EQ.0)GOTO450
83 GOTO741
84 450READ(5,*)IBOUN 读入控制符IBOU≠0时f
o
(x)在端部的数值,IBOU
=
0时不读
85 IF(IBOUN.EQ.0)GOTO627
86 READ(5,*)FAB,FBB 读入f
o
(x)在端部的数值
87 627IF(ISPE.EQ.-2)GOTO741 ISPE
=
2时自动取f (x)为正弦曲线
88 READ(5,*)IFUN 定义土条侧向力倾角的分布形状函数的控制点总数
89 IF(IFUN.EQ.0)GOTO741
90 READ(5,*)(XFUN(I),FUN(I),I
=
1,IFUN) 各控制点的相应x和f(x)数值
91 741CONTINUE
92 ENDIF
93 RETURN
94 END
12,3,3 动强度指标信息
表12.3为STAB读入的动强度指标信息
表 12,3 动强度指标信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ2 读入动强度指标
2 COMMON/A22/LSD,LSDM(20)
3 COMMON/A1/IN,IN1,PF(20),PC(20),PDW(20),PDS(2
0),IPH,ICPH(40,3)
4 COMMON/A18/L1X(15),P1X(15,15),P1Y(15,15),TS1(
15,15),L1Y
5 COMMON/A19/L2X(15),P2X(15,15),P2Y(15,15),TS2(
15,15),L2Y
6 COMMON/A20/L5X(15),P5X(15,15),P5Y(15,15),TS5(
15,15),L5Y
7 COMMON/A21/L3X(15),P3X(15,15),P3Y(15,15),TS3(
15,15),L3Y
8 COMMON/A48/L4X(15),P4X(15,15),P4Y(15,15),TS4(
15,15),L4Y
9 READ(5,*)LSD,(LSDM(I),I
=
1,IN)
398 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
10 I
=
1
11 CALL REED(L1Y,L1X,P1X,P1Y,TS1)
12 IF(LSD.LT.2)GOTO279
13 I
=
I+1
14 CALL REED(L2Y,L2X,P2X,P2Y,TS2)
15 IF(LSD.LT.3)GOTO279
16 I
=
I+1
17 CALL REED(L3Y,L3X,P3X,P3Y,TS3)
18 IF(LSD.LT.4)GOTO279
19 I
=
I+1
20 CALL REED(L4Y,L4X,P4X,P4Y,TS4)
21 IF(LSD.LT.5)GOTO279
22 I
=
I+1
23 CALL REED(L5Y,L5X,P5X,P5Y,TS5)
24 279RETURN
25 END
12,3,4 外荷第1种方案信息
表12.4为STAB读入的外荷第1种方案信息
表 12,4 外荷第1种方案信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ3_1
2 DIMENSIONNUR(20)
3 COMMON/SUR/NSUR,NNP,NP(10),PN(10,2),PT(10,
2)
4 READ(5,*)NNP NNP
=
具有表面荷载的线段总数
5 READ(5,*)(NP(I),I
=
1,NNP) NP(I)
=
第I个表面荷载的线段号
6 DO833I
=
1,NNP
7 READ(5,*)NUR(I) NUR(I)
=
第I线段承受荷载的种类
NUR(I)
=
0集中力NUR(I)
=
1分布力
8 IF(NUR(I).EQ.1)GOTO234
9 READ(5,*)SU,AF SU
=
集中力的数值AF
=
集中力的倾角
10 GOTO833
11 234READ(5,*)(PN(I,II),II
=
1,2) 分布力垂直分量左右端点的值
12 READ(5,*)(PT(I,II),II
=
1,2) 分布力水平分量左右端点的值
13 833CONTINUE
14 RETURN
15 END
第12章 程序使用说明 399
12,3,5 外荷第2种方案信息
表12.5为STAB读入的外荷第2种方案信息
表 12,5 外荷第2种方案信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ3 施加外荷第2种方案
2 CDIMENSIONNUR(20)
3 COMMON/A6/X(80),Y(80),XN(99),YN(99),X2(80),Y
2(80),IC(80,3),N
4 COMMON/SUR/NSUR,NNP,NP(10),PN(10,2),PT(10,
2)
5 COMMON/SUR1/NNA,XANCH(20),YANCH(20),AN
CHA(20),ANCHL(20)
6 READ(5,*)NNP,NNA 分别输入分布荷载和集中荷载总数
7 IF(NNP.NE.0)THEN
8 READ(5,*)(NP(I),I
=
1,NNP) 分布荷载作用于线段的编号
9 DO833I
=
1,NNP
10 READ(5,*)(PN(I,II),II
=
1,2) 作用于左右端点法向分布荷载的强度
11 READ(5,*)(PT(I,II),II
=
1,2) 作用于左右端点切向分布荷载的强度
12 833CONTINUE
13 ENDIF
14 IF(NNA.NE.0)THEN
15 DOI
=
1,NNA
16 READ(5,*)XANCH(I),YANCH(I),ANCHL(I),ANCHA
(I)
集中力作用点的x y大小和方向
17 ENDDO
18 ENDIF
19 RETURN
20 END
12,3,6 可靠度分析信息
表12.6为STAB读入的可靠度分析信息
表 12,6 可靠度分析信息数据输入格式
编号 源程序 说明
1 SUBROUTINE READ5
2 DIMENSIONDD(M),V(M,M),R(M,M)
3 COMMON/RELIA1/NPROB,NLP,ITM,IPBD,MEED(
40)
4 COMMON/RELIA2/MD(10),MTYPE(10),CMEAN(10
),CDEV(10)
5 #,FMEAN(10),FDEV(10),RMEAN(10),RDEV(10)
400 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
编号 源程序 说明
6 COMMON/A13/IID,IWR1,IWR2,IWR3
7 COMMON/C2/KMAX,R11(20,20),RM1(20),RD1(20),
NPARA(20),NSOIL(20)
8 COMMON/CORR/V1(20,20),EV(20)
9 COMMON/B3/IKD
10 READ(5,*)NPROB,NLP NPROB
=
1蒙特卡洛法2一次二阶矩法3 Rosenbleuth法
11 CONTINUE NLP
=
具有随机特性土层总数
12 IF(NPROB.NE.1)GOTO24
13 READ(5,*)ITM 蒙特卡洛法模拟次数
14 READ(5,*)K,(MEED(I),I
=
1,K) K
=
具有随机特性的变量总数
MEED(I)
=
产生随机数的种子
15 24DO716I
=
1,NLP
16 READ(5,*)MD(I),MTYPE(I),CMEAN(I),CDEV(I) MTYPE(I)
=
1均匀分布2正态分布3负指数分布4对数正态分布
17 #,FMEAN(I),FDEV(I),RMEAN(I),RDEV(I) 输入C,F,RU的均值和标准差
18 716CONTINUE
19 IF(NPROB.LE.1)GOTO14 蒙特卡洛法无考虑参数相关的功能
20 READ(5,*)KK KK
=
0不相关KK
=
1相关
21 IF(KK.EQ.1)THEN
22 READ(5,*)((R11(I,J),J
=
1,KMAX),I
=
1,KMAX) R11(I,J)
=
相关系数矩阵
23 ENDIF
24 14RETURN
25 END
12,4 数据文件变量说明
12,4,1 子程序READ1变量说明
1,控制变量和控制码
HEAD? 数据文件名称一个不超过64个字母的标题
OPTION? 包括6个整型量的一维数组
OPTION(1)? 中间成果打印控制 = 0不打印 = 1打印
OPTION(2)? 滑裂面形状标示符 = 0任意形状滑裂面 = 1圆弧滑裂面
OPTION(3)? 拉力缝计算标示符 = 0不进行拉力缝计算 = 1进行但缝内不充水
= 2 进行且缝内充水
OPTION(4)? 可靠度计算标示符 = 0不进行可靠度计算 = 1进行可靠度计算
OPTION(5)? 外荷载计算标示符 = 0不具有外荷载 = 1具有外荷载
OPTION(6)? 扩充功能码 = 0不输入扩充功能码 = 1输入扩充功能码OP1(6)
第12章 程序使用说明 401
OP(1)? 计算土压力控制码 = 0计算安全系数 = 1在给定的直立面上有侧向力的条件下计算安全系数 = 2计算通用条分法的主动土压力 = 3
计算库仑主动土压力仅满足力的平衡条件滑裂面为直线
OP(2)? 未定义
OP(3)? 通用条分法法控制码OP1(3) = 0时程序默认使用SPENCER法OP1(3)
不为零时用户输入f
0
(x)和f(x)的有关信息进行Morgenstern-Price法计算
OP(4)? 软弱夹层功能控制码OP1(4)不为0时执行软弱夹层功能
OP(5)? 未定义
OP(6)? 外边坡线由用户输入
MTE? 计算方法标示符 = 0有效应力法和使用总强度指标的总应力法 = 1
库水位骤降或使用原位不排水指标q
cu
的总应力法<0地震总应力法
UWL? 坡外水位y坐标无坡外水位时取一个很大的值
UWL1? 总应力法库水位骤降后水位y坐标无骤降情况时或采用有效应力法库水位骤降情况时取UWL1 = UWL
ASP? 方法控制标示符> = 0.0为边坡的平均坡度以度计<0罗厄法
IQUA? 地震参数 = 0无地震 = 7 8 9输入的地震烈度<0水平地震加速度沿高程输入HBAS = 基础面y坐标HBO = 坝高或坡高IDIR =
垂直地震加速度方向 = 0向上 = 1向下
当IQUA<0时LQH = 水平地震加速度沿高程转折点总数CYE(I) = 转折点y坐标COE(I) = 转折点水平地震加速度系数地震力为该系数乘以重力加速度g
RW? 水容重为本程序量纲标识量 = 1 为t?m = 9.8 为kN?M = 62.4
为英磅?英尺单位系统
2,控制点总数和各点的坐标
NN? 控制点总数
L? 第I点序号该序号并不输入内存
XN(I)? 第I点x坐标
YN(I)? 第I点y坐标
3,土层总数土层力学指标和孔隙水压数据
IN? 土层总数
L? 第I土层材料序号
PF(I)? 第I土层材料摩擦角
PC(I)? 第I土层材料凝聚力
PF1(I)? 第I土层的非线性指标
PC1(I)? 第I土层的非线性指标
402 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
对PF1(I) PC1(I)有三种处理方式
(1) PF1(I) PC1(I)均为零这是最常用的情况即使用PF(I) PC(I)提供的摩擦角和粘聚力进行分析
(2) PF1(I) PC1(I)为组合强度中平缓的那条直线12.2.2节
(3) PF1(I) PC1(I)均为负值使用非线性强度指标12.2.2节此时输入A b或φ
0
φ的数值的负值
PDW(I)? 第I土层材料的天然容重
PDS(I)? 第I土层材料的饱和容重
LRU(I)? 第I土层材料的孔隙水压力处理码LRU(I) = 0 1?1分别相应简化处理采用孔压系数和通过内插确定孔压三种情况参见12.2.3节
如果MTE小于0调READ2读入地震动指标稳定分析见第12.2.4节
当LRU(I)有一项大于零时需要输入一个网格如果此时MTE>0时则输入为土的不排水总强度q
cu
值MTE>0时输入量为孔隙水压力
LOY? 水平线总数
LOX(I)? 第I条水平线上点的总数
PPX(I,J)? 第I条水平线上第J个点的x坐标
PY(I,J)? 第I条水平线上第J个点的y坐标
P(I,J)? 第I条水平线上第J个点的孔压值或q
cu
值
RUS(I)? 第I个土层的孔隙水压力系数
当OPTION(4)不为零时输入可靠度计算相应物理力学特征数据READ5为读入有关可靠度分析数据的子程序在第12.2.4节中介绍
4,边界线浸润线总应力法骤降后浸润线
IN1? 边界线总数
IC(I,J)? 第I条边界线上其中一个端点的序号或下压土层编号(J = 1,2,3)
IPH? 浸润线总数
ICPH(I,J)? 第I条浸润线上其中一个端点的序号或下压土层编号(J = 1,2,3)
IPH1? 水位骤降后浸润线总数
CPH1(I,J)? 水位骤降后第I条浸润线上其中一个端点的序号或下压土层编号(J = 1,
2,3)
12,4,2 子程序READ4变量说明
本子程序读入有关滑裂面的有关信息
(1) 圆弧滑裂面符号意义说明参见图12.4和12.2.5节的解释
LL0? 布置圆弧滑裂面的控制码
1) 当LLO
=
0时按圆心网格和不同滑弧深度布置初始滑弧
2) 当LLO>0时滑弧通过指定的上下端点
第12章 程序使用说明 403
3) 在LLO<0时滑弧通过指定的上端点或下端点并和指定的水平线相切
CCX? 网格中心的x坐标
CCY? 网格中心的y坐标
CCD? 滑弧深度
BCX? 在x方向的步长
BCY? 在y方向的步长
BCD? 在滑弧深度方向的步长
NGRIX? 左右延伸的格数
NGRIY? 上下延伸的格数
NGRID? 网格滑弧深度由中心向上或向下延伸的格数在LLO>0和LLO<0
时NGRID为圆弧半径增大或减少的网格数
NS? 指定的划分土条数
BCD? 中间圆弧的半径增大或减少的网格数
XL1? 上交点的x坐标值
YL1? 上交点的y坐标值
XL2? 下交点的x坐标值
YL2? 下交点的y坐标值
LDN? 在LLO<0时判别是上交点还是下交点的识别符>0为下交点 LDN<0
则为上交点的相应数据
DS? 滑弧深度
LL1? 方法控制法
=
0 毕肖普法
=
1瑞典法
=
2工程师团法
LL2? 优化方法选择
(2) 任意形状滑裂面符号意义说明
NS1? 滑裂面上的控制点总数
NOPT? 优化方法识别符
1) NOPT
=
0只计算指定滑裂面
2) NOPT
=
2用单形法即最优化法搜索临界滑裂面找最小安全系数
3) NOPT
=
12在使用单形法以前先用随机搜索寻找最小安全系数
IRE? 迭代次数识别符
1) IRE
=
0程序默任迭代最多100次
2) IRE
=
I用户选择的迭代次数
KQ2(I)? 第I个控制点的土条编号
X1(I)? 第I个控制点的x坐标
Y1(I)? 第I个控制点的y坐标
NL(I)? 滑裂面上第I个控制点在优化计算过程中移动的自由度
AL(I)? 滑裂面上第I个控制点在优化计算过程中移动的角度(以度计)
404 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
LNO? 滑裂面上直线段的总数
LOO(I)? 滑裂面上直线段的编号
(3) 随机搜索有关数据符号意义说明
IX? 随机搜索的种子输入一个奇数
12,4,3 子程序READ2变量说明
子程序READ2读入地震动指标稳定分析
LSD? 进行动强度分析的土层总数规定不大于5
LSDM(I)? 各土层的动编号卡LSDM(1) = 第一层土的动编号LSDM(2) =
第二层土的动编号共IN个LSDM(I)
LDY? 动强度数据网水平层总数
LDX(I)? 第I条水平网格点总数
PDX(I,J)? 第I层水平线的第J个点的K
c
值
PDY(I,J)? 第I层水平线的第J个点的σ值
TS(I,J)? 第I层水平线的第J个点的τ
fs
值
12,4,4 子程序READ5变量说明
子程序READ5读入可靠度分析
NPROB? 采用何种分析方法 = 1 蒙特卡洛法 = 2 一次二阶矩法 = 3
Rosenbleuth法
NLP? 具有随机特性土层总数
ITM? 蒙特卡洛法模拟次数
K? 具有随机特性的变量总数
MEED(I)? 产生随机数的种子总共K个
MD(I)? 第I层具有随机特性土的编号
MTYPE(I)? 该层土的概型 = 1均匀分布 = 2正态分布 = 3负指数分布 = 4
对数正态分布
CMEAN(I)? 粘聚力的均值
CDEV(I)? 粘聚力的标准差
FMEAN(I)? 摩擦系数的均值
FDEV(I)? 摩擦系数的标准差
RMEAN(I)? 孔压系数的均值
RDEV(I)? 孔压系数的标准差
以上各变量的均值如果输入负值则说明该变量不按随机变量处理因而按确定性参数处理
KK? 随机变量是否相关控制码KK = 0不相关KK = 1相关如采用蒙第12章 程序使用说明 405
特卡洛法则不能进行变量相关的分析计算故不输入KK和R11(I,J)
R11(I,J)? 相关系数矩阵
12,4,5 子程序READ3和READ3_1变量说明
NNP? 具有表面荷载的线段总数
NP(I)? 第I个表面荷载的线段号
NUR(I)? 第I线段承受荷载的种类NUR(I) = 0集中力NUR(I) = 1分布力
SU? 集中力的数值
AF? 集中力的倾角
PN(I,1)? 分布力垂直或法线分量在x坐标值小的端点的值
PN(I,2)? 分布力垂直或法线分量在x坐标值大的端点的值
PT(I,1)? 分布力水平或切线分量在x坐标值小的端点的值
PT(I,2)? 分布力水平或切线分量在x坐标值大的端点的值
12,4,6 准备数据文件的一般性提示
对一个初次使用本程序的用户在阅读本使用说明时,一定会被其繁杂的规定众多的功能感到无从入手望而却步其实在近年的开发过程中,程序的作者不断地简化数据输入的格式需要的数据已缩短为最少学习任何一个计算机软件从头到尾阅读其手册从来不是一个好方法因此作者建议初学者不妨按以下的步骤来学习STAB的使用方法
(1) 大致阅读本章12.2节和12.3节跳过大部分你不感兴趣或暂时用不到的功能然后直接阅读第12.6节例题
(2) 按照第12.7节的指示将提供给用户的例题运行一遍应用DR1绘图通过此举建立感性认识
(3) 在了解了编制一个数据文件的基本方法后直接用STAB来计算你自己的题目
(4) 当成功地计算了几个实例后再回过来阅读各节就会感到十分容易
(5) 计算边坡稳定的题目通常总要搜索临界滑裂面但是作者强烈建议任何一位用户在计算一个新的题目时不要试图一步到位不管是圆弧或是非圆弧首先计算一个初始滑裂面通过绘图功能看自己设的这个滑弧其形状和计算成果是否合理确认一切OK后再令自动搜索功能生效
需要注意的是初始滑裂面的形状输入不合理自动搜索就很难成功因此有关其几何形状的数据最好自己在图上画一下确认自己输入的数据相应的滑裂面从常识角度看是合理的
表12.7总结了本节介绍的相应STAB程序不同功能的输入控制码
表 12,7 使程序执行不同功能对控制性参数和有关量的规定
有效应力法 总应力法
控制性参数 施工
施工
稳定渗流
和地震
库水位骤降
用Q剪 用q
cu
库水位骤降
用组合强度
地震
MTE
=
0
=
0
=
0
=
0 >0 >0 <0
UWL和UWL1
UWL
=
UWL1
UWL=
UWL1
UWL
=
UWL1
UWL
=
UWL1
UWL
=
UWL1
UWL UWL1
=
降前后库水位
UWL
=
UWL1
PF(I)和PC(I) S S Q S S S
S剪剪剪剪剪剪剪
单一强度包线
=
0
=
0
=
0
=
0
=
0 *
=
0
组合强度包线 *
(R+S)/2 * * * R剪 *
弱透水土层的
PF1(I)
和C1(I)
非线性指标 A,b或φ
o
,?φ (同左) (同左) * * * *
孔压按静压分布 *
=
0 *
=
0
=
0
=
0
=
0
孔压或q
cu
按网格内插
=
1
=
1
=
1
*
=
1 *
=
0
弱透水土层的
LRU(I)
按孔隙水压力系数 =
1 =
1 =
1 * * * *
LRU(I)不等于零时内插物理量 孔隙水压u 孔隙水压u 孔隙水压u * q
cu
/2 *地震总强度
注 1,带*的栏相应的功能一般不用
2,对透水料无总应力法分析此时PF(I) PC(I)用S剪取PF1(I)
=
PC1(I)
=
0 LRU(I)
=
0
3,当所有的LRU(I)均为零时不输入有关网格插值的数据LOY LOX(I)以及PPX(I,J) PY(I,J)和P(I,J)的数据
4,当UWL≠UWL1时需输入骤降后浸润线IPH1 ICPH1(I,J)有关数据
第12章 程序使用说明 407
12,5 例题目录
12.6节共介绍STAB95各种功能的30个例题目录如表12.8所示
表 12,8 介绍STAB95各种功能的例题
滑裂面形状 文件名 计 算 条 件
EX1.DAT 孔压按简化法确定计算指定滑裂面F
EX2.DAT 孔压内插计算指定滑裂面F
EX3.DAT 输入孔压系数计算指定滑裂面F
EX4.DAT 遇地震输入地震烈度计算指定滑裂面F
EX5.DAT 遇地震输入地震系数计算指定滑裂面F
EX6.DAT 用枚举法网格法搜索F
in
EX7.DAT 用单形法最优化法搜索F
m
EX8.DAT 水位骤降期用单形法搜索临界滑裂面F
m
EX9.DAT 峻工期使用Q剪指标计算指定滑裂面F
EX10.DAT 使用非线性强度指标单形法搜索F
m
EX11.DAT 施工期用现场试验的总强度q
cu
单形法搜索F
m
EX12.DAT 遇地震输入材料动指标用单形法搜索F
m
EX13.DAT 有拉裂缝用单形法搜索F
m
EX14.DAT 采用蒙特卡洛法计算指定滑裂面可靠度指标β
EX15.DAT 采用一次二阶矩法计算指定滑裂面可靠度指标β
圆弧滑裂面
EX16.DAT 滑弧通过指定的上下交点搜索F
m
EX17.DAT 通过指定的上交点并具有指定滑弧深度搜索F
m
EX18.DAT 计算指定不优化滑裂面F
EX19.DAT 用单形法最优化法搜索滑裂面F
m
EX20.DAT 有拉力缝且充水用单形法搜索滑裂面F
m
EX21.DAT 具有表面荷载计算指定滑裂面F
EX22.DAT 随机搜索滑裂面F
m
EX23.DAT 采用Rosenblenth法计算最小可靠度指标β
m
EX24.DAT 采用组合强度指标
EX25.DAT 使用软弱夹层功能用单形法搜索任意形状滑裂面 F
m
EX26.DAT 用户输入水平和垂直地震系数计算指定滑裂面F
EX27.DAT 用拉力缝充水功能来模拟重力坝水压力计算指定滑裂面F
.
EX28DAT 计算主动土压力用单形法搜索滑裂面F
m
EX29.DAT 拉力缝充一定高度水计算指定滑裂面F
任意形状
滑裂面
EX30.DAT 新的外荷载功能?集中力用法计算指定滑裂面F
12,6 例题
12,6,1 例题1 (EX1)
1,计算条件
如图12.1所示土石坝剖面稳定渗流期孔压按简化法确定上游水位y坐标为0.0
各土区抗剪强度如表12.9所示
408 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
1) 稳定渗流期无地震
2) 不打印中间成果圆弧滑裂面无拉力缝无外荷载不进行可靠度计算
3) 孔压按简化法确定对坡外水压力进行等效置换
4) 单一强度包线用c'
cd
及φ'
cd
5) NGRIX
=
0 NGRIY
=
0 NDRID
=
0枚举法特例只计算初始滑弧的安全系数
表 12,9 土料的物理力学指标
土层号 材料
天然容量
(kN/m
3
)
饱和容重
(kN/m
3
)
cd
c′
(kPa)
cd
φ′
(°)
uu
c
(kPa)
uu
φ
(°)
1 砂砾料 20 21 0.0 33
2 心墙,铺盖粘土 20 21 50 20 100 9.8
2,计算内容
求圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m的圆弧滑裂面各种简化法的安全系数本题计算一个指定滑弧可以看作计算多个滑弧的特殊情况
数据文件EX1.DAT和说明表12.10 3,
表 12,10 数据文件EX1.DAT和说明
数据 变量 说明
1～6行为控制数据
1 EXAMPLENO.1 HEAD 题目名称
2 0,1,0,0,0,0
OPTION(1)
=
0 不打印中间成果
OPTION(2)
=
1 圆弧滑裂面
OPTION(3)
=
0 不具有拉裂缝
OPTION(4)
=
0 不进行可靠度计算
OPTION(5)
=
0 不具有外荷载
OPTION(6)
=
0 扩充功能行
3 0 MTE
=
0 有效应力法
4 0.0,0.0,-2.0
UWL
=
0.0 坝坡外水位x坐标
UWL1
=
0.0 骤降后水位y坐标
(UWL1
=
UWL说明不是骤降工况)
ASP
=
-2 罗厄法
5 0,27.5,32.5,1
IQUA
=
0 无地震(第5行后面数据按有地震填写)
HBAS
=
27.5 基础面y坐标值为27.5
HBO
=
32.5 坝高值为32.5
IDIR
=
1 垂直地震力向下
6 1.0 RW
=
1.0 水容重值为1.0
(7～27行为控制点数据)
7 20 NN
=
20 点总数为20
8 1,150.0,27.5
L
=
1 点序号为1
第12章 程序使用说明 409
续 表
数据 变量 说明
XN(1)
=
150.0 第1点的x坐标值为150.0
YN(1)
=
27.5 第1点的y坐标值为27.5
9 2,100.0,27.5
L
=
2 点序号2
XN(2)
=
100.0 第2点的x坐标
YN(2)
=
27.5 第2点的y坐标
10 3,49.23,0
11 4,40.0,-5.0
12 5,35.0,-5.0
13 6,30.0,-5.0
14 7,36.5,0.0
15 8,31.5,5.0
16 9,27.5,10.0
17 10,25.0,15.0
18 11,44.75,27.5
19 12,22.5,27.5
20 13,25.0,-5.0
21 14,0.0,27.5
22 15,150.0,40.0
23 16,0.0,40.0
24 17,25.0,32.5
25 18,150.0,30.0
26 19,46,30.0
27 20,42.5,32.5
(第28～30行为2种材料数据)
28 2 IN
=
2 土层材料总数
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
L
=
1 土层材料序号为1
PF(1)
=
33.0 第1号材料内摩擦角值为33.0 °
PC(1)
=
0.0 该层材料凝聚力为0.0
PF1(1)
=
0 因用单一强度包线,故PF1(1)
=
0.0
PC1(1)
=
0 因用单一强度包线,故PC1(1)
=
0.0
PDW(1)
=
2.0 该层材料的天然容重为2.0
PDS(1)
=
2.1 该层材料的饱和容重为2.1
LRU(1)
=
0 该层材料孔压按简化法确定
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0 各项意义同第29行
(第31～56行为17条边界线8条浸润线数据)
31 17,8 IN1
=
17 边界线总数
IPH
=
8 浸润线总数
32 1,2,2 IC(1,1)
=
1 第1条边界线其中一个端点序号为1
IC(1,2)
=
2 该条边界线另一个端点序号为2
IC(1,3)
=
2 该条边界线下压土层材料序号为2
33 2,3,1 IC(2,1)
=
2 第2条边界线其中一个端点序号为2
IC(2,2)
=
3 该条边界线另一个端点序号为3
IC(2,3)
=
1 该条边界线下压土层材料序号1
34 4,5,1
35 5,6,2
36 6,13,1
37 11,5,2
410 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
38 6,12,2
39 2,11,2
40 11,12,2
41 12,14,1
42 18,19,1
43 19,20,1
44 20,17,1
45 17,12,1
46 13,14,1
47 3,4,1
48 15,16,1
49 1,2,2 IC(1,1)
=
1 第1条浸润线其中一个端点序号为1
IC(1,2)
=
2 该条浸润线另一个端点序号为2
IC(1,3)
=
2 该条浸润线下压土层材料序号为2
50 2,3,1 IC(2,1)
=
2 第2条浸润线其中一个端点序号为2
IC(2,2)
=
3 该条浸润线另一个端点序号为3
IC(2,3)
=
1 该条浸润线下压土层材料序号为1
51 3,7,1
52 7,8,2
53 8,9,2
54 9,10,2
55 10,12,2
56 12,14,1
(57～59行为圆弧滑裂面数据)
57 0,0,0 LLO
=
0 按圆心网格和不同滑弧深度布置滑弧
LL1
=
0 输出文件给出毕肖普法的F
LL2
=
0 用枚举法(特例)计算指定圆弧F
58 75.0,-22.5,30.0,0.0,0.0,0.0
CCX
=
75.0 假设初始滑弧圆心x坐标为75.0
CCY
=
-22.5 假设初始滑弧圆心y坐标为 -22.5
CCD
=
30.0 假设初始滑弧深度y坐标为30.0
BCX
=
0.0 在x方向步长为0.0
BCY
=
0.0 在y方向步长为0.0
BCD
=
0.0 在滑弧深度方向步长为0.0
59 0,0,0,20
NGRIX
=
0 在x方向左右各延伸的网格数为0
NGRIY
=
0 在y方向上下各延伸的网格数为0
NGRID
=
0 由初始滑弧深度向上下各延伸的格数为0
NS
=
20 指定划分的土条数为20
4,计算结果
计算结果见表 12.11计算图形见图12.14
表 12,11 例题1计算结果
方法
瑞典法
AB
毕肖普法
AB1
美国工程师团法
AB3
罗厄法
AB4
F 1.724 1.920 1.893 1.911
第12章 程序使用说明 411
本题同时给出了改良瑞典法的成果因ASP
=
2<0故输出文件给出的安全系数相应于罗厄法F
=
1.911如将ASP改为上游坝坡的平均坡度以度计如ASP
=
20°则给出的
F相应于工程师团法,F
=
1.893图12.14为毕肖普法计算图形
图 12,14 EX1毕肖普法计算图形
12,6,2 例题2 (EX2)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期心墙铺盖孔压按图12.8坐标网格输入
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m各种简化法的安全系数F
数据文件修改与EX1.DAT比较 3,
1) EX1.DAT中第30行孔压按简化法确定即LRU(2)
=
0改为按坐标网格内插输入即LRU(2)
=
1
2) EX1.DAT中第30行后增加孔压按坐标网格内插输入的数据
4,数据文件EX2.DAT说明(见表12.12)
表 12,12 数据文件EX2.DAT和说明
数据 变量 说明
1 'EXAMPLENO.2,POREPRESSURE DETERMINED BY INTERPOLATION'
2～27行同例1
28 2 IN
=
2 2种材料
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
LRU(1)
=
0 第1种材料孔压不内插
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,1
LRU(2)
=
1 第2种材料孔压内插
第30?1～30?47行为孔压内插数据
412 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
30-1 7 LOY
=
7 孔压内插水平总层数为7(见图12.8)
30-2 1 LOX(1)
=
1 第个水平层共有1个网格点
30-3 36.5,0.0,0.0
PPX(1,1)
=
36.5 第个水平层第1点的x坐标为36.5
PY(1,1)
=
0.0 该层第1点的y坐标为0.0
P(1,1)
=
0.0 该层第1点的孔压值为0.0
30-4 2 LOX(2)
=
2 第个水平层共有2个网格点
30-5 31.5,5.0,0.0
PPX(2,1)
=
31.5 第个水平层第1点的x坐标为31.5
PY(2,1)
=
5.0 该层第1点的y坐标5.0
P(2,1)
=
0.0 该层第1点的孔压值0.0
30-6 38.0,5.0,5.0
PPX(2,2)
=
38.0 该层第2点的x坐标
PY(2,2)
=
5.0 该层第2点的y坐标
P(2,2)
=
5.0 该层第2点的孔压值
30-7 4 第3个水平层共有4个网格点
30-8 27.5,10.0,0.0
30-9 31.5,10.0,3.0
30-10 37.5,10.0,7.0
30-11 40.0,10.0,10.0
30-12 4 第4个水平层共有4个网格点
30-13 25.0,15.0,0.0
30-14 31.5,15.0,8.0
30-15 37.5,15.0,11.0
30-16 42.0,15.0,15.0
30-17 4 第5个水平层共有4个网格点
30-18 24.0,20.0,0.0
30-19 30.0,20.0,12.0
30-20 37.0,20.0,17.0
30-21 43.5,20.0,20.0
30-22 12 第6个水平层共有12个网格点
30-23 22.5,27.5,0.0
30-24 27.5,27.5,9.0
30-25 33.5,27.5,14.0
30-26 40.0,27.5,18.0
30-27 46.0,27.5,27.5
30-28 50.0,27.5,27.5
30-29 55.0,27.5,27.5
30-30 62.5,27.5,27.5
30-31 72.5,27.5,27.5
30-32 80.0,27.5,27.5
30-33 100.0,27.5,27.5
30-34 150.0,27.5,27.5
30-35 12 第7层个水平共有12个网格点
30-36 22.5,37.5,0.0
30-37 27.5,37.5,4.0
30-38 33.5,37.5,7.0
30-39 40.0,37.5,10.0
30-40 46.0,37.5,14.0
第12章 程序使用说明 413
续 表
数据 变量 说明
30-41 50.0,37.5,17.0
30-42 55.0,37.5,18.0
30-43 62.5,37.5,20.0
30-44 72.5,37.5,21.0
30-45 80.0,37.5,23.5
30-46 100.0,37.5,27.5
30-47 150.0,37.5,27.5
31～59同例1
5,计算结果
计算结果见表12.13
表 12,13 例题2 EX2计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.815 2.016 2.006
说明本题结果与EX1.DAT无可比性因为孔压内插值仅为示意目的而设定的
12,6,3 例题3 EX3
1,计算条件
某一土坝高10.0m如图12.9所示地基为饱和粘土竣工时坝身和地基的孔隙水压力按孔压系数确定
坝各区材料指标如表12.14所示
表 12,14 各区材料的物理力学指标
材料号
cd
c′
(kPa)
cd
φ′
(°)
uu
c
(kPa)
uu
φ
(°)
天然容量
(kN/m
3
)
饱和容重
(kN/m
3
)
1 2.0 30.0 5.0 20.0 1.80 1.95
2 2.0 25.0 5.0 15.0 1.20 1.30
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
45.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
15.0m的安全系数F
3,数据文件修改
1) 第20 21行LRU(1)
=
1 LRU(2)
=
1第1 2种材料通过r
u
确定孔压
2) 第22 23行增加输入孔压系数RUS(1)
=
0.2 RUS(2)
=
0.4
4,数据文件EX3.DAT说明表12.15
414 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,15 数据文件EX3.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAPLE N0.3,POREPRESSURECOEFFICIENT
2 0,1,0,0,0,0
3 0
4 10.,10.,-2
5 0,22.0,10.0,1
6 1.0
7 11 NN
=
11 点总数
8 1,65.0,10.0
9 2,45.0,10.0
10 3,25.0,0.0
11 4,20.0,0.0
12 5,0.0,10.0
13 6,65.0,15.0
14 7,-10.0,15.0
15 8,65.0,18.0
16 9,-10.0,18.0
17 10,65.0,22.0
18 11,-10.0,22.0
19 2 IN
=
2 2种材料
20 1,30.,2.,0.,0.,1.8,1.95,-1
LRU(1)
=
-1 第1种材料通过 r
u
确定孔压
21 2,25.,2.0,0.,0.,1.2,1.30,-1
LRU(2)
=
-1 第2种材料通过 r
u
确定孔压
22 0.2 RUS(1)
=
0.2 第1种材料的孔压系数
23 0.4 RUS(2)
=
0.4 第2种材料的孔压系数
24 8,4
IN1
=
8 8根边界线
IPH
=
4 4根浸润线
25 1,2,2
26 2,3,1
27 3,4,1
28 4,5,1
29 2,5,2
30 6,7,2
31 8,9,2
32 10,11,2
33 1,2,2
34 2,3,1
35 3,4,1
36 4,5,1
37 0,0,2
38 45.-20.,15.,0.,0.,0,
39 0,0,0,20
5,计算结果
采用毕肖普法F
=
1.356
第12章 程序使用说明 415
12,6,4 例题4 (EX4)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期遇8度地震输入地震烈度
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m各种简化法的安全系数F
3,数据文件修改
EX1.DAT中第5行由IQUA
=
0改为IQUA
=
8垂直地震加速度向下
4,数据文件EX4.DAT说明(表12.16)
表 12,16 数据文件EX4.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.4,EARTHQUAKE HEAD 题目名称
2～4行同例1
5 8,27.5,32.5,1 IQUA
=
8 地震烈度
HBAS
=
27.5 基础面y坐标
HBO
=
32.5 坝高
IDIR
=
1 垂直地震加速度向下
6～59与例1同
5,计算结果
计算结果见表12.17
表 12,17 例题4 EX4计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.288 1.459 1.368
12,6,5 例题5 (EX5)
1,计算条件
计算剖面同例题4稳定渗流遇地震但地震加速度系数沿高程的分布由用户输入
2,计算内容
计算指定圆弧滑裂面圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
30.0m的各种简化法的F
3,数据文件修改与EX4.DAT比较
1) 由EQUA
=
8改为IQUA<0
2) 第5行后输入地震力数据
4,数据文件EX5.DAT和说明表12.18
416 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,18 数据文件EX5.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.5,SEISMIC COEFFICIENT ASSIGNED BY THE USER
2～4行同例1
5 -1,27.5,32.5,0
IQUA
=
-1<0 水平地震加速度沿高程输入
[水平地震加速度数据见图12.4(b)]
5-1 3
LQH
=
4 水平地震加速度沿高程转折点总数
5-2 -5.0,0.15
CYE(1)
=
-5.0 第1个转折点y坐标
COE(1)
=
0.15 第1个转折点水平地震加速度系数
5-3 27.5,0.10
CYE(2)
=
27.5 第2个转折点y坐标
COE(2)
=
0.10 该转折点水平地震加速度系数
5-4 35.0,0.10
5-5 40.0,0.10
6～59行同例1
5,计算结果
计算结果见表12.19
表 12,19 例题5 EX5计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.144 1.299 1.194
12,6,6 例题6 (EX6)
1,计算条件
计算剖面及计算条件同例题1
2,计算内容
用枚举法网格法搜索以圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度D
S
=
25.0m
的圆弧周围若干滑裂面的毕肖普法的最小安全系数F
m
3,数据文件(EX6.DAT)修改
(1) EX1.DAT在x y及滑弧深度方向D
s
的步长由BCX
=
0 BCY
=
0 BCD
=
0改为BCX
=
10.0 BCY
=
10.0 BCD
=
5.0
(2) EX1.DAT在x y及滑弧深度D
s
方向各延伸的网格数由0改为2即NGRIX
=
2
NGRIY
=
2 NGRID
=
2
(3) 网格布置以A点为网格圆心x y方向各为两格步长均为10.0滑弧深度D
s
方向y
=
20.0至30.0步长5.0寻找最小安全系数F
m
4,数据文件EX6.DAT说明表12.20
第12章 程序使用说明 417
表 12,20 数据文件EX6.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO,6,FIND MINIMUM F.S,BY GRID SEARCH
2～56行同例1
第57～59行为圆弧滑裂面数据)
57 0,0,0 LL0
=
0 按圆心网格和不同滑弧深度布置滑弧
LL1
=
0 给出相应毕肖普法的最小安全系数F
m
LL2
=
0 用枚举法(网格法)搜索F
m
58 75.0,-22.5,30.0,10.0,10.0,5.0
CCX
=
75.0 假设初始滑弧圆心x坐标为75.0
CCY
=
-22.5 假设初始滑弧圆心y坐标为-22.5
CCD
=
30.0 假设初始滑弧深度y坐标为30.0
BCX
=
10.0 在x方向步长10.0
BCY
=
10.0 在y方向步长10.0
BCD
=
5.0 在滑弧深度方向步长5.0
59 2,2,2,20
NGRIX
=
2 在x方向左右各延伸的网格数为2
NGRIY
=
2 在y方向上下各延伸的网格数为2
NGRID
=
2 由初始滑弧深度向上下各延伸的网格数为2
NS
=
20 划分的土条数为20
5,计算结果
计算结果见表12.21计算图形见图12.15
表 12,21 例题6计算结果
计算方法 滑弧深度D
s
圆心x坐标 圆心y坐标 F
m
20.0 95.0 -22.5 1.226
22.5 95.0 -2.5 1.250
25.0 95.0 -42.5 1.317
27.5 95.0 -42.5 1.365
毕肖普法
30.0 85.0 -22.5 1.796
图 12,15 例题6 EX6计算图形
418 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,7 例题7 (EX7)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索最小安全系数F
m
数据文件修改与EX1.DAT比较 3,
1) 第57行由LL2
=
0改为LL2
=
2
2) 第58行X Y D
s
向步长由0改为BCX
=
10.0 BCY
=
10.0 BCD
=
5.0
3) 第59行X Y D
s
向延伸的网格数由0改为NGRIX
=
NGRIY
=
NGRID
=
2
数据文件EX7.DAT说明表12.22 4,
表 12,22 数据文件EX7.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.7,SIMPLEX METHOD,CIRCULAR SLIP SURFACE
2～56行同例1
57～59行为圆弧滑裂面数据)
57 0,0,2
LL0
=
0 意义同例题1
LL1
=
0 意义同例题1
LL2
=
2 用单形法搜索F
m
58 75.0,-22.5,30.0,10.0,10.0,5.0 各项意义同例题6
59 2,2,2,20 各项意义同例题6
5,计算结果
计算结果见表12.23计算图形见图12.16
图 12,16 例题7 EX7计算图形
第12章 程序使用说明 419
表 12,23 例题7计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
CX CY D
S
毕肖普法 1.777 1.215 81.94 -20.22 13.58
12,6,8 例题8 (EX8)
1,计算条件
计算剖面同例3见图12.9水位骤降期库水位从坝顶( y
=
0)降至地面( y =
10)
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索最小安全系数F
m
3,数据文件修改与EX3.DAT对比
1) 第3行因用总应力法故MTE
=
1
2) 第4行UWL1(1)为骤降后库水位故UWL
=
0.0 UWL1
=
10.0
3) 第21行采用R S强度包线1号材料PF1(1)
=
20.0 PC1(1)
=
5.0 F1(2)
=
15.0 PC1(2)
=
5.0
本例共8条边界线
浸润线数据共2 组4条降前浸润线数据输完后第36行增加输入骤降后的浸润线数据本例因坝体渗透系数小故降前浸润线与降后相同
4,数据文件EX8.DAT说明表12.24
表 12,24 数据文件EX8.DAT
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.8,RAPIDDRAWDOWNHEAD
2 0,1,0,0,0,0
OPTION(2)
=
1 圆弧滑裂面
3 1 MTE
=
1 总应力法
4 0.0,10.0,-2
UWL
=
0.0 骤降前水位x坐标0.0
UWL1
=
10.0 骤降后水位y坐标10.0
ASP
=
-2 罗厄法
5 0,10.0,10.0,
IQUA
=
0 地震烈度为0
6 1.0 RW
=
水容重
(7～19行控制点数据)
7 12 NN
=
12 点总数
8 1,65.0,10.0 L(1)
=
1 点序号为1
XN(1)
=
65.0 第1点x坐标
YN(1)
=
10.0 第1点y坐标
9 2,45.0,10.0
10 3,25.0,0.0
11 4,20.0,0.0
420 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
12 5,0.0,10.0
13 6,65.0,15.0
14 7,-10.0,15.0
15 8,65.0,18.0
16 9,-10.0,18.0
17 10,65.0,22.0
18 11,-10.0,22.0
19 12,10.0,5.0
20～22行土层材料数据
20 2 IN
=
2 二种材料
21 1,30.0,2.0,20.0,5.0,1.8,1.95,0
L
=
1 第1号材料
PF(1)
=
30.0 第1号材料内摩擦角φ'为30.0
PC(1)
=
2.0 第1号材料粘聚力c'为2.0
PF1(1)
=
20.0 第1号材料固结快剪内摩擦角φ
1
为20.0
PC1(1)
=
5.0 第1号材料固结快剪粘聚力c
1
为5.0
PDW(1)
=
1.8 第1号材料天然容重
PDS(1)
=
1.95 第1号材料饱和容重
RU(1)
=
0 孔压按简化法确定
22 2,25.0,2.0,15.0,5.0,1.2,1.30,0
23～40行边界线,浸润线数据
23 8,4
IN1
=
8 8条边界线
IPH
=
4 降前4条浸润线
(24～31行为8条边界线数据)
24 1,2,2
……
……
32 1,2,2
33 2,3,1
34 3,12,1
35 12,5,1
36 4
IPH1
=
4 降后4条浸润线
37 1,2,2
IC1(1,1)
=
1 降后第1条浸润线其中一个端点序号为1
IC1(1,2)
=
2 降后第1条浸润线另一个端点序号为2
IC1(1,3)
=
2 降后第1条浸润线下压土层号为2
38 2,3,1
39 3,12,1
40 12,5,1
(41～43行滑裂面数据)
41 0,0,2 以下各项意义同例7(用单形法搜索F
m
)
42 45,-20.0,15.0,5.0,5.0,5.0
43 2,2,1,20
5,计算结果
计算结果见表12.25计算图形见图12.17
第12章 程序使用说明 421
表 12,25 例题8计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
CX CY DS
毕肖普法 1.480 1.309 38.95 -5.35 15.23
图 12,17 例题8 EX8计算图形
12,6,9 例题9 (EX9)
1,计算条件
计算剖面同例题1竣工期使用Q剪指标用总应力法分析
2,计算内容
用毕肖普法计算指定圆弧滑裂面F圆心坐标CX
=
75.0m CY
=
22.5m滑弧深度
D
S
=
30.0m
3,数据文件修改与EX1.DAT比较
1) 竣工期上游无水因使用总应力法孔隙水压为零故上游水位UWL
=
UWL1程序可取一大于基础面y坐标的数值如100以实现上游无水的条件即UWL
=
UWL1
=
100.0
2) 第30行PF(2) PC(2)分别改为Q剪强度指标9.8和10.0
3) 第49～57行因无浸润线ICPH
=
0故全部删除
4,数据文件说明表12.26
表 12,26 数据文件EX9.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.9 END OF CONSTRUCTION
2 0,1,0,0,0,0
3 0 MTE
=
0 峻工时的总应力分析处理和有效应力法相同只是使用不同的强度指标故仍取MTE
=
0
422 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
4 100.0,100.0,-2.0 UWL>27.5 27.5为基础面y坐标
5 0,27.5,32.5,1 各项意义同例题1
6 1.0 RW
=
1.0 水容重
7～27行同例1
28～30行土层总数及其指标孔压数据
28 2 IN
=
2 2种材料
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0 各项意义同例题1
30 2,9.8,10.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0 L
=
2 2号材料
PF(2)
=
9.8 使用不固结不排水强度(Q剪)φ
=
9.8
PC(2)
=
10.0 使用不固结不排水强度(Q剪)c
=
10.0
其他各项意义同例题1
31～56行同例题1应为边界线浸润线数据但因竣工期坝内无浸润线,故删去例题1第49～56
行浸润线数据
31 17,0 IN1
=
17 边界线总数为17
IPH
=
0 因竣工期坝内无浸润线,故IPH
=
0
57～59行同例题1
5,计算结果
计算结果见表12.27
表 12,27 例题9计算结果
方法 瑞典法 毕肖普法 罗厄法
F 1.631 1.765 1.761
12,6,10 例题10 (EX10)
1,计算条件
几何数据同例题1材料1使用邓肯非线性强度指标φ
0
=
40.0,?φ
=
10.0
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索F
m
3,数据文件修改
EX1.DAT第29行由PF1(1)
=
0改为PF1(1)
=
-40 PC1(1)
=
0改为PC1(1)
=
-10.0当PF1
PC1为负值时程序按非线性强度指标处理滑裂面数据同EX7.DAT
4,数据文件EX10.DAT说明表12.28
表 12,28 数据文件EX10.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.10 NON-LINEAR STRENGTH PARAMETER
2～27行与例1同
28～30行为土层材料指标和孔压数据
28 2
29 1,33.0,0.0,-40.0,-10.0,2.0,2.1,0
L
=
1 第1号材料
PF(1)
=
33.0 S剪摩擦角为33.0
第12章 程序使用说明 423
续 表
数据 变量 说明
PC(1)
=
0.0 S剪凝粘力为0.0
PF1(1)为负值 使用非线性强度指标,φ
=
40.0
PC1(1)为负值 使用非线性强度指标,?φ
=
10.0
30 2,20.0,5.,0.0,0.0,2.0,2.1,0 意义同例1
31～59行与例7同,用单形法搜索F
m
5,计算结果
计算结果见表12.29计算图形见图12.18
图 12,18 例题10 EX10计算图形
表 12,29 例题10计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
X
c
Y
c
D
s
毕肖普法 2.079 2.019 76.98 -23.11 29.88
12,6,11 例题11 (EX11)
1,计算条件
几何数据同例题8图12.9施工期用现场试验的总强度q
cu
地基q
cu
现场试验指标如表12.30所示
表 12,30 地基q
cu
现场试验指标单位9.8kPa
x?10 15 30 45 65
10 6.5 5.5 8.0 9.0 13.0
15 8.5 7.5 10.0 13.0 15.0
18 16.0 13.0 15.0 17.0 20.0
y
22 30.0 25.0 30.0 35.0 40.0
424 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
坝各区确定性材料指标如表12.31所示
表 12,31 坝各区材料的物理力学指标
材料号
cd
c′
(kPa)
cd
φ′
(°)
uu
c
(kPa)
uu
φ
(°)
天然容量
(kN/m
3
)
饱和容重
(kN/m
3
)
1 10.0 15.0 0.0 0.0 1.80 1.95
2 20.0 5.0 0.0 0.0 1.20 1.30
2,计算内容
施工期用现场试验的总强度q
cu
单形法搜索圆弧滑裂面F
m
3,数据文件修改与EX8.DAT比较
1) 第3行因二题均用总应力法均MTE
=
1但第四行例题8中UWL与UWL1
不相等表明为骤降前后水位而本例中UWL
=
UWL1故程序识别为使用q
cu
进行总应力法计算
2) 土层材料数据中第21行LRU(2)
=
1程序进一步识别第二层土按内插q
cu
方法确定其总强度
3) 第21行后增加q
cu
内插网格
4) 删去水位骤降后浸润线数据
4,数据文件EX11.DAT说明表12.32
表 12,32 数据文件EX11.DAT和说明
数据 变量 说明
第1～6行为控制数据
1 EXAPLE N0.11,TOTAL STRESS ANALYSIS USING QCU
2 0,1,0,0,0,0
3 1 MTE
=
1 总应力法
4 10.0,10.0,-2 UWL
=
UWL1 在采用总应力法时UWL
=
UWL1,程序识别为按内插q
cu
进行总应力法计算
ASP
=
-2 罗厄法
5 0,22.0,10.0,1
6 1.0
7～18行为控制点数据
19～46行为材料总数及其力学指标孔压数据
19 2
20 1,10.0,15.0,0.0,0.0,1.8,1.95,0
21 2,20.0,5.0,0.0,0.0,1.2,1.30,1
LRU(2)
=
1 按q
cu
内插方法输入孔压
第22～46行q
cu
内插数据
21-1 4 LOY
=
4 已知q
cu
的水平土层总数
21-2 5 LOX(1)
=
5 第1个水平层共有5个点
21-3 -10.0,10.0,6.5
PPX(1,1)=
-10.0 该层第1点的X坐标
PPX(1,1)
=
10.0 该层第1点的Y坐标
P(1,1)
=
6.5 该层第1点的q
cu
值
第12章 程序使用说明 425
续 表
变量 说明
该层第2点各项的意义同第1点
21-5 30.0,10.0,8.0
数据
21-4 15.0,10.0,5.5
该层第3点各项的意义同第1点
21-6 45.0,10.0,9.0 该层第4点各项的意义同第1点
21-7 65.0,10.0,13.0 该层第5点各项的意义同第1点
21-8 5 第2个水平层共有5个点
21-9 -10.0,15.0,8.5
21-10 15.0,15.0,7.5
21-11 30.0,15.0,10.0
21-12 45.0,15.0,13.0
21-13 65.0,15.0,15.0
21-14 5
第3个水平层共有5个点
21-15 -10.0,18.0,16.0
21-16 15.0,18.0,13.0
21-17 30.0,18.0,15.0
21-18 45.0,18.0,17.0
21-19 65.0,18.0,20.0
21-20 5
第4个水平层共有5个点
21-21 -10.0,22.0,30.0
21-22 15.0,22.0,25.0
21-23 30.0,22.0,20.0
21-24 45.0,22.0,35.0
21-25 65.0,22.0,40.0
36～38同例题7
5,计算结果
计算结果见表12.33计算图形见图12.19
图 12,19 例题11 EX11计算图形
426 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,33 例题11计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 5.750 4.230 36.55 -12.57 14.88
12,6,12 例题12 (EX12)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期遇地震要求材料1输入材料动指标
2,计算内容
用单形法搜索圆弧滑裂面F
m
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第3行计算方法识别符MTE
=
0改为MTE
=
1程序识别为采用地震总应力法
2) 第30行输完土层材料指标后增加输入动指标数据图12.10
4,数据文件EX12.DAT说明表12.34
表 12,34 数据文件EX12.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.12
2 0,1,0,0,0,0
3 -1 MTE
=
-1 输入材料动指标
4～27行同EX1.DAT
28～30行土层材料及其力学指标孔压数据
28 2
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30-1 1 LSD
=
1 共有1种材料具有动指标
30-2 1,0 LSDM(1)
=
1 第1号材料采用1号动指标
4 LSDM(2)
=
0 第2号材料不采用动指标
30-3 4 LOY
=
4 第1号材料动指标数据网格具有4个水平层
30-4 6 LOX(1)
=
6 第1个水平层共有6个点
30-5 1.0,0.0,0.0
K
c
=
1.0 第1个水平层第1个点K
c
=
1
σ
3
=
0.0 第1个水平层第1个点σ
3
=
0.0
=
0.0 第1个水平层第1个点
=
0.0
30-6 1.361,0.0,0.0
K
c
=
1.361 第1个水平层第2个点K
c
=
1.361
σ
3
=
0.0 第1个水平层第2个点σ
3
=
0.0
=
0.0 第1个水平层第2个点
=
0.0
30-7 2.055,0.0,0.0 第1个水平层第3个点各项的意义同第1个点
30-8 3.121,0.0,0.0 第1个水平层第4个点各项的意义同第1个点
30-9 4.015,0.0,0.0 第1个水平层第5个点各项的意义同第1个点
30-10 5.196,0.0,0.0 第1个水平层第6个点各项的意义同第1个点
30-11 6 LOX(2)
=
6 第2个水平层共有6个点
30-12 1.0,1.0,0.08
30-13 1.361,1.0,0.20
30-14 2.055,1.0,0.30
第12章 程序使用说明 427
续 表
数据 变量 说明
30-15 3.121,1.0,0.34
30-16 4.015,1.0,0.37
30-17 5.196,1.0,0.39
30-18 6 LOX(3)
=
6 第3个水平层共有6个点
30-19 1.0,10.0,.80
30-20 1.361,10.0,2.0
30-21 2.055,10.0,3.0
30-22 3.121,10.0,3.4
30-23 4.015,10.0,3.7
30-24 5.196,10.0,3.9
30-25 6 LOY(4)
=
6 第4个水平层共有6个点
30-26 1.0,100.0,8.00
30-27 1.361,100.0,20.00
30-28 2.055,100.0,30.00
30-29 3.121,100.0,34.00
30-30 4.015,100.0,37.00
30-31 5.196,100.0,39.00
31～59同EX1.DAT
5,计算结果
计算结果见表12.35计算图形见图12.20
表 12,35 例题12计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 0.778 0.605 86.93 -19.93 33.78
图 12,20 例题12 EX12计算图形
428 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,13 例题13 (EX13)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期具有拉力缝但不充水拉力缝底部x坐标为0.0
2,计算内容
用单形法最优化方法搜索最小安全系数F
m
3,数据文件修改
1) EX1.DAT第2行无拉力缝OPTION(3)
=
0改为有拉力缝OPTION(3)
=
1
2) 滑裂面网格数据与EX7.DAT同
3) EX1.DAT第59行输完滑裂面数据后增加输入拉力缝底部x坐标YTENSION=0.0
4,数据文件EX13.DAT说明表12.36
表 12,36 数据文件EX13.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.13,TENSION CRACK
2 0,1,1,0,0,0～ OPTION(3)
=
1 具有拉力缝但缝内不充水
3～59行同例题1
60 0.0 YTENSION
=
0.0 拉力缝底部y坐标
5,计算结果
计算结果见表12.37计算图形如图12.21
表 12,37 例题13计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始 F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 1.955 1.231 78.88 -36.36 10.81
图 12,21 例题13 EX13计算图形
第12章 程序使用说明 429
12,6,14 例题14 (EX14)
1,计算条件
同例题1
2,计算内容
采用蒙特卡洛法计算圆弧滑裂面可靠度指标β
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第2行由OPTION(4)
=
0改为OPTION(4)
=
1进行可靠度计算
2) 第30行输完土层材料指标后增加可靠度计算的数据子单元
4,数据文件EX14.DAT说明表12.38
表 12,38 数据文件EX14.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.14 MONTE-CARLO
2 0,1,0,1,0,0
OPTION(4)
=
1 计算可靠度指标
3～30行同例1
数据子单元可靠度分析数据
30-1 1,2 NPROB
=
1 采用蒙特卡洛法
NLB
=
2 具有随机特征的土层总数为2
30-2 500 ITM
=
500 进行500次蒙特卡洛法抽样
30-3 3,0,20,30
K
=
3 输入3个种子
MEED(I)
=
0,20,30 种子分别为0 20 30
第1号材料凝聚力孔压系数不是随机变量摩擦系数是随机变量
30-4 1,2,-1,0,0.6494,0.09,-1,0.0
MD(1)
=
1 具有随机特性的第1个土层为1号土
MTYPE(1)
=
2 该层土的概型为正态分布
CMEAN(1)
=
-1 该层土粘聚力的均值若输入负值,则凝粘力按不是随机变量处理
CDEV(1)
=
0 该层土凝聚力的标准差
MEAN(1)
=
.6494 该层土摩擦系数的均值为0.6494
FDEV(1)
=
0.09 该层土摩擦系数的标准差为0.09
RMEAN(1)
=
-1 该层土孔压系数均值因
RMEAN(1)?1<0故孔压系数也不是随机变量
RDEV(1)
=
0 该层土孔压系数的标准差
第2号材料孔压系数不是随机变量粘聚力摩擦系数是随机变量
30-5 2,2,5.0,0.5,0.364,0.05,-1,0.0 各项意义同31? 4行
31～59同EX1.DAT
因NPROB
=
1采用蒙特卡洛法不能进行变量的相关分析计算故不输入相关计算识别符KK和相关系数矩阵R11(I,J)
5,计算结果
计算结果见表12.39
430 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,39 例题14计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始β
1
x
c
y
c
D
s
蒙特卡洛法 6.166 75.0 -22.5 30.0
12,6,15 例题15 (EX15)
1,计算条件
同例题1
2,计算内容
采用一次二阶矩(FOSM)法计算指定圆弧滑裂面可靠度指标
3,数据文件修改
1) EX1.DAT第2行OPTION(4)
=
1进行可靠度计算
2) EX1.DAT第30行输完土层材料指标后增加可靠度计算的数据子单元
3) EX14.DAT输完具有随机特征的土层指标后增加输入随机变量不相关标识符KK
=
0
4,数据文件EX15.DAT说明表12.40
表 12,40 数据文件EX15.DAT
数据 变量 说明
1 'EXAMPLENO.15,RELIABILTY,FOSM'
2 0,1,0,1,0,0 OPTION(4)
=
1 进行可靠度计算
3～30同EX1.DAT
30-1～30-4 行为可靠度分析数据
30-1 2,2 NPROB
=
2 采用FOSM法
NLB
=
2 具有随机特征的土层总数为2
30-2 1,2,-1,0,0.6494,.09,-1.,0 意义同例14
30-3 2,2,5.,0.5,0.364,0.05,-1,0 意义同例14
30-4 0 KK
=
0 随机变量不相关
31～59同EX1.DAT
5,计算结果
计算结果见表12.41
表 12,41 例题15计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始β
1
x
c
y
c
D
s
FOSM 6.418 75.0 -22.5 30.0
从例题14例题15的计算结果看出计算初始可靠度指标蒙特卡洛法β
=
6.137和一次二阶矩法 β
=
6.390二者相近
第12章 程序使用说明 431
12,6,16 例题16 (EX16)
1,计算条件
同例题1滑弧通过指定的上下交点其坐标分别为x
B
=
25.503 y
B
=
5.000 x
C
=
96.289
y
C
=
25.490
2,计算内容
用网格法找出滑弧通过指定坝坡上下交点滑弧半径为52.5～92.5m步长为10.0
的五个圆弧的最小安全系数F
m
3,数据文件修改
1) 将EX1.DAT第57行LL0
=
0改为LL0
=
1
2) 在EX1.DAT第58 59行输入有关的参数与例题6不同点在于本例布置的网格是在半径方向
4,数据文件EX16.DAT说明表12.42
表 12,42 数据文件EX16.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.16DEFINEACIRCLEBASEDONCROWNANDTOEPOSITIONS
2～56行与例题1同
第57～59行圆弧滑裂面数据
57 1,0,0 LLO
=
1>0 滑弧通过指定的上下端点
LL1
=
0 毕肖普法
LL2
=
0 用网格法搜索F
m
58 2,20,72.5,10.0 IGRID
=
2 在圆弧半径方向增大或减少的网格
NS
=
20 划分的土条数
CCD
=
72.5 中间圆弧的半径
BCD
=
10.0 滑弧半径的步长
59 25.503,-5.0,96.289,25.490
XL1
=
25.503 上交点的x坐标
YL1
=
-5.000 上交点的y坐标
XL2
=
96.289 下交点的x坐标
YL2
=
25.490 下交点的y坐标
5,计算结果
计算结果见表12.43计算图形见图12.22
表 12,43 例题16计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 1.920 1.555 94.162 -66.986 25.514
432 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,22 例题16 EX16计算图形
12,6,17 例题17 (EX17)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期滑弧通过指定的上交点其坐标为x
=
25.503 y
=
5.000
2,计算内容
滑弧通过指定的上交点用枚举法搜索F
m
3,数据文件修改与EX16.EAT比较
1) 57行LLO<0判定滑弧通过指定的上交点
2) 58行划分的网格为在圆弧半径方向增大或减少的格数
3) 59行第3项LDN为上交点还是下交点的识别符若LDN>0则此行第1 2项为上交点x y坐标
4) 若LDN<0则此行第1 2项为滑弧与边界线下交点x y坐标
4,数据文件EX17.DAT说明表12.44
表 12,44 数据文件EX17.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLENO.17,DEFINEACIRCLECROWN
2～56同EX1.DAT
(第57～59行圆弧滑裂面数据)
57 -1,0,0
LLO
=
-1<0 滑弧通过指定的上交点
LL1
=
0 毕肖普法
LL2
=
0 用枚举法搜索F
m
58 2,20,72.5,10.0
IGRID
=
2 在圆弧半径方向增大或减少的网格数
NS
=
20 划分的土条数
CCD
=
72.5 中间圆弧的半径
第12章 程序使用说明 433
续 表
数据 变量 说明
BCD
=
10.0 中间圆弧的半径的步长
59 25.503,-5.0,1,26.345
XL1
=
25.503 上交点的x坐标
YL1
=
-5.000 上交点的y坐标
LDN
=
1 判别为上交点若LDN<0判别为下交点则本行第1 2项即为下交点x y坐标
Ds
=
26.345 中间滑弧的深度
5,计算结果
计算结果见表12.45计算图形见图12.23
表 12,45 例题17计算结果
相应于临界滑裂面参数
计算方法 初始F
1
最小F
m
x
c
y
c
D
s
毕肖普法 1.822 1.555 94.903 -66.155 26.345
图 12,23 例题17 EX17计算图形
12,6,18 例题18 (EX18)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期
2,计算内容
计算指定任意形状滑裂面的安全系数F且滑裂面上的线段均为直线
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第2行由圆弧OPTION(2)
=
1改为非圆弧OPTION(2)
=
0
2) 第57行以后由圆弧滑裂面改为任意形状滑裂面
4,数据文件EX18.DAT说明表12.46
434 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,46 数据文件EX18.DAT
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.18 NON-CIRCULAR SLIP SURFACE
2 0,0,0,0,0,0
OPTION(2)
=
0 任意形状滑裂面
3～56行同例1
57～61行为任意形状滑裂面数据
57 4,0,0 NS1
=
4 滑裂面上的控制点数
NOPT
=
0 计算指定滑裂面不进行优化计算
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5.0,0,0.0
KQ2(1)
=
1 第一个控制点的土条编号为1
X1(1)
=
27.5 该控制点的x坐标为27.5
Y1(1)
=
-5.0 该控制点的y坐标为?5.0
NL(1)
=
0 该控制点的移动自由度为0
AL(1)
=
0.0 该控制点移动的角度为0.0
59 15,50.0,30.0,0,0.0
KQ2(2)
=
15 第二个控制点的土条编号为15
X1(2)
=
50.0 该控制点的x坐标
Y1(2)
=
30.0 该控制点的y坐标
NL(2)
=
0 该控制点的移动自由度为0
AL(2)
=
0.0 该控制点移动的角度为0.0
60 40,110.0,30.0,0,0.0.....,
61 45,115.0,27.5,0,0.0.....,
62 6 LN0
=
6>3 3为滑裂面上的线段总数输入任一大于3的整数滑裂面上的线段均为直线
5,计算结果
计算结果见表12.47计算图形见图12.24
图 12,24 例题18 EX18计算图形
第12章 程序使用说明 435
表 12,47 例题18计算结果
滑裂面上的控制点坐标
F
x1 y1 x2 y2 x3 y3 x4 y4
2.479 27.5 -5.0 50.0 30.0 110.0 30.0 115.0 27.5
12,6,19 例题19 (EX19)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期用单形法搜索任意形状滑裂面F
m
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
本例的滑裂面一部分为直线一部分为曲线滑裂面的第3 4段为直线其余线段为曲线
3,数据文件EX18.DAT修改
第57行任意形状滑裂面数据后增加2行说明滑裂面上的直线段的数目及其序号
4,数据文件EX19.DAT说明表12.48
表 12,48 数据文件EX19.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.19,SIMPLEX METHOD
2 0,0,0,0,0,0 OPTION(2)
=
0 任意形状滑裂面
2～56行同例1
57～63行任意形状滑裂面数据
57 5,2,0 NS1
=
5 滑裂面上的控制点数为5
NUPT
=
2 用单形法搜索任意形状滑裂面F
m
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5.0,1,0.0
KQ2(1)
=
1 第一个控制点的土条编号
X1(1)
=
27.5 该控制点的x坐标
Y1(1)
=
-5.0 该控制点的y坐标
NL(1)
=
1 该控制点的移动自由度为1
AL(1)
=
0.0 该控制点移动的角度为0(即沿水平向)
59 10,60.0,25.0,1,45.0
KQ2(2)
=
10 第二个控制点的土条编号
X1(2)
=
60.0 该控制点的x坐标
Y1(2)
=
25.0 该控制点的y坐标
NL(2)
=
1 该控制点的移动自由度为1
AL(2)
=
45.0 该控制点移动的角度为45.0
60 16,75.0,30.0,1,0.0.....,
61 28,110.0,30.0,1,0.0.....,
62 2 LO
=
2 滑裂面上有2段直线,其余线段为曲线
63 3,4 NP(I)
=
3,4 直线段的序号为第3 4号
5,计算结果
计算结果见表12.49计算图形见图12.25
436 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,49 例题19计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 28.2 53.7 83.7 98.1 103.5
1.761 1.680 y -5.0 18.7 30.0 30.0 27.5
图 12,25 例题19 EX19计算图形
12,6,20 例题20 (EX20)
1,计算条件
同例题1稳定渗流期有拉力缝且充水
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
滑裂面上的线段均为直线
3,数据文件修改与例题19比较
第2行无拉力缝OPTION(3)
=
0改为有拉力缝且充水OPTION(3)
=
2
4,数据文件EX20.DAT说明表12.50
表 12,50 数据文件EX20.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.20,SIMPLEX METHOD,TENSION CRACK
2 0,0,2,0,0,0 OPTION(3)
=
2 有拉力缝且充水
3～64同例19
5,计算结果
计算结果见表12.51计算图形见图12.26
本例为非圆弧滑裂面滑面的第一个点的坐标即代表拉力缝的深度故没有例13圆弧滑裂面中的YTENSION的数据
第12章 程序使用说明 437
表 12,51 例题20计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 35.7 43.3 85.9 114.6 117.2
1.789 1.595 y 0.0 8.3 30.0 30.0 27.5
图 12,26 例题20 EX20计算图形
12,6,21 例题21 (EX21)
1,计算条件
稳定渗流期具有表面荷载图12.12示一边坡在平台线段1上作用有缆机荷载其垂直荷载为梯形分布水平荷载为均匀分布由于本身稳定安全系数较低故在坡面上(线段3 5)打了与X轴夹角165的预应力锚索设在第3 5线段上分别打了7排每根预应力
300t(1t=9.8kN)排距5m的锚索则每单位宽度锚索荷载为7 300/5
=
420t/m
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
滑裂面上的线段均为直线
3,数据文件修改与例19比较
1) 第2行由没有表面荷载OPTION(5)
=
0改为有表面荷载OPTION(5)
=
1
2) 在输完边界线浸润线后,增加具有表面荷载的控制数据
4,数据文件EX21.DAT说明表12.52
表 12,52 数据文件EX21.DAT和说明
数据 变量 说明
(1～6行控制数据)
1 N021 CRANE
2 0,0,0,0,1,0
OPTION(5)
=
1 具有表面荷载
438 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
3 0 MTE
=
0 有效应力法
4 500.0,500.0,-1
UWL=
500>150
表明坡外无水(150为基础面Y坐标)
UWLI
=
500 用有效应力法UWL
=
WUL1
ASP
=
-1<0 罗厄法
5 0,0.0,0.0,0
IQUA
=
0 因无地震,本行第2 3 4项填 0 即可
6 1.0
7～13行控制点的数据
7 6
8 1,79.0,37.0
……
13 6,207.0,150.0
14～15行材料数据
14 1
15 1,35.0,0.0,0.0,0.0,2.5,2.5,0
16～21行边界线浸润线数据
16 5,0
17 1,2,1
18 2,3,1
19 3,4,1
20 4,5,1
21 5,6,1
22～30)行表面荷载数据
22 3 NNP
=
3 具有表面荷载的线段总数为3
23 1,3,5 NP(I)
=
1,3,5 具有表面荷载的线段序号为1,3,5
24 1 NUR(1)
=
1 第1条线段承受的荷载种类为分布力
25 10.0,16.0 PN(1,1)
=
10.0 该线段分布荷载的x分量在左端点的值
PN(1,2)
=
16.0 该线段分布荷载的x分量在右端点的值
26 4.4,4.4 PT(1,1)
=
4.4 该线段分布荷载的y分量在左端点的值
PT(1,1)
=
4.4 该线段分布荷载的y分量在右端点的值
27 0 NUR(2)
=
0 第2条线段承受的荷载种类为集中力
28 420,165,U
=
420.0 该线段承受的集中力数值
AF
=
165.0 该线段承受的集中力倾角(以度计)
29 0 NUR(3)
=
0 第3条线段承受的荷载种类为集中力
30 240.,165,SU
=
240.0 该线段承受的集中力数值
AF
=
165.0 该线段承受的集中力倾角
31～37行为非圆弧滑裂面数据
31 4,2,0 31～35行各项意义同例19
32 1,79.0,37.0,0,0.0
33 6,90.0,55.0,1,0.0
34 15,126.0,100.0,1,0.0
35 30,207.0,150.0,1,0.0
36 3 LNO
=
3 滑裂面上有3条直线
37 1,2,3 LOO(I)
=
1,2,3 滑裂面上3条直线的编号为1 2 3
5,计算结果
计算结果见表12.53计算图形见图12.27
第12章 程序使用说明 439
表 12,53 例题21计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 79.0 90.8 129.7 207.5
1.038 1.029 y 37.0 55.0 100.0 150.0
图 12,27 例题21 EX21计算图形
12,6,22 例题22 (EX22)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期
2,计算内容
随机搜索任意形状滑裂面的安全系数F
m
3,数据文件修改与例题19比较
1) 第57行单形法NOPT
=
2改为NOPT
=
12随机搜索
2) 第62行输完滑裂面上控制点的数据后增加随机搜索数据
4,数据文件EX22.DAT说明表12.54
表 12,54 数据文件EX22.DAT和说明
数据 变量 说明
1 'EXAMPLE NO.22
2 0,0,0,0,0,0 OPTION
=
0 任意形状滑裂面
(3～56行同例1)
(5～62行滑裂面数据)
57 5,12,0 NS1
=
5 滑裂面上的控制点数
NUPT
=
12 随机搜索
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5.0,1,0.0 (第59～63行各项意义同例19)
59 10,60.0,25.0,1,0.0
60 16,75.0,30.0,1,0.0
440 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
数据 变量 说明
61 28,110.0,30.0,1,180.0
62 35,130.0,27.5,1,180.0
(62-1～62-6行随机搜索数据)
62-1 5
IX
=
5 随机搜索的种子为5
62-2 1,10.0
KK
=
1 滑裂面上随机搜索的第1个控制点
ZP
=
10.0 第1个控制点随机搜索的半带宽度为
10.0
62-3 2,15.0
KK
=
2 滑裂面上随机搜索的第2个控制点
ZP
=
15.0 第2个控制点随机搜索的半带宽度为
15.0
62-4 3,20.0 滑裂面上随机搜索的第3个控制点
62-5 4,20.0
62-6 5,25.0
63 2 LNO
=
2 滑裂面上有2段直线,其余线段为曲线
64 3,4 LOO(I) 直线段的序号为第3号及第4号
5,计算结果
计算结果见表12.55计算图形见图12.28
表 12,55 例题22计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 27.2 69.1 82.6 99.2 104.6
1.897 1.662 y -5.0 25.0 30.0 30.0 27.5
图 12,28 例题22 EX22计算图形
第12章 程序使用说明 441
12,6,23 例题23 (EX23)
1,计算条件
同例题1第2号材料的粘聚力c和摩擦系数tanφ相关相关数为? 0.2
2,计算内容
采用ROSENBLEUTH法计算非圆弧滑裂面最小可靠度β
m
3,数据文件修改与例题19比较
1) 第2行不进行可靠度计算OPTION(4)
=
0改为OPTION(4)
=
1进行可靠度计算
2) 在有关材料数据(28 ～30行)后增加可靠度分析数据
4,数据文件EX23.DAT说明表12.56
表 12,56 数据文件EX23.DAT和说明
数据 变量 说明
1 EXAMPLE NO.23,RELIABILITY ANALYSIS
2 0,0,0,1,0,0
OPTION(4)
=
1 进行可靠度计算
3～27行同EX1.DAT
28～30行材料数据同例1
28 2
29 1,33.0,0.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30 2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
30-1～30-7行可靠度计算数据
30-1 3,2
NPROB
=
3 采用ROSENBLEUTH法
NLB
=
2 具有随机特征的土层总数为2
30-2 1,2,-1,0,0.6494,0.09,-1,0 各项意义同例14
30-3 2,2,5.,0.5,0.364,0.05,-1,0 各项意义同例14
30-4 1 KK
=
1 随机变量相关
30-5 1,0,0 R11(1,1)
=
1 第(31-5～7)行为相关系数矩阵
30-6 0,1,-0.2
30-7 0,-0.2,1
31～56行为边界线浸润线数据同EX1.DAT
57～62行非圆弧滑裂面数据
57 4,2,0
NS1
=
4 滑裂面上控制点数
NOPT
=
2 用单形法搜索最小可靠度指标β
m
IRE
=
0 程序默认迭代100次
58 1,27.5,-5,1,0,(59～62行各项意义同EX19.DAT)
59 15,50.,30.,1,0,
60 40,110.,30.,1,0,
61 45,115.,27.5,1,0,
62 6
LNO
=
6>4 滑裂面上的线段均为直线
5,计算结果
计算结果见表12.57
442 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,57 例题23计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始β
1
最小β
m
x 33.9 75.1 119.1 124.2
5.127 4.023 y -5.0 30.0 30.0 27.5
12,6,24 例题24 (EX24)
1,计算条件
计算剖面同例题1稳定渗流期遇地震第1 2号材料的组合强度包线指标摩擦角φ
1
分别为24.64° 15.11°凝聚力c
1
分别为5.0kPa 65kPa
2,计算内容
用组合强度包线指标并搜索临界滑裂面F
m
3,数据文件修改与例1比较
1) 第5行原为不进行地震计算IQUA
=
0改为IQUA
=
8遇8度地震
2) 在第28行29行中因在第5行输入地震参数故程序识别PF1(1)
3)
PC1(1) PF1(2) PC1(2)为组合强度包线指标
4,数据文件EX24.DAT说明表12.58
表 12,58 数据文件EX24.DAT和说明
数据 变量 说明
第1～4行同例1
1 EXAMPLENO.24,
2 0,0,0,0,0,0
3 0
4 0.0,0.00,-2.0
5 8,27.5,32.5,1
IQUA
=
8 地震烈度为8
6 1.0
RW
=
1 水容重
(7～27行同例1)
(28～30行材料指标孔压输入方法)
28 2
IN
=
2 2种材料
29 1,33.0,0.0,24.64,5.0,2.0,2.1,0
L
=
1 材料序号为1
PF(1)
=
33 第1号材料φ
′
′
为33
PC(1)
=
0.0 第1号材料c ′
为0.0
PF1(1)
=
24.64 第1号材料组合强度包线指标φ
1
为24.64
PC1(1)
=
5.0 第1号材料组合强度包线指标c
1
为5.0
PDW(1)
=
2.1 第1号材料天然容重
PDS(1)
=
2.1 第1号材料饱和容重
LRU(1)
=
0 孔压按简化法确定
30 2,20.0,5.0,15.11,6.5,2.0,2.1,0 各项意义同第29行
31～56行边界线浸润线同例1
57～62行任意形状滑裂面数据
第12章 程序使用说明 443
续 表
数据 变量 说明
57 4,2,0
58 1,27.5,-5,1,0,
59 15,50.,30.,1,0,
60 40,110.,30.,1,0,
61 45,115.,27.5,1,0,
62 6
5,计算结果
计算结果见表12.59计算图形见图12.29
图 12,29 例题24 EX24计算图形
表 12,59 例题24计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 16.15 79.03 110.53 115.88
1.880 1.380 y -5.0 30.00 30.0 27.5
12,6,25 例题25 (EX25)
1,计算条件
计算剖面同例题1但18 19点连线为一无厚度的软弱夹层
2,计算内容
使用软弱夹层功能用单形法搜索任意形状滑裂面的 F
m
要求部分滑面通过软弱夹层
3,数据文件修改与例题1比较
1) 第3行增加一项扩充功能行
2) 数据第59,60行输入软弱夹层线信息
数据文件EX25.DAT说明表12.60 4,
444 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
表 12,60 数据文件EX25.DAT和说明
行号 数据 说明
1,'EXAMPLE NO.25' 设软弱夹层功能例
2,0,0,0,0,0,1 OPTION(6)
=
1,新增加一项扩充功能行
3,0,0,0,1,0,0 扩充功能行OP1(4)
=
1,设软弱夹层功能
4,0
5,0.0,0.00,-2.0
6,0,27.5,32.5,1
7,1
8,21
9,1,150.0,27.5 以下同EX19.DAT
10,
57,10,12,2
58,12,14,1 最后一条浸润线数据
59,1 有1条无厚度软弱夹层线
60,18,19,1 该软弱夹层连结点18,19,土号为1
61,5,2,0
62,1,27.5,-5,1,0,
63,10,60.,25.,1,45,
64,16,75.,30.,1,0,
65,28,110.,30.,1,0,
66,35,115.,27.5,1,0,
67,0,0,1,0 WS(1)
=
0,滑裂面的第1段不在软弱夹层上
WS(2)
=
0,滑裂面的第2段不在软弱夹层上
WS(3)
=
1,滑裂面的第3段在编号1的软弱夹层上
68,2 滑裂面上有两个直线段
69,3,4 滑裂面第3,4段为直线段
5,计算结果
计算结果见表12.61计算图形见图12.30
图 12,30 例题25(EX25)计算图形
第12章 程序使用说明 445
表 12,61 例题25计算结果
临界滑裂面上控制点坐标
初始F
1
最小F
m
x 28.2 53.7 83.7 96.1 106.6
1.690 1.680 y -5.0 18.8 30.3 30.5 27.5
12,6,26 例题26(EX26)
1,计算条件
计算剖面及材料指标同例题1稳定渗流期遇地震用户输入水平和垂直地震系数
2,计算内容
计算指定非圆弧滑裂面F
3,数据文件修改与例题18比较
1) 第5行原为不进行地震计算IQUA
=
0改为IQUA
=
2
2) 在数据第6行输入水平和垂直地震系数LQH第7～9行输入其有关数据LQH,CYE(I),
COE(I),VOE(I)
4,数据文件EX26.DAT说明表12.62
表 12,62 数据文件EX26.DAT和说明
行号 数据 说明
1,EXAMPLENO.26,
SEISMIC COEFFICIENT
ASSIGNED BY THE USER'
由用户输入水平和垂直地震系数例
2,0,0,0,0,0,0
3,0
4,0.0,0.0,-2.0
5,-2,27.5,32.5,1
IQUA
=
2,输入水平和垂直地震系数
6,3
LQH
=
3分3个高程输入地震系数
7,-5.0,0.15,0.10
CYE(I)
=
-5 承受地震力的y坐标
COE(I)
=
0.15 该高程水平地震力系数
VOE(I)
=
0.1 该高程垂直地震力系数
8,27.5,0.10,0.10
9,40.0,0.10,0.10
10,1
11～32行控制点数据同EX1.DAT
11,21
12,1,150.0,27.5
…………
446 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
行号 数据 说明
31,20,42.5,32.5
32,21,200.0,0.0,
33～61行为材料边界线浸润线数据同EX1.DAT
33,2
34,1,33.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
35,2,20.0,5.0,0.0,0.0,2.0,2.1,0
36; 17,8
37,1,2,2
38,2,3,1
………… 同EX1.DAT
…………
…………
…………
61,12,14,1
62～67行为滑裂面数据
62,4,0,0
63,1,27.5,-5,0,0,
64,15,50.,30.,0,0,
65,40,110.,30.,0,0,
66,45,115.,27.5,0,0,
67,6
5,计算结果
安全系数F
=
2.265计算图形见图12.31
图 12,31 例题26 EX26计算图形
第12章 程序使用说明 447
12,6,27 例题27 (EX27)
1,计算条件
计算剖面如图13.4
2,计算内容
本例为第2章和第13章13.4节介绍的三峡重力坝3坝段抗滑稳定例有软弱夹层且土条侧向力假定函数由用户指定可以使用程序拉力缝充水功能来模拟重力坝水压力计算指定滑裂面的F
3,数据文件修改
1) 第2行OPTION(3)
=
2表示有拉力缝且充水OPTION(6)
=
1 表示在第二行后增加一行扩充功能OP1(I)
2) 第3行为扩充功能OP1(3)
=
1 用户输入f(x)和f
0
(x) OP1(4)
=
1具有无厚度软弱夹层
3) 第81～84行为无厚度软弱夹层信息
4) 第92～98行为f(x)和f
0
(x)信息
4,数据文件EX27.DAT说明表12.63
表 12,63 数据文件EX27.DAT和说明
行号 数据 说明
1,Three Gorges,Section 3 本例说明设软弱夹层的功能
2,0,0,2,0,0,1 OPTION(3)
=
2,使用拉力缝充水来模拟重力坝水压力
OPTION(6)
=
1增加下面一行扩充功能
3,0,0,1,1,0,0 OP1(3)
=
1 用户输入f (x)和f
o
(x),OP1(4)
=
1具有软弱夹层
4,0
5,123.0,123,20.0
6,0,90,90,0
7,1
8,32
9,1,0,0
10,2,16,0
11,3,16,22.2
12; 4,39.6,55
13,5,41.6,55
14,6,70.4,95
15,7,9,95
16,8,7.5,100
17,9,-17.5,100
18,10,-12.5,80
19,11,0,75
20,12,80.64,95
448 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续 表
行号 数据 说明
21,13,86.62,103.3
22,14,99.06,103.3
23,15,102.4,120
24,16,118,120
25,17,118,142.80
26,18,120.17,142.8
27,19,130.4,162.8
28,20,167,162.80
29,21,167,103.30
30,22,118,103.30
31,23,267,142.80
32,24,-80,10
33,25,0,10
34,26,-5,77.5
35,27,15,88.75
36,28,30.32,95
37,29,118,133.28
38,30,167,149.53
39,31,163.805,177.084
40; 32,227.74,150.65
41; 5
42,1,47.726,300,0,0,2.45,2.45,
0
43 2,50.19,110,0,0,2.7,2.7,0
44,3,35.,20.,0,0,2.7,2.7,0
45,4,0,0,0,0,1.85,1.85,0
46,5,0,0,0,0,1,1,0
47,26,8
48,1,25,1
49,11,25,1
50 1,2,1
51,2,3,1
52,3,4,1
53,4,5,1
54; 5,6,1
55,6,7,2
56,7,8,2
57,8,9,2
58,9,10,2
59,10,11,1
60,6,12,2
61,12,13,2
62,13,14,2
63,14,15,2
第12章 程序使用说明 449
续 表
行号 数据 说明
64,15,16,2
65,16,17,2
66,17,18,2
67,18,19,2
68,19,20,2
69,20,21,4
70,21,22,4
71,22,14,4
72,20,23,2
73,24,25,5
74,24,25,5
75,25,11,1
76,11,27,1
77,27,28,1
78,28,29,2
79,29,30,4
80,30,20,4
81～84行软弱夹层数据
81,3 3条软弱夹层线
82; 9,19,3 第1条软弱夹层连结9,19两点所压材料号为3
83,19,31,2 第2条软弱夹层连结19,31两点所压材料号为2
84 31,32,2 第3条软弱夹层连结31,32两点所压材料号为2
85～91行为滑裂面数据
85,4,0,0
86,1,-17.5,100,0,0
87,18,130.4,162.8,0,0
88,28,163.805,177.084,0,23.0
89,38,227.74,150.65,1,0
90,1,2,3 滑裂面的第1 2 3段为第1 2 3条软弱夹层线
91,12 LNO
=
12滑裂面各段均为直线
OP1(3)不为零时输入92～ 98行为土条侧向力数据
92,0 ISPE
=
0输入以下有关土条侧向力倾角分布函数的详细数据
93,1 IBOUN
=
1
94,0.,0,FAB,FBB
=
0
95,4 IFUN
=
4
96,-180 XFUN(1),FUN(1)
97,130.,1.0 XFUN(2),FUN(2)
98,227,0
99,260,0
5,计算结果
安全系数F
=
3.401计算图形见图12.32
450 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,32 例题27 EX27计算图形
12,6,28 例题28 (EX28)
1,计算条件
剖面为第8章[例题8.1]土压力作用点位于墙中点方向水平
2,计算内容
用单形法搜索任意形状滑裂面F
m
3,数据文件修改
1) 第3行OP(1)
=
2计算主动土压力并同时满足力和力矩平衡条件若OP(1)
=
3
则仅满足力平衡条件的土压力计算即为库仑土压力理论
2) 第19行输入假定的土压力GWALL
=
39.283土压力作用位置与墙底的垂直距离
HMW
=
6.0土压力与水平线的夹角EWALL
=
0
4,数据文件EX28.DAT说明表12.64
表 12,64 数据文件EX28.DAT和说明
行号 数据 说明
1,CLASSICAL RANKINE
EARTH PRESSURE
2,0,0,0,0,0,1 OPTION(6)
=
1 新增加下面一行补充功能
3,2,0,0,0,0,0 OP(1)
=
2 仅计算主动土压力
4,0
5,20.0,20.,2
6,0,0,0,0
7,1
8,4
第12章 程序使用说明 451
续 表
行号 数据 说明
9,1,0,0
10,2,50,0
11,3,50,12
12,4,70,12
13,1
14,1,36.,0,0,0,2.1,2.1,0
15,3,0
16,1,2,1
17,2,3,1
18,3,4,1
19行为土压力数据
19,39.283,6.0,0 GWALL
=
39.283
HMW
=
6
EWALL
=
0
土压力数值
与墙基垂直距离
土压力与水平线的夹角
20～28滑裂面数据
20,3,12,0
21,1,40,0,1,0
22,8,45,7,2,0
23,16,50,12,0,0
24,100 随机搜索种子
25,1,8 第1点半带宽为8
26,2,5 第2点半带宽为6
27,3,0
28,0
5,计算结果
计算图形见图12.33墙将承受的主动土压力值P
a
=
54.808
图 12,33 例题28 EX28计算图形
452 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,29 例题29 (EX29)
1,计算条件
三峡重力坝3坝段深层抗滑稳定例拉力缝充一定高度水采用土条侧向力的第2种假定
2,计算内容
此例题和例题27有相同的剖面但滑裂面穿过坝体此例题若采用与例题27相同的方法模拟库水压力则由于A点上侧有B C两个点难以确认水压力是相应AB还是AC计算的故使用OPTION(3)
=
2即在拉力缝内设指定水柱高
3,数据文件修改
1) 第2行OPTION(3)
=
2拉力缝内设指定水柱高
2) 第120行ISPE
=
2采用土条侧向力的第2种假定
3) 第121行IBOUN
=
0 f
0
(x)的数值由用户指定
4) 第121行f
0
(x)在端点A和D的数值分别为FAB
=
0和FBB
=
1
4,数据文件EX29.DAT说明表12.65
表 12,65 数据文件EX29.DAT和说明
行号 数据 说明
1,EX29.DAT 重力坝抗滑稳定例拉力缝充水一定高度
2,0,0,-2,0,0,1 OPTION (3)
=
2,拉力缝充水
OPTION (6)
=
1,新增功能
3,65 因拉力缝充水一定高度紧接下一行就要输入充水高度
65m
4,0,0,1,0,0,0 OP(3)
=
1,侧向力假定控制码,与120行呼应
5,0
6,123.0,123,-2.0
7,0,90,90,0
8,1
9,49
10,1,0,0
11,2,16,0
12,3,16,22.2
13,4,39.6,55
14,5,41.6,55
15,6,70.4,95
16,7,9,95
17,8,7.5,100
18,9,-17.5,100
19,10,-16.25,95
20,11,-12.5,80
21,12,0,75
第12章 程序使用说明 453
续 表
行号 数据 说明
22,13,80.64,95
23,14,86.62,103.3
24,15,99.06,103.3
25,16,102.4,120
26,17,118,120
27,18,118,142.80
28,19,130.4,162.8
29,20,46,95
21,69.27,107.37
32 23,56.7,108.21
24,78.57,120.33
35,26,35,106.41
35,-5,77.5
37,118,131.69
38,122.66,147.78
48,39,22.8,95
40,34.8,106.41
51,42,73.58,124.67
53,44,-80,10
55,46,30,95
58,49,98.28,136.41
60,
2,59.53,200,0,0,2.7,2.7,0
62,
4,35,20,0,0,2.7,2.7,0
30,
31,22,118,133.28
33,
34,25,23,95,
36,27,73.78,124.67
37,28,92.81,133.55
38,29,122.56,147.58
39,30,51.6,114.33
40,31,69.59,130.09
41,32,89.26,142.34
42,33,109.62,155.04
43,34,-17.5,123.17
44,
45,36,15,88.75
46,
47,
49,
50,41,51.4,114.33
52,43,92.61,133.55
54,45,0,10
56,47,120.17,142.8
57,48,98.18,136.21
59,5
1,47.726,300,0,0,2.45,2.45,0
61,
3,57.75,179.3,0,0,2.7,2.7,0
63,
454 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
续行号 数据
表
说明
64,5,0,0,0,0,1,1,0
65,36,8
66,44,45,5
1,45,1
69,1,2,1
5,6,1
6,7,2
78,10,11,1
79,11,12,1
80,6,13,2
82,14,15,2
83,15,16,2
85,17,18,2
88,29,38,3
90,25,26,4
93,27,28,4
96,39,40,2
98,41,42,2
49,38,2
104,46,37,2
105,37,18,2
67,
68,45,12,1
70,2,3,1
71,3,4,1
72,4,5,1
73,
74,
75,7,8,2
76,8,9,2
77,9,10,2
81,13,14,2
84,16,17,2
86,18,47,2
87,47,29,2
89,38,19,2
91,26,30,4
92,30,27,4
94,28,48,4
95,48,29,3
97,40,41,2
99,42,43,2
100,43,49,2
101,
102; 35,36,1
103,36,46,1
第12章 程序使用说明 455
续 表
行号 数据 说明
106,18,47,2
107,47,29,2
108,29,38,3
109,38,19,2
110,8,0,0
113,16,34.9,106.41,0,0
116,31,92.71,133.55,0,0
117,33,98.28,136.31,0,0
119,10
120,0
111,1,0,75,0,0
112,11,22.9,95,0,0
114,21,51.5,114.33,0,0
115,26,73.68,124.67,0,0
118,36,122.56,147.68,0,0
当OP(3)
=
1时读入以下数据ISPE
=
0
121,1 IBOUN
=
1
122,0.,0,FAB
=
0,FBB
=
0
123,4
-50,0,
90,0.5
分布函数有4个控制点
124,XFUN(1),FUN(1)
125,0.,0 XFUN(2),FUN(2)
126,22.9,0.1
127,XFUN(4),FUN(4)
5,
安全系数F
计算结果
计算图形见图12.34
=
2.879
C
A
B
图 12,34 例题29 EX29计算图形
456 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
12,6,30 例题30 (EX30)
1,计算条件
本例题为云南大水沟工程溢洪道边坡加固方案研究通过施加集中力和分布力模拟抗滑桩和锚索介绍新的外荷载功能集中力和分布力用法
2,计算内容
计算指定任意形状滑裂面的F
3,数据文件修改
1) 第2行OPTION(5)
=
1程序新增加的施加外力的第2种方式OPTION(5)
=
1
为曾介绍过的第1种施加外力方式
2) 第63行NNP
=
1 NNA
=
1线荷载总数为0点线荷载总数为1
3) 第64行集中力作用位置坐标XANCH
=
90.7,YANCH
=
45.8,单宽作用力ANCHL
=
100 9.8kN/m.作用力矢量与x轴夹角ANCHA
=
180°此行数据模拟抗滑桩作用
4,数据文件EX30.DAT说明表12.66
表 12,66 数据文件EX30.DAT
行号 数据 说明
1,DASHUIGOU 本例说明集中力新用法可用于抗滑桩计算
2,0,0,0,0,-1,0 OPTIN(5)
=
-1,第2种施加外力方式集中力以作用点位置输入与63,64行呼应
3,0
4,60.,60.,20,
0,30.,30,0
23
12,5,90.28,40.2
18,11,120.79,61.7
5,
6,1
7,
8,1,69.2,26.4
9,2,73.76,30.2
10,3,73.76,30.8
11,4,79,30.8
13,6,90.28,40.8
14,7,95.52,40.8
15,8,106.8,50.2
16,9,106.8,50.8
17,10,111.96,50.8
19,12,120.79,62.7
20,13,125.29,62.7
21,14,125.29,62.2
22,15,141.72,62.2
23,16,141.72,62.7
第12章 程序使用说明 457
续 表
行号 数据 说明
24,17,148.22,62.7
25,18,148.22,62.2
26,19,151.72,55.2
27,20,160.52,55.2
35,1,2,1
48,23,1,1
28,21,0,0
29,22,38,16.2
30,23,54,23.4
31,1
32,1,15,1.50,0,0,2.09,2.13,-1
33,0.2 孔隙水压力系数
34,14,0
……
44,10,11,1
45,11,12,1
46,21,22,1
47,22,23,1
63,1,1 NNP
=
1,NNA
=
1,线荷载总数为0点荷载总数为1
64 10 分布力作用于第10号线段
65 30,50 作用于第10号线段左右端点法线方向线荷载强度分别为30 50
66 0,0 作用于第10号线段左右端点切线方向线荷载强度均为
0
67,90.7,45.8,100.,-180,集中力作用位置坐标x
=
90.7,y
=
45.8单宽作用力为
1000 kN/m.作用力矢量与x轴夹角为? 180°
68,8,0,0
69,1,0,0,0,0
73,19,68,42.2,0,0
70,5,7,14.2,0,0
71:,9,28,25,0,0
72,14,44,32.6,0,0
74,25,81.4,46.4,0,0
75,30,106,54.4,0,0
76,35,114.8,55.9,1,0
77,0
5,计算结果
安全系数为F
=
0.964计算图形见图12.35
458 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
图 12,35 例题30 EX29计算图形
12,7 程序的安装和运行
12,7,1 程序的安装
需要将“STAB”提供的以下程序拷贝到硬盘中的一个设定的子目录
1)
P.EXE?STAB95的可执行目标程序
2)
DR1.EXE?STAB的后处理程序
3)
LINK.LSP?将成果转入AUTOCAD的程序
4)
EX*.DAT?11.5.7节的例题
5)
FON.EXE?支持DR1.EXE的字模软件
12,7,2 运行P.EXE
在应用P.EXE程序前需要编制一个一揽子文件文件中有4行
第1行数据文件名
第2行存放输出信息的数据文件名键入con则信息在屏幕中显示
第3行存放边坡剖面几何信息的文件名
第4行存放滑面信息的文件名
第3,4行的两个文件在计算结束后自动生成在使用后处理程序DR1.EXE时调入
例如某一揽子文件的名字为T.PAK内容有以下四行
“T.DAT
T.C
T.J
T.H”
键入P.EXE后程序将提问
Input your package filename”
此时键入T.PAK程序即开始运行
第12章 程序使用说明 459
12,7,3 后处理程序DR1.EXE
无论计算是否正常结束均应打开输出成果的文件(T.C)检查计算成果
在结束P程序时将得到文件T.J和T.H然后可以运行DR1程序以图形形式展示边坡剖面和滑裂面
键入DR1后屏幕下方将出现一个5行6列的菜单现分述其功能
11:DEF? 默认在重复运行某题时可以在前一次运行时按62键存入12 13和
14键要求回答的文件名本次运行只需按11键不必处理上述各键
12,DATA? 键入存放边坡剖面几何信息的文件在本例中为T.J
13,F.SLIP? 键入比例文件其格式另述也可以按15键通过调整图形生成一个比例文件
14,F.SCAL? 键入存放滑面信息文件在本例中为T.H
15,SCALE? 按此键将出现边坡的剖面但其大小和位置可能不合适使用键盘右侧的箭头键可以使图形左右上下移动使用+” 或L,?” 或
S键可以将图形放大缩小在按上述各键时如同时按住shift”键可以使这些动作加速进行调整合适后按回车键则生成一个比例文件暂取名为scale.tmp”用户可以在下次运行时通过回答13键设定比例文件不必每次都通过本键调整图形
21,GRAPH? 生成边坡图形
22,LOCATE? 显示图上出现的光标的坐标通过移动光标了解某点的坐标值
31,POINT? 显示指定点号的位置也可显示所有的点见32键解释
32,ALL? 显示所有信息按此键再按31 41 42时显示的是所有点线的位置此功能生效时屏幕上出方出现Show all on”再按此键屏幕上方出现Show all off”此功能不再生效
33,COLOR? 将图形转为白底以便通过屏幕拷贝将其转到其它图形编辑软件中
41,LINE? 显示指定线段号的线段也可显示所有的线段见32键的解释
42,PH,LINE? 显示指定浸润线段号的线段见32键的解释
51,SL,CIR? 显示圆弧滑裂面可以显示优化过程中的各滑面键入序号1显示初始滑面键入超过最后序号的任意数字均显示临界滑裂面
52,SL,GEN? 显示非园弧滑裂面功能与51同
55,MFILE? 在一个图中画出以往几次计算获得的临界滑裂面这个功能在汇总成果时特别有用
62,S,DEF? 存入12和13键的文件名次运行时按11键默认
63,H,COPY? 屏幕硬拷贝回车键后消除菜单按屏幕拷贝键
64,ACAD? 按此键程序自动形成一个ACAD.DAT文件参见12.7.4
假设我们对同一断面计算了若干种工况在整理报告时为了节约篇幅希望将这几个临界滑裂面放在一张图中可以通过55键实现
首先需要建立一个名为MFILE.DAT文件内有以下几行
460 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
第1行需要画的临界滑裂面的总数不得超过5个
第2行存有第1个临界滑裂面的文件名称
第3行存有第2个临界滑裂面的文件名称
..,
例如某一MFILE.DAT文件内容为
“3
T1.H
T2.H
T3.H”
说明本次要画3个临界滑裂面分别是以往3次运算后获得的滑裂面文件T1.H,T2.H,
T3.H
1) 和第3步一样按11和21键
2) 按55键图形中将出现3个临界滑裂面
3) 按63键抹去菜单后按PrtSc屏幕拷贝打印机将打印图形
下面用例题说明DR1.EXE的操作步骤
第一步运行稳定分析程序
1) 键入P后回车
2) 对程序的提问作回答一揽子文件名T.PAK
3) 运行正常结束后获得文件T.J和T.H
第二步执行运行后处理程序,操作步骤如下
1) 键入DR1
2) 在12键中键入边坡几何形状的文件T.J
3) 光标移到15键回车后调整图象使用→ ← +?实现图形向右向左放大缩小的效果考虑到手提计算机使用+?时要通过Fn键切换不很方便也可用L S键( L
=
Large S
=
Small )获得了满意的图像后回车,此时将获得一个比例文件SCALE.TMP
4) 在14键中键入滑裂面形状的文件T.H
5) 分别选用31,41,42可以检查点和线段
6) 对圆弧滑裂面键入51,非圆弧滑裂面选用52提问要求键入的滑面号答1为初始滑面答2为第2次迭代后的滑面答一个很大的数如200则为临界滑裂面
7) 选用63再一次回车即可抹去菜单再按屏幕拷贝键即可令打印机打出图形
8) 按62键存入T.J,T.H和SCALE.TMP这三个文件名
再次运行后处理程序可按11默认键因为上次运行己通过按62键存入了T.J,T.H
和SCALE.TMP故默认省去了按12 13和14键直接按21键获得图形
12,7,4 将计算成果转入AUTOCAD
执行本步骤可将图形转入AUTOCAD供设计人员作进一步的处理
在运行DR1获得满意的图形后将光标送到64:ACAD回车这样在当前硬盘子第12章 程序使用说明 461
目录中将出现一个名为ACAD.DAT的文件
运行AUTOCAD
运行应用程序(Application)该程序在ACAD.DAT12和14版中分别位于文件
(File)和工具(Tool)栏中通过浏览(Browse)选中LINK.LSP文件然后装载(Load)
该文件第二次运行时LINK.LSP已在供选择的菜单中不必浏览
键入指令(Command) LINK
对要求输入数据文件的提问按正确的路径键入ACAD.DAT屏幕上将出现图形
12,8 本章附录
12,8,1 本章数据文件表12.67
表 12,67 本 章 数 据 文 件
有关章节 系列号 数据文件名 内容
12.5,12-02-01 EX1.DAT 孔压按简化法确定计算指定滑裂面F
12-02-02 EX2.DAT 孔压内插计算指定滑裂面F
12-02-03 EX3.DAT 输入孔压系数计算指定滑裂面F
12-02-04 EX4.DAT 遇地震输入地震烈度计算指定滑裂面F
12-02-05 EX5.DAT 遇地震输入地震系数计算指定滑裂面F
12-02-06 EX6.DAT 用枚举法网格法搜索F
m
12-02-07 EX7.DAT 用单形法最优化法搜索F
m
12-02-08 EX8.DAT 水位骤降期用单形法搜索临界滑裂面F
m
12-02-09 EX9.DAT 峻工期使用Q剪指标计算指定滑裂面F
12-02-10 EX10.DAT 使用非线性强度指标单形法搜索F
m
12-02-11 EX11.DAT 施工期用现场试验的总强度q
cu
单形法搜索F
m
12-02-12 EX12.DAT 遇地震输入材料动指标用单形法搜索F
m
12-02-13 EX13.DAT 有拉裂缝用单形法搜索F
m
12-02-14 EX14.DAT 采用蒙特卡洛法计算指定滑裂面可靠度指标
12-02-15 EX15.DAT 采用一次二阶矩法计算指定滑裂面可靠度指标
12-02-16 EX16.DAT 滑弧通过指定的上下交点搜索F
m
12-02-17 EX17.DAT 通过指定的上交点并具有指定滑弧深度搜索F
m
12-02-18 EX18.DAT 计算指定不优化滑裂面F
12-02-19 EX19.DAT 用单形法最优化法搜索滑裂面F
m
12-02-20 EX20.DAT 有拉力缝且充水用单形法搜索滑裂面F
m
12-02-21 EX21.DAT 具有表面荷载计算指定滑裂面F
12-02-22 EX22.DAT 随机搜索滑裂面F
m
12-02-23 EX23.DAT 采用Rosenblenth法计算最小可靠度指标β
m
12-02-24 EX24.DAT 采用组合强度指标搜索临界滑裂面及F
m
12-02-25 EX25.DAT ISPE
=
-2 f(x)为正弦曲线
12-02-26 EX26.DAT 人工同时输入水平和垂直地震系数
12-02-27 EX27.DAT 无厚度软弱夹层三峡重力坝例
12-02-28 EX28.DAT 外边坡线由用户输入
12-02-29 EX29.DAT 拉力缝充水一定高度f(x)和f
0
(x)由用户输入三峡重力坝例
12-02-30 EX30.DAT 新的外荷载输入方法大水沟堆积体用抗滑桩加固例
462 土质边坡稳定分析?原理
方法
程序
参考文献
1 水利电力部第二工程局,土坝坝坡稳定计算DJS-18型(6912)电子计算机程序,1976
2 水利电力部水利水电规划设计院文件(84)水规算字第3号,转发土石坝设计十个专用程序在水利水电系统推广使用三个文件的通知,1984
3 中国水利水电科学研究院,土质边坡稳定分析程序STAB95使用手册,1994
