危岩稳定性计算

4.2危岩体稳定性计算及评价

4.2.1计算模型

目前，按照不同的标准，危岩分类系统多样，但是，从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值，可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3 类。计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中（30）～（50）计算公式。

勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩；当软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通，在动水压力和自重力作用下，缓慢向前滑移变形，形成滑移式危岩，其模式见图(图4.2-1)；当软弱夹层形成岩腔后，上覆盖体重心发生外移，在动水压力和自重作用下，上覆盖体失去支撑，拉裂破坏向下倾倒，形成倾倒式危岩(图4.2－2)。

图4.2－1 滑移式危岩示意图图4.2－2 倾倒式危岩示意图

1、滑移式危岩体计算

（1）计算模型

图4.2－3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙)

岩前缘

静水

图4.2－4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)

（2） 计算公式

① 后缘无陡倾裂隙（滑面较缓）时按下式计算

(cos sin )sin cos W Q U tg cl

K W Q θθ?θθ

--+=

+ （4.2.1）

式中：V ——裂隙水压力(kN/m)，2

2

1w w h V γ=

；

w h ——裂隙充水高度(m)，取裂隙深度的1/3。

w γ——取10kN/m 。

Q ——地震力(kN/m)，按公式e Q W ξ=?确定，式中地震水平作用系数e ξ取

0.05；

K ——危岩稳定性系数；

c ——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯

通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍；

φ——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未

贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍；

θ——软弱结构面倾角(°)，外倾取正，内倾取负； W ——危岩体自重(kN/m 3

)。

② 后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时，滑移式危岩稳定性按下式计算：

(cos sin sin )sin cos cos W Q V U tg c l

K W Q V θθθφθθθ

---+?=

++ （4.2.2）

式中符号同前。 2、 倾倒式危岩计算 （1） 计算模型

图4.2－5a 倾到式危岩稳定性计算示意图（后缘岩体抗拉强度控制）

图（2） 计算公式

① 危岩破坏由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算：

危岩体重心在倾覆点之外时：

01

2cos()2

sin 3sin cos cos()sin 3sin cos lk

w H

H h b

f K h H h b

W a Q h V βθββθβθββθ??-+-??

??=

??-?+?+++-??

??

（4.2.3）

危岩体重心在倾覆点之内时：

012cos()2

sin 3sin cos cos()sin 3sin cos lk w H h H h b

f W a K h H h b Q h V βθββθβθββθ??--?

?+-+?????

=

??-?+++-??

??

（4.2.4）

式中：h ——后缘裂隙深度（m ）；

w h ——后缘裂隙充水高度（m ）；

H ——后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m ）； a ——危岩体重心到倾覆点的水平距离（m ）；

b ——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m ）； 0h ——危岩体重心到倾覆点的垂直距离(m)；

lk f ——危岩体抗拉强度标准值（kPa ），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定：

θ——危岩体与基座接触面倾角（°），外倾时取正值，内倾时取负值； β——后缘裂隙倾角（°）

。 其它符号意义同前。

② 当危岩的破坏由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算：

2

01

3

1

(

cos )

3sin lk w f b W a K h Q h V b ββ

?+=

?++ （4.2.5）

式中各符号意义同前。

③ 对于孤立具有缓倾软弱结构面的危岩体，后缘无裂隙水压力，其计算时要考虑风力作用，稳定性按下式计算：

2

1

3()lk f b W a

K Q F h ?+=

+?风 （4.2.6）

式中：F 为风力，2(sin )F S V ρω=，ρ为空气密度，标准状态下31.293/kg m ρ=，

S

为迎风面积，v 为风速，计算时取10/v m s =，ω为风向与迎风面积间的夹角。

4.2.2危岩稳定性计算

根据危岩结构特征和形态特征，结合雁门沟1、2号危岩崩塌分析结果，本区危岩破坏模式主要为滑移式和倾倒式危岩。 （1）计算参数：

根据取样室内资料，危岩体天然重度26.4kN/m 3，饱和重度26.7kN/m 3；天然抗压强度标准值19.67MPa ，饱和抗压强度标准值14.07MPa ，天然抗拉强度标准值0.68MPa ，饱和抗拉强度标准值0.59Mpa 。

由于勘查区内无条件进行现场试验，根据现场对危岩的调查后反复分析，灰岩裂隙面大多平直光滑，呈微张状，部分石英脉充填，裂隙面结合差，裂隙抗剪强度低，查《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）表4.5.1，综合确定，裂隙抗剪强度为：内摩擦角取25～27°，粘聚力47～57kPa 。裂隙水压力按裂隙蓄水能力和降雨情况确定。

（2） 计算工况

计算工况选取如下三种：

工况Ⅰ：自重+现状裂隙水压力，（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/5～1/2）；

工况Ⅱ：自重+暴雨（强度重现期按20a 考虑），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2～2/3)；

工况Ⅲ（校核工况）：自重+地震+暴雨（强度重现期按20a 考虑），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2～2/3）；

4.2.3计算结果

危岩稳定性计算结果见下表（评价结果依据表4－5）：

表4－5

危岩稳定性系数及稳定性评价

4.2.4危岩稳定性评价

（1）危岩稳定性评价标准

根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)，防治工程等级一级，滑塌式危岩稳定安全系数取值为1.3, 倾倒式危岩稳定安全系数取值为1.5,可建立下列评价标准：

表4－6 危岩稳定性评价标准

（2）危岩稳定性评价

从表4-5可知：5个危岩体天然状态下都处于稳定状态，暴雨或连续降雨条件下处于基本稳定～欠稳定状态，地震工况均处于不稳定状态。

危岩一区有危岩体4个，编号为WY1-1，WY1-2，WY1-3，WY1-4；危岩二区的危岩体WY2；根据野外专项调查，这些危岩体现状处于稳定或基本稳定状态，暴雨期处于基本稳定状态。

经危岩稳定性计算：工况1条件下WY1-1，WY1-2，WY1-3，WY1-4和WY2,5个危岩体均处于稳定状态；工况2（暴雨）条件下仅有号危岩体WY1-1，WY1-2，WY1-3，WY1-4处于基本稳定状态，其余都处于欠稳定状态；工况3(地震)条件下危岩均处于不稳定状态。由于这5个危岩体对居民区生命和房屋、剑青公路、威胁较大，这些危岩体急需治理。

结构失稳和整体稳定性分析

结构失稳和整体稳定性分析 失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的结果往往比较严重。正因为此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。 导致结构失稳破坏的原因是薄膜应力，也就是轴向力或面内力。所以在壳体结构、细长柱等结构体系中具有发生失稳破坏的因素和可能性。这也就是为什么在网壳结构的设计过程中稳定性分析如此被重视的原因。 下面根据本人多年来的研究及工程计算经验，谈谈个人对整体稳定性分析的一点看法，也算做一个小结。 1稳定性分析的层次 在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。（一）是单根构件的稳定性分析。比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。（二）是整个结构的稳定分析。比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。 2整体稳定性分析的内容 通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。 （1）Buckling分析 Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。 但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling 可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。 另外本人认为通过Buckling分析还可以进一步校核单根构件截面设计的合理性。通过Buckling分析得到的屈曲模态，我们可以看出结构可能发生的失稳破坏是整体屈曲还是局部屈曲。如果是局部屈曲，那么为什么会发生局部屈曲？局部屈曲的荷载因子是否可以接受？是否是由于局部杆件截面设计不合理所导致？这些问题希望能引起大家的注意。 （2）非线性稳定分析 前文已经讲过，Buckling分析是一种理论解。但是由于加工误差、安装误差、温度应力、焊接应力等因素的存在，现实中的结构多少都会存在一些初始缺陷，其稳定承载力与理论解肯定存在一定的差别。另外，由于Buckling分析是线性的，所以它不可以考虑构件的材料非线性，所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态，那么Buckling也是无法模拟的。所以必须利用非线性有限元理论对结构进行考虑初始几何缺陷、材料弹塑性等实际因素的稳定性分析。 目前应用较多的是利用弧长法对结构进行“荷载-位移”全过程跟踪技术，来达到计算结构整体稳定承载力的目的。

建筑边坡工程技术规范

建筑边坡类型 3.1.1边坡分为土质边坡和岩质边坡3.1.2岩质边坡的破坏形式（表）滑移型+崩塌型 3.1.3确定岩质边坡的岩体类型应考虑因素 3.1.4视为相对软弱岩质组成的边坡情况和可分段确定边坡类型情况 边坡工程安全等级 3.2.1边坡工程安全等级（表） 3.2.2安全等级为一级和二级的情况3.2.3边坡塌滑区范围估算 设计原则 3.3.1两类极限状况定义 3.3.2荷载效应最不利组合（分项系数，重要系数γο等） 3.3.3永久性边坡的设计使用年限应不低于受其影响相邻建筑的使用年限3.3.4考虑地震作用影响的原则 3.3.5边坡工程设计应包括内容 3.3.6计算和验算的对象和内容 一般规定 3.4.1设计时应取得的资料 3.4.2一级边坡工程应采用动态设计法（内容） 3.4.3二级边坡工程宜采用动态设计3.4.4边坡支护结构常用形式（表）参考因素 3.4.5不应修筑边坡情况 3.4.6避免深挖高填，后仰或分阶放坡3.4.7洞室 3.4.8生态保护+自身保护措施 3.4.9下列边坡工程专门论证 开挖坡角，坡顶超载，水渗入坡体 排水措施 3.5.2截水沟（地表水） 3.5.3排水管、管井、截槽（地下水）3.5.4 坡顶有重要建（构）筑物的边坡工程设计 3.6.1设计规定（与基础相邻作用）3.6.2新建边坡措施（与相邻基础）3.6.3新建重要建筑规定 3.6.5已建档墙坡脚新建建（构）筑物 时 3.6.6位于稳定土质或弱风化岩层边坡 的挡墙和基础 四、边坡工程勘察 一般规定 4.1.1一般建筑边坡工程应进行专门的 岩土工程勘察；二、三级建筑边坡工 程可与主体建筑勘察一并进行，但应 满足边坡勘察和要求。大型的和地质 环境条件复杂的边坡宜分阶段勘察； 地质环境复杂的一级边坡尚应进行施 工勘察（专门勘察+合并勘察+分阶段 勘察+施工勘察对应情况） 4.1.2勘探范围+控制性勘探孔深度 4.1.3勘察报告内容 4.1.4变形监测、水文长观孔 边坡勘察 4.2.1勘查前应取得的资料 4.2.2分阶段勘察 4.2.3勘察应查明的内容 4.2.4勘探的方法 4.2.5详勘的勘探线、点间距（垂直边 坡走向，数量≧2） 4.2.6三轴试验，试样数量 4.2.7特殊要求、流变试验 4.2.8及时封填密实 4.2.9可选部分钻孔埋设检测设备 气象、水文和水文地质条件 4.3.1三样地质勘察，满足要求 4.3.2抽水试验、渗水试验、压水试验 来获得水文地质参数 4.3.3还宜考虑雨季和暴雨的影响 危岩崩塌勘察 4.4.2比例尺 4.4.3勘察要求（崩塌史、地形地貌、 地质条件、地下水） 4.4.4危岩破坏形式评定 4.4.5危岩稳定性判定 边坡力学参数 4.5.1结构面抗剪强度指标标准值（表） （?∫） 4.5.2结构面的结合程度 4.5.4边坡岩体内摩擦角折减系数值 4.5.6土质边坡水土合算和水土分算 五，边坡稳定性评价 一般规定 5.1.1需稳定性评价的边坡 5.1.2稳定性评价的过程 5.1.3坡脚地面抗隆起和抗渗流的适 对象 边坡稳定性分析 类计算方法的适用对象 5.2.3图例滑动法 5.2.4平面滑动法 5.2.5折线滑动法 5.2.6渗流边坡考虑地下水作用的事 边坡稳定性评价 5.3.1边坡稳定性安丘系数（表） 六、边坡支护结构上的侧向岩 土压力 侧向土压力 6.2.2静止土压力系数koi 6.2.3平面滑裂面假定，土动土压力 力标准值，土对挡土墙墙背的摩擦 δ 6.2.4当墙背直丽光滑、土体表面水 时，主动土压力标准值 6.2.5当墙背直立光滑、土体表面水 时，被动土压力标准值 6.2.6有地下水但未形成渗流时，侧 力的计算规定 6.2.7形成渗流时，尚应计算（有较 的稳定岩石坡面） 6.2.9坡顶有线性分布荷载、均载和 顶填土不规则时 侧向岩石压力 6.3.1静止岩石压力指标值 6.3.2对沿外倾结构面滑动的边坡， 动岩石压力合力标准值（岩质边坡四 形滑裂时侧向压力计算） 6.3.3对沿缓倾的外倾软弱结构面滑 的边坡，主动岩石压力合力标准值 6.3.4侧向岩石压力和破裂角计算规 6.3.5基础不存在外倾软弱结构面时 侧向岩土压力的修正 6.4.1侧向岩土压力的修正（表） 6.4.2岩质边坡静止侧压力折减系数 七、锚杆

边坡的稳定性计算方法

边坡稳定性计算方法 目前的边坡的侧压力理论，得出的计算结果，显然与实际情形不符。边坡稳定性计算，有直线法和圆弧法，当然也有抛物线计算方法，这些不同的计算方法，都做了不同的假设条件。 当然这些先辈拿出这些计算方法之前，也曾经困惑，不做假设简化，基本无法计算。而根据各种假设条件，是会得出理论上的结果，但与实际情况又不符。倒是有些后人不管这些假设条件，直接应用其计算结果，把这些和实际不符的公式应用到现有的规范和理论中。 瑞典条分法，其中的一个假设条件破裂面为圆弧，另一个条件为假设的条间土之间，没有相互作用力，这样的话，对每一个土条在滑裂面上进行力学分解，然后求和叠加，最后选取系数最小的滑裂面。从而得出判断结果。其实，那两个假设条件对吗？都不对！ 第一、土体的实际滑动破裂面，不是圆弧。第二、假设的条状土之间，会存在粘聚力与摩擦力。边坡的问题看似比较简单，只有少数的几个参数，但是，这几个参数之间，并不是线性相关。对于实际的边坡来讲，虽然用内摩擦角①和粘聚力C来表示，但对于不同的破裂面，破裂面上的作用力，摩擦力和粘聚力，都是破裂面的函数，并不能用线性的方法分别求解叠加，如果是那样，计算就简单多了。 边坡的破裂面不能用简单函数表达，但是，如果不对破裂面作假设，那又无从计算，直线和圆弧，是最简单的曲线，所以基于这两种曲线的假设，是计算的第一步，但由于这种假设与实际不符，结果肯定与实际相差甚远。

条分法的计算，是来源于微积分的数值计算方法，如果条间土之间，存在相互作用力，那对条状土的力学分解，又无法进行下去。 所以才有了圆弧破裂面的假设与忽略条间土的相互作用的假设。 其实先辈拿出这样与实际不符的理论，内心是充满着矛盾的。 实际看到的边坡的滑裂，大多是上部几乎是直线，下部是曲线形状，不能用简单函数表示，所以说，要放弃求解函数表达式的想法。计算还是可以用条分法，但要考虑到条间土的相互作用。 用微分迭代的方法求解，能够得出近似破裂面，如果每次迭代，都趋于收敛，那收敛的曲线，就是最终的破裂面。 参照图3，下面将介绍这种方法的求解步骤。

计算方法算法的数值稳定性实验报告

专业 序号 姓名 日期 实验1 算法的数值稳定性实验 【实验目的】 1．掌握用MATLAB 语言的编程训练，初步体验算法的软件实现； 2．通过对稳定算法和不稳定算法的结果分析、比较，深入理解算法的数值稳定性及其重要性。 【实验内容】 1．计算积分 ()dx a x x I n ?+=1 0) (n (n=0,1,2......，10) 其中a 为参数，分别对a=0.05及a=15按下列两种方案计算，列出其结果，并对其可靠性，说明原因。 2．方案一 用递推公式 n aI I n 1 1n + -=- (n=1,2,......,10) 递推初值可由积分直接得)1 ( 0a a In I += 3. 方案二 用递推公式 )1 (11-n n I a I n +-= (n=N,N-1,......,1) 根据估计式 ()()()11111+<<++n a I n a n 当1 n a +≥n 或 ()()n 1 111≤<++n I n a 当1 n n a 0+< ≤ 取递推初值为 ()()()() 11212])1(1111[21N +++=++++≈N a a a N a N a I 当1 a +≥ N N 或

()()]1111[21N N a I N +++= 当1 a 0+< ≤N N 计算中取N=13开始 【解】:手工分析怎样求解这题。 【计算机求解】:怎样设计程序？流程图？变量说明？能否将某算法设计成具有形式参数的函数 形式？ 【程序如下】: % myexp1_1.m --- 算法的数值稳定性实验 % 见 P11 实验课题(一) % function try_stable global n a N = 20; % 计算 N 个值 a =0.05;%或者a=15 % %-------------------------------------------- % % [方案I] 用递推公式 %I(k) = - a*I(k-1) + 1/k % I0 =log((a+1)/a); % 初值 I = zeros(N,1); % 创建 N x 1 矩阵(即列向量),元素全为零 I(1) =-a*I0+1; for k = 2:N I(k) =-a*I(k-1)+1/k; end % %--------------------------------------------

稳定性验算

承载能力极限状态 1）根据JTJ250-98《港口工程地基规范》的5.3.2规定，土坡和地基的稳定性验算，其危险滑弧应满足以下承载能力极限状态设计表达式： /Sd Rk R M M γ≤ 式中：Sd M 、Rk M ——分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值； R γ为抗力分项系数。 2）采用简单条分法验算边坡和地基稳定，其抗滑力矩标准值和滑动力矩设计值按下式计算： ()cos tan ()sin Rk ki i ki i ki i ki Sd s ki i ki i M R C L q b W M R q b W α?γα??=+ +?? ??=+?? ∑∑∑ 式中：R ——滑弧半径（m ）； s γ——综合分项系数，取1.0； ki W ——永久作用为第i 土条的重力标准值（KN/m ），取均值，零压线以 下用浮重度计算； ki q ——第i 土条顶面作用的可变作用的标准值（kPa ）； i b ——第 i 土条宽度（m ）； i α——第i 土条滑弧中点切线与水平线的夹角（°）； ki ?、ki C ——分别为第i 土条滑动面上的内摩擦角（°）和粘聚力（kPa ） 标准值，取均值； i L ——第 i 土条对应弧长（m ）。 3）地基稳定性计算步骤 （1） 确定可能的滑弧圆心范围。通过边坡的中点作垂直线和法线，以坡面中点为圆心，分别以1/4坡长和5/4坡长为半径画同心圆，最危险滑弧圆心即在该4条线所包含的范围内。

（2） 作滑动滑弧。选定某些滑动圆心，作圆与软弱层相切，则与防波堤及土层相交的圆弧即为滑弧。 （3） 进行条分。对滑弧内的土层等进行条分，选择土条的宽度，并且对土条进行编号。 （4） 计算各个土条的自重力。利用公式ki i i i W h b γ=计算各个土条的自重力。 （5） 计算滑弧中点切线与水平线的夹角。作滑弧的中点切线，读出它与水平线之间的夹角，注意滑弧滑动的方向，确定夹角的正负。 （6） 确定土条内滑弧的内摩擦角与粘聚力。对于不同的土层，内摩擦角与粘聚力取均值。 （7） 计算危险弧面上的滑动力矩与抗滑力矩。利用公式计算抗滑力 矩 和 滑 动 力 矩。 抗滑力矩为 ( )c o R k k i i k i i k i i k i M R C L q b W α???= ++ ?? ∑ ∑；而滑动力矩为()sin Sd s ki i ki i M R q b W γα??=+??∑。 确定是否满足要求。利用承载能力极限状态设计表达式/Sd Rk R M M γ≤判断是否满足稳定性的要求。

第一性原理计算判断材料稳定性的几种方法

第一性原理计算判断材料稳定性的几种方法 当我们通过一些方法，如：人工设计、机器学习和结构搜索等，设计出一种新材料的时候，首先需要做的一件事情就是去判断这个材料是否稳定。如果这个材料不稳定，那么后续的性能分析就犹如空中楼阁。因此，判断材料是否稳定是材料设计领域中非常关键的一个环节。接下来，我们介绍几种通过第一性原理计算判断材料是否稳定的方法。 1.结合能 结合能是指原子由自由状态形成化合物所释放的能量，一般默认算出来能量越低越稳定。对于简单的二元化合物A m B n（A,B为该化合物中包含的两种元素，m,n为相应原子在化学式中的数目），其结合能可表示为： 其中E(A m B n)为化学式A m B n的能量，E(A)和E(B)分别为自由原子A和B的能量，E b越低，越稳定。 2.形成能 形成能是指由相应单质合成化合物所释放的能量。同样，对于二元化合物A m B n，其形成能可表示为： 其中E(A)和E(B)分别为对应单质A和B归一化后的能量。 用能量判断某一材料稳定性的时候，选择形成能可能更符合实际。因为实验合成某一材料的时候，我们一般使用其组成单质进行合成。如果想进一步判断该材料是处于稳态还是亚稳态，那

么需要用凸包图（convex hull）进行。如图1所示，计算已知稳态A x B y的形成能，构成凸包图（红色虚线），其横轴为B在化学式中所占比例，纵轴为形成能。通过比较考察化合物与红色虚线的相对位置，如果在红色虚线上方则其可能分解（如：图1 插图中的D，将分解为A和B）或处于亚稳态（D的声子谱没有虚频）；如果在红色虚线下方（如：图1 插图中的C），则该化合物稳定。 图 1：凸包图用于判断亚稳态和稳态[[1]] 3.声子谱 声子谱是表示组成材料原子的集体振动模式。如果材料的原胞包含n个原子，那么声子谱总共有3n支，其中有3条声学支，3n-3条光学支。声学支表示原胞的整体振动，光学支表示原胞内原子间的相对振动。 计算出的声子谱有虚频，往往表示该材料不稳定。因为

51 PKPM计算关于结构稳定性的验算与控制

1.PKPM计算关于结构稳定性的验算与控制2011-9-19 20:10 阅读(458) 转自土木工程网，https://www.sodocs.net/doc/6212320095.html, A 控制意义： 对结构稳定性的控制,避免建筑在地震时发生倾覆. 当高层、超高层建筑高宽比较大，水平风、地震作用较大，地基刚度较弱时，结构整体倾覆验算很重要，它直接关系到结构安全度的控制。 B 规范条文 规范：高规5.4.2条，高层建筑结构如果不满足第5.4.1条（即结构刚重比）的规定时，应考虑重力二阶效应对水平力（地震、风）作用下结构内力和位移的不利影响。 规范：高规5.4.4条，规定了高层建筑结构的稳定所应满足的条件. 高规5.4.1条，当高层建筑结构的稳定应符合一定条件时，可以不考虑重力二阶效应的不利影响。 高规第12.1.6条，高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，基础底面与地基之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。计算时，质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。 C 计算方法及程序实现 重力二阶效应即P-Δ效应包含两部分，（1）由构件挠曲引起的附加重力效应；（2）由水平荷载产生侧移，重力荷载由于侧移引起的附加效应。一般只考虑第（2）种，第（1）种对结构影响很小。 当结构侧移越来越大时，重力产生的福角效应（P-Δ效应）将越来越大，从而降低构件性能直至最终失稳。 在考虑P-Δ效应的同时，还应考虑其它相应荷载，并考虑组合分项系数，然后进行承载力设计。 对于多层结构P-Δ效应影响很小。 对于大多数高层结构，P-Δ效应影响将在5%～10%之间。 对于超高层结构，P-Δ效应影响将在10%以上。 所以在分析超高层结构时，应该考虑P-Δ效应影响。 (P-Δ效应对高层建筑结构的影响规律:中间大两端小) 框架为剪切型变形，按每层的刚重比验算结构的整体稳定 剪力墙为弯曲型变形，按整体的刚重比验算结构的整体稳定 整体抗倾覆的控制??基础底部零应力区控制 D 注意事项 >>结构的整体稳定的调整 当结构整体稳定验算符合高规5.4.4条，或通过考虑P-Δ效应提高了结构的承载力后，对于不满足整体稳定的结构，必须调整结构布置，提高结构的整体刚度（只有高宽比很大的结构才有可能发生）。

脚手架稳定性计算

脚手架立杆的稳定性计算 2010-09-12 外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。 稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz μs ω0 其中ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用： ω0=0.37kN/m2； μz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz= 0.74，0.74； μs -- 风荷载体型系数：取值为1.132； 经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为: Wk1=0.7 ×0.37×0.74×1.132=0.217kN/m2； Wk2=0.7 ×0.37×0.74×1.132=0.217kN/m2； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 分别为: Mw1=0.85 ×1.4Wk1Lah2/10=0.85 ×1.4×0.217×1.5×1.82/10=0.125kN?m； Mw2=0.85 ×1.4Wk2Lah2/10=0.85 ×1.4×0.217×1.5×1.82/10=0.125kN?m； 1. 主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA) + MW/W ≤ [f] 立杆的轴心压力设计值：N=Nd=8.487kN； 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA)≤ [f] 立杆的轴心压力设计值：N=N'd= 8.991kN； 计算立杆的截面回转半径：i=1.59 cm； 计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得： k=1.155 ； 计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：μ=1.5 ；

计算方法算法的数值稳定性实验报告

专业 序号 姓名 日期 实验1算法的数值稳定性实验 【实验目的】 1．掌握用MATLAB 语言的编程训练，初步体验算法的软件实现； 2．通过对稳定算法和不稳定算法的结果分析、比较，深入理解算法的数值稳定性及其重要性。 【实验内容】 1．计算积分 ()dx a x x I n ?+=1 0)(n (n=0,1,2......，10) 其中a 为参数，分别对a=0.05及a=15按下列两种方案计算，列出其结果，并对其可靠性，说明原因。 2．方案一 用递推公式 n aI I n 11n + -=- (n=1,2,......,10) 递推初值可由积分直接得)1(0a a In I += 3. 方案二 用递推公式 )1(11-n n I a I n +-= (n=N,N-1,......,1) 根据估计式 ()()() 11111+<<++n a I n a n 当1n a +≥n 或 ()()n 1111≤<++n I n a 当1 n n a 0+<≤ 取递推初值为 ()()()()11212])1(1111[21N +++=++++≈N a a a N a N a I 当1 a +≥N N 或 ()()]1111[21N N a I N +++= 当1a 0+< ≤N N 计算中取N=13开始 【解】:手工分析怎样求解这题。 【计算机求解】:怎样设计程序？流程图？变量说明？能否将某算法设计成具有形式参数的函数形式？ 【程序如下】: % myexp1_1.m --- 算法的数值稳定性实验 % 见 P11 实验课题(一) % function try_stable global n a N = 20; % 计算 N 个值 a =0.05;%或者a=15 % %--------------------------------------------

地质灾害治理工程勘查设计技术报告编制格式及资料要求(试

地质灾害治理工程勘查/设计技术报告编制格式及资料要求（试行）为规范管理地质灾害治理工程勘查/设计技术成果报告的编制，保证技术报告的完整性和统一性，特制定本要求。 一、勘查/设计技术报告提交 1.勘查/设计技术报告做到内容完整、真实准确、数据无误、图表清晰、重点突出、结论正确，建议合理、可行。 2.勘查/设计技术报告的编制章节和内容应符合国家有关技术规范要求。 3、勘查/设计技术报告格式：正文、表格的幅面采用国际标准A4规格（个别表格也可采用A3规格，但应折叠成A4大小）；封面应包括报告名称、建设（委托）单位、提交单位和日期（送审稿应在封皮的报告名称下方注明“送审稿”字样）；扉页除有封面部分内容外，还需有报告编制单位、项目负责、报告编写人、审核人、总工程师和单位负责人签字栏；目录应包括正文目录、附图目录、附件目录及相应的页码；附图件大小依据项目的规模而定，比例尺应满足其精度的要求，一律按A4规格折成手风琴式，图面朝里，图签向外；附图册和附表册幅面可为A3幅面（其格式要求详见本要求附件）。 4．勘查/设计技术报告中的文字、术语、标点、代号、符号、数字、图例、图式、单位等均应符合国家现行相关规范、规程的规定。 5．勘查/设计技术报告中的插图应注明图号、图名、图例、比例尺（图号、图名采用黑体置于图下部）；插表应注明表号、表名（表号、表名采用黑体置于表上部）。

6. 勘查/设计技术报告附图、附件应按顺序排列，附于文字报告后；附图中应有责任栏（右下角）。 7、勘查/设计技术报告内容装订顺序：封面、扉页（责任栏）、单位资质、专家评审意见、评审专家组名单、报告目录、正文、报告附图、报告附件。 8.勘查/设计技术报告最终稿应沿左侧胶装成册。 二、技术成果格式 1、勘查成果报告格式（详见本规定附件1-1~1-9）： 附件1-1：封面格式 附件1-2：扉页格式 附件1-3：单位资质 附件1-4：专家评审意见 附件1-5：评审专家组名单 附件1-6：报告目录格式 附件1-7：正文格式 附件1-8：报告附图（包括工程地质平面图、工程地质剖面图、钻孔柱状图等） 附件1-9：报告附件（包括委托书、土工试验成果、钻孔记录照片等）2. 设计成果报告格式要求（详见本规定附件2-1~2-9） 设计成果由设计总说明（或设计报告）、图纸、工程投资估（或概）算书、设计计算书（另册装订）等四部分内容组成。 附件2-1：封面格式

整体稳定性

结构的整体稳定性 1概述 结构的整体稳定性指结构的整体工作能力，以及抵御抗倾覆、抗连续坍塌的能力。 结构的失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的后果往往比较严重。正因为如此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。 1.1稳定性的分析层次 在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。 （一）是单根构件的稳定性分析。比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。 （二）是整个结构的稳定分析。比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。 1.2整体稳定性分析的内容 通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。 （1）Buckling分析（屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临介荷载和屈曲结构发生屈曲响应时的模态形状的技术。） Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。

但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。 （2）非线性稳定分析 由于Buckling分析是线性的，所以它不可以考虑构件的材料非线性，所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态，那么Buckling也是无法模拟的。所以必须利用非线性有限元理论对结构进行考虑初始几何缺陷、材料弹塑性等实际因素的稳定性分析。 目前应用较多的是利用弧长法对结构进行“荷载-位移”全过程跟踪技术，来达到计算结构整体稳定承载力的目的。 由于弧长法属于一种非线性求解方法，而且在非线性稳定分析中通常需要考虑几何非线性、材料非线性及弹塑性，所以通常需要求助于通用有限元软件。比如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、ADINA等。 在这些通用有限元软件中，可以较好的计算结构的屈曲前、屈曲后性能。通常通过“荷载-位移”曲线来判断计算结果的合理性及结构的极限稳定承载力。通过有限元软件不但可以较好的对结构进行非线性稳定分析，同时还可以考虑初始几何缺陷、材料非线性、材料弹塑性等问题。基本上可以实现对结构的真实模拟分析。 1.3整体稳定性分析的关键问题 结构的整体稳定性分析是很长时间以来一直备受关注的课题，而且在今后很长的段之间内仍将是热门研究对象。这是因为结构整体稳定承载力的影响因素很多，例如：初始几何缺陷、焊接应力、材料非线性、荷载形式等。所以很多问题需要大家深入考虑。 2钢结构的整体稳定性 在钢结构的可能破坏形式中，属于失稳破坏的形式包括：结构和构件的整体

边坡稳定性计算方法11111

一、边坡稳定性计算方法 在边坡稳定计算方法中，通常采用整体的极限平衡方法来进行分析。根据边坡不同破裂面形状而有不同的分析模式。边坡失稳的破裂面形状按土质和成因不同而不同，粗粒土或砂性土的破裂面多呈直线形；细粒土或粘性土的破裂面多为圆弧形；滑坡的滑动面为不规则的折线或圆弧状。这里将主要介绍边坡稳定性分析的基本原理以及在某些边界条件下边坡稳定的计算理论和方法。 （一）直线破裂面法 所谓直线破裂面是指边坡破坏时其破裂面近似平面，在断面近似直线。为了简 化计算这类边坡稳定性分析采用直线破裂面法。能形成直线破裂面的土类包括：均质砂 性土坡；透水的砂、砾、碎石土；主要由内摩擦角控制强度的填土。 图 9 － 1 为一砂性边坡示意图，坡高 H ，坡角β，土的容重为γ，抗 剪度指标为c、φ。如果倾角α的平面AC面为土坡破坏时的滑动面，则可分析 该滑动体的稳定性。 沿边坡长度方向截取一个单位长度作为平面问题分析。 图9-1 砂性边坡受力示意图已知滑体ABC重 W，滑面的倾角为α，显然，滑面 AC上由滑体的重量W= γ（Δ ABC）产生的下滑力T和由土的抗剪强度产生的抗滑力Tˊ分别为： T=W · sina 和 则此时边坡的稳定程度或安全系数可用抗滑力与下滑力来表示，即 为了保证土坡的稳定性，安全系数F s 值一般不小于 1.25 ，特殊情况下可允许减小到 1.15 。对于C=0 的砂性土坡或是指边坡，其安全系数表达式则变为 从上式可以看出，当α =β时，F s 值最小，说明边坡表面一层土最容易滑动，这时

当 F s =1时，β=φ，表明边坡处于极限平衡状态。此时β角称为休止角，也称安息角。 此外，山区顺层滑坡或坡积层沿着基岩面滑动现象一般也属于平面滑动类型。这类滑坡滑动面的深度与长度之比往往很小。当深长比小 于 0.1时，可以把它当作一个无限边坡进行分析。 图 9-2表示一无限边坡示意图，滑动面位置在坡面下H深度处。取一单位长度的滑动土条 进行分析，作用在滑动面上的剪应力为,在极限平衡状态时，破坏面上的 剪应力等于土的抗剪强度，即 得 式中N s =c/ γ H 称为稳定系数。通过稳定因数可以确定α和φ关系。当c=0 时，即无粘性 土。α =φ，与前述分析相同。 二圆弧条法 根据大量的观测表明，粘性土自然山坡、人工填筑或开挖的边坡在破坏时，破裂面的形状多呈近似的圆弧状。粘性土的抗剪强度包括摩擦强度和粘聚强度两个组成部分。由于粘聚力的存在，粘性土边坡不会像无粘性土坡一样沿坡面表面滑动。根据土体极限平衡理论，可以导出均质粘这坡的滑动面为对数螺线曲面，形状近似于圆柱面。因此，在工程设计中常假定滑动面为圆弧面。建立在这一假定上稳定分析方法称为圆弧滑动法和圆弧条分法。 1. 圆弧滑动法 1915 年瑞典彼得森（ K.E.Petterson ）用圆弧滑动法分析边坡的稳定性，以后该法在各国得到广泛应用，称为瑞典圆弧法。 图 9 － 3 表示一均质的粘性土坡。AC 为可能的滑动面，O为圆心，R 为半径。假定 边坡破坏时，滑体ABC在自重W 作用下，沿AC绕O 点整体转动。滑动面 AC 上的力 系有：促使边坡滑动的滑动力矩 M s =W · d ；抵抗边坡滑动的抗滑力矩，它应该包括由 粘聚力产生的抗滑力矩M r =c ·AC · R ，此外还应有由摩擦力所产生的抗滑力矩，这里 假定φ＝ 0 。边坡沿AC的安全系数F s 用作用在 AC面上的抗滑力矩和下滑力矩之比表 示，因此有 这就是整体圆弧滑动计算边坡稳定的公式，它只适用于φ＝ 0 的情况。 图9-3 边坡整体滑动 2. 瑞典条分法 前述圆弧滑动法中没有考虑滑面上摩擦力的作用，这是由于摩擦力在滑面的不同位置其方向和大小都在改变。为了将圆弧滑动法应用于φ＞ 0 的粘性土，在圆弧法分析粘性土坡稳定性的基础上，瑞典学者 Fellenius 提出了圆弧条分析法，也称瑞典条分法。条会法就是将滑动土体竖向分成若干土条，把土条当成刚塑体，分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩，然后按式（ 9-5 ）求土坡的稳定安全系数。 采用分条法计算边坡的安全系数F ，如图 9 － 4 所示，将滑动土体分成若干土条。土条的宽度越小，计算精度越高，为了避免计算过于繁

危岩稳定性计算(2020年整理).pdf

4.2危岩体稳定性计算及评价 4.2.1计算模型 目前，按照不同的标准，危岩分类系统多样，但是，从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值，可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3 类。计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-XXXX）中（30）～（50）计算公式。 勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩；当软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通，在动水压力和自重力作用下，缓慢向前滑移变形，形成滑移式危岩，其模式见图(图4.2-1)；当软弱夹层形成岩腔后，上覆盖体重心发生外移，在动水压力和自重作用下，上覆盖体失去支撑，拉裂破坏向下倾倒，形成倾倒式危岩(图4.2－2)。 图4.2－1 滑移式危岩示意图图4.2－2 倾倒式危岩示意图 1、滑移式危岩体计算 （1）计算模型 图4.2－3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙)

图4.2－4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙) （2） 计算公式 ① 后缘无陡倾裂隙（滑面较缓）时按下式计算 (cos sin )sin cos W Q U tg cl K W Q θθ?θθ ??+= + （4.2.1） 式中：V ——裂隙水压力(kN/m)，2 2 1w w h V γ=； w h ——裂隙充水高度(m)，取裂隙深度的1/3。 w γ——取10kN/m 。 Q ——地震力(kN/m)，按公式e Q W ξ=?确定，式中地震水平作用系数e ξ取 0.05； K ——危岩稳定性系数； c ——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯 通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍； φ——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未 贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍； θ——软弱结构面倾角(°)，外倾取正，内倾取负； W ——危岩体自重(kN/m 3)。 ② 后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时，滑移式危岩稳定性按下式计算： (cos sin sin )sin cos cos W Q V U tg c l K W Q V θθθφθθθ ???+?= ++ （4.2.2）

钢梁稳定性计算步骤

钢梁整体稳定性验算步骤 1. 根据《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）4.2.1条，判断是否可不计算梁的整体稳定性。 2. 如需要计算 2.1 等截面焊接工字形和轧制H 型钢简支梁 b 1 b 1 t 1 t 1 h x x y y b 1b 2t 2x x y y h t 1y (a)双轴对称焊接工字形截面 (b)加强受压翼缘的单轴对称焊接工字形截面 b 1 b 2t 1 x y y (c)加强受拉翼缘的单轴对称焊接工字形截面 t 2 x h b 1b 1t 1 h x x y y (d)轧制H 型钢截面 t 1 1）根据表B.1注1，求ξ。 l 1——H 型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度，对跨中无侧向支承点的梁，l 1为其跨度；对跨中有侧向支撑点的梁，l 1为受压翼缘侧向支承点间的距离（梁的支座处视为有侧身支承）。

b1——截面宽度。 2）根据表B.1，求βb。 3）根据公式B.1-1注，求I1和I2，求αb。如果αb>0.8，根据表B.1注6，调整βb。 4）根据公式B.1-1注，计算ηb。 5）根据公式B.1-1，计算φb。 6）如果φb>0.6，根据公式B.1-2，采用φ’b代替φb。 7）根据公式4.2.2，验算稳定性。 2.2 轧制普通工字钢简支梁 1）根据表B.2选取φb。 2）如果φb>0.6，根据公式B.1-2，采用φ’b代替φb。 3）根据公式4.2.2，验算稳定性。 2.3 轧制槽钢简支梁 1）根据公式B.3，计算φb。 2）如果φb>0.6，根据公式B.1-2，采用φ’b代替φb。 3）根据公式4.2.2，验算稳定性。 2.4 双轴对称工字形等截面（含H型钢）悬臂梁 1）根据表B.1注1，求ξ。 l1——悬臂梁的悬伸长度。 b1——截面宽度。 2）根据表B.4，求βb。

压杆稳定性计算

第16章压杆稳定 16.1 压杆稳定性的概念 在第二章中，曾讨论过受压杆件的强度问题，并且认为只要压杆满足了强度条件，就能保证其正常工作。但是，实践与理论证明，这个结论仅对短粗的压杆才是正确的，对细长压杆不能应用上述结论，因为细长压杆丧失工作能力的原因，不是因为强度不够，而是由于出现了与强度问题截然不同的另一种破坏形式，这就是本章将要讨论的压杆稳定性问题。 当短粗杆受压时(图16-1a)，在压力F由小逐渐增大的过程中，杆件始终保持原有的直线平衡形式，直到压力F达到屈服强度载荷F s(或抗压强度载荷F b)，杆件发生强度破坏时为止。但是，如果用相同的材料，做一根与图16-1a所示的同样粗细而比较长的杆件(图16-1b)，当压力F比较小时，这一较长的杆件尚能保持直线的平衡形式，而当压力F逐渐增大至某—数值F1时，杆件将突然变弯，不再保持原有的直线平衡形式，因而丧失了承载能力。我们把受压直杆突然变弯的现象，称为丧失稳定或失稳。此时，F1可能远小于F s (或F b)。可见，细长杆在尚未产生强度破坏时，就因失稳而破坏。 图16－1 失稳现象并不限于压杆，例如狭长的矩形截面梁，在横向载荷作用下，会出现侧向弯曲和绕轴线的扭转(图16-2)；受外压作用的圆柱形薄壳，当外压过大时，其形状可能突然变成椭圆(图16-3)；圆环形拱受径向均布压力时，也可能产生失稳(图16-4)。本章中，我们只研究受压杆件的稳定性。

图16-3 所谓的稳定性是指杆件保持原有直线平衡形式的能力。实际上它是指平衡状态的稳定性。我们借助于刚性小球处于三种平衡状态的情况来形象地加以说明。 第一种状态，小球在凹面内的O点处于平衡状态，如图16-5a所示。先用外加干扰力使其偏离原有的平衡位置，然后再把干扰力去掉，小球能回到原来的平衡位置。因此，小球原有的平衡状态是稳定平衡。 第二种状态，小球在凸面上的O点处于平衡状态，如图16-5c所示。当用外加干扰力使其偏离原有的平衡位置后，小球将继续下滚，不再回到原来的平衡位置。因此，小球原有的干衡状态是不稳定平衡。 第三种状态，小球在平面上的O点处于平衡状态，如图16-5b所示，当用外加干扰力使其偏离原有的平衡位置后，把干扰力去掉后，小球将在新的位置O1再次处于平衡，既没有恢复原位的趋势，也没有继续偏离的趋势。因此。我们称小球原有的平衡状态为随遇平衡。 图16-5 图16-6 通过上述分析可以认识到，为了判别原有平衡状态的稳定性，必须使研究对象偏离其原有的平衡位置。因此。在研究压杆稳定时，我们也用一微小横向干扰力使处于直线平衡状态的压杆偏离原有的位置，如图16-6a所示。当轴向压力F 由小变大的过程中，可以观察到： 1)当压力值F1较小时，给其一横向干扰力，杆件偏离原来的平衡位置。若去掉横向干扰力后，压杆将在直线平衡位置左右摆动，最终将恢复到原来的直线平衡位置，如图16-6b所示。所以，该杆原有直线平衡状态是稳定平衡。

危岩稳定性计算教学内容

危岩稳定性计算

4.2危岩体稳定性计算及评价 4.2.1计算模型 目前，按照不同的标准，危岩分类系统多样，但是，从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值，可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩 3 类。计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中（30）～（50）计算公式。 勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩；当软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通，在动水压力和自重力作用下，缓慢向前滑移变形，形成滑移式危岩，其模式见图(图4.2-1)；当软弱夹层形成岩腔后，上覆盖体重心发生外移，在动水压力和自重作用下，上覆盖体失去支撑，拉裂破坏向下倾倒，形成倾倒式危岩(图4.2－2)。 图4.2－1 滑移式危岩示意图图4.2－2 倾倒式危岩示意图 1、滑移式危岩体计算 （1）计算模型

图4.2－3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙) 图4.2－4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙) （2） 计算公式 ① 后缘无陡倾裂隙（滑面较缓）时按下式计算 (cos sin )sin cos W Q U tg cl K W Q θθ?θθ --+=+ （4.2.1） 式中：V ——裂隙水压力(kN/m)，22 1w w h V γ=； w h ——裂隙充水高度(m)，取裂隙深度的1/3。 w γ——取10kN/m 。 Q ——地震力(kN/m)，按公式e Q W ξ=?确定，式中地震水平作用系数 e ξ取0.05； K ——危岩稳定性系数；

c ——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未 贯通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍； φ——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和 未 贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段内 摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍； θ——软弱结构面倾角(°)，外倾取正，内倾取负； W ——危岩体自重(kN/m 3)。 ② 后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时，滑移式危岩稳定性按下式计算： (cos sin sin )sin cos cos W Q V U tg c l K W Q V θθθφθθθ ---+?=++ （4.2.2） 式中符号同前。 2、 倾倒式危岩计算 （1） 计算模型 图4.2－5a 倾到式危岩稳定性计算示意图（后缘岩体抗拉强度控制）

自动控制原理总结之判断系统稳定性方法

判断系稳定性的方法 一、 稳定性判据（时域） 1、 赫尔维茨判据 系统稳定的充分必要条件：特征方程的各项系数全部为正； 将系统特征方程各项系数排列成如下行列式； 当主行列式及其对角线上的各子行列式均大于零时，即 00 03 1425 3132 3 1211>?>=?>= ?>=?-----------n n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a Λ 则方程无正根，系统稳定。 赫尔维茨稳定判据之行列式直接由系数排列而成，规律简单明确，使用也比较方便，但是对六阶以上的系统，很少应用。 例；若已知系统的特征方程为05161882 34=++++s s s s 试判断系统是否稳定。 解：系统特征方程的各项系数均为正数。 根据特征方程，列写系统的赫尔维茨行列式。5181 016800 5 18100168= ? 由△得各阶子行列式；

86900172816 8 518 10 168012818 11680884321>=?=?>==?>== ?>==? 各阶子行列式都大于零，故系统稳定。 2、 劳思判据 （1）劳思判据充要条件： A 、系统特征方程的各项系数均大于零，即a i >0； B 、劳思计算表第一列各项符号皆相同。 满足上述条件则系统稳定，否则系统不稳定，各项符号变化的次数就是不稳定根的数目。 （2）劳思计算表的求法： A 、列写劳思阵列，并将系统特征方程的系数按如下形式排列成列首两行，即： 1 112 124 321343212753116 42w s v s u u s c c c c s b b b b s a a a a s a a a a s n n n n n n n n n n n n M M M M M M ΛΛΛ Λ---------- B 、计算劳思表