圆弧搜索法滑面的确定

均质、类均质的土质或类土质工程斜坡,在采用圆弧搜索法分析时,往往会出多个潜在滑面。那么在工程斜坡防治确定时,是以下滑力最大的潜在滑面为依据进行防治,还是以稳定系数最小的潜在滑面为依据进行防治呢?
圆弧搜索法确定滑面是假定土质或类土质工程斜坡为均质或类均质体,采用以剪应力控制为依据的潜在滑面确定方法。也就是说,圆弧搜索法只能适用于均质或类均质的土质或类土质工程斜坡,而不能应用于由结构面控制的岩质工程斜坡,以及不能应用于坡体中存在控制结构面的土质或类土质工程斜坡。因为,在存在控制性结构面的岩土质工程斜坡中,结构面的软弱属性使坡体失去了材料性能假定为“同一”的本质,也就无法采用以剪应力控制的圆弧搜索法确定潜在滑面。
那么为什么均质或类均质的土质或类土质工程斜坡中的潜在滑面呈圆弧形,而非直线型呢?其实从一个直观的物理实验中就可以以类比的方法得出结论。那就是在两个存在高差的点之间所有斜面中,球体在螺旋线斜面中从坡顶到达坡脚的速度最快,而非我们感官上认知的两点之间距离最短的直线。这也可以在一定程度上说明,均质或类均质的土质或类土质工程斜坡中的潜在滑面确定中,圆弧形滑面其实是真正螺旋形滑面的近似替代。因为,在工程计算分析中,采用圆弧形的滑面计算要明显比采用螺旋形滑方便许多,且两者之间的误差是可以忽略不计的。
这也说明了,属于岩土工程的工程斜坡工程是一门实用型学科,从理论研究到实践应用的链接过程中,往往需要忽略掉一些次要因素而抓住事物的本质与主干进行工程斜坡防治。否则,过于理论化将可能造成岩土工程的举步为艰,严重影响岩土工程的发展。换句话说,岩土工程中很难有精确的计算结论,这也是岩土体的多相性、离散性和变异性本质所决定了的。
那么,在采用搜索法得出的许多潜在滑面中,工程斜坡防治是以下滑力最大的潜在滑面为依据进行防治,还是以稳定系数最小的潜在滑面为依据进行防治呢?答案当然是以稳定系数最小的潜在滑面作为依据进行防治。
因为,表征工程斜坡稳定度的核心指标是稳定系数,而工程斜坡的稳定系数K=抗滑力(矩)/下滑力(矩)。这就是说,下滑力大就并一定能直接反映工程斜坡的稳定性就差,因为,作为工程斜坡稳定性体系中抗滑力可能要比下滑力大,在这样的情况下,坡体就可能不会出现失稳。即维持一个体系稳定与否的关键是有利与不利因素的相对占比,而与不利因素的绝对数量没有必然关系。这就好比在两个不同国家的总统竞选中,A国候选人虽然获得了比B国候选人更多的支持票,但由于两国选民基数的差异,造成了A国候选人虽然获得支持票的绝对数量较多,但由于反对票相对更多而败选。
因此,看待任何事物都要从整体上分析,否则往往可能会出现以点盖面的错误结论。正如人无完人一般,只要一个人的正能量大于心里的小魔鬼,那他就可以说是一个好人,反之亦然。
当然,工程斜坡的防治贯彻整体兼顾与局部的理念,即依据圆弧搜索法进行工程斜坡防治时,应确保组成一个完整工程斜坡体系的坡体、边坡和坡面三个方面的稳定度,即在确保一个工程斜坡整体体系稳定的同时,应兼顾各个子系统体系的稳定,且不可遗漏导致工程斜坡防治存在不同程度的缺陷。

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