前天(2024年12月22日)公众号《玉述岩土》推文"边坡工程领域三种基本的错误方法并存的局面不应继续下去》,把以岩体等效内摩擦角为强度参数计算主动压力的方法(姑且称岩体等效内摩擦角法)称为伪主动压力法,把传递系数法之滑动力调整法称为伪条分法,把剩余滑动力或其水平分力视为抗滑支护结构岩土荷载(滑坡推力)的方法(剩余滑动力法)称为伪抗滑支护结构岩土荷载计算法(伪滑坡推力计算法)。文章对此做过解释,个别朋友对此还是不太理解。今对此进行更多的说明。
伪就是假的、看起来像但实际上不是的意思。例如:岩体接触关系上的假整合,看起来像整合,但实际上不整合,因为地质年代有缺失、不连续。为何不把产状完全不同的两套地层接触关系称为假整合,因为这种接触关系一点也不像整合。
岩体等效内摩擦角法,计算的结果被称为主动岩石压力,计算所用公式是库仑型主动压力公式,所以,此法看起来像主动压力法。但它实际上不是,因为受岩体强度控制的边坡一般抗滑稳定性极高,不存在对应于抗滑不稳定(即稳定系数小于1)的主动岩石压力,自然也不存在滑裂面。此法之所以能把不存在的主动岩石压力算出来,是因为把高粘聚力人为地取为0(同时把内摩擦角人为提高)。因此,岩体等效内摩擦角法是伪主动压力法,也可以说是假主动压力法。
传递系数法之滑动力调整法,也进行分条,也需要条间力假定,稳定系数看起来像各条块平行底面力平衡方程和垂直底面力平衡方程的解,只是稳定系数定义与其他条分法不同,所以,该法看起来像条分法。但它实际上不是,因为条块重力等外荷载平行底面的分力在方程中被乘以稳定系数,而其垂直底面的分力在方程中未被乘以稳定系数,其所谓力平衡方程没有建立在力的分解和合成原理这个最基本力学原理的基础上,不是真正的力平衡方程。因此,传递系数法之滑动力调整法是伪条分法,也可说是假条分法。事实上,只要在建立力平衡方程时稳定系数是乘在力的某个分力上的,力的分解和合成原理就无法得到遵守,相应力平衡方程就是假的力平衡方程。其他条分法为何不是假的,因为这些条分法在建立力平衡方程时把稳定系数除在粘聚力和内摩擦系数这两个强度指标上,力的分解和合成原理得到遵守。
伪条分法与在建立力平衡方程过程中为使计算简化而做出一些假定或进行一些省略是两回事。由于不满足力的分解和合成原理这个最基本的力学原理,传递系数法之滑动力调整法会出现稀奇古怪的计算结果,例如:传递系数法之抗滑力调整法,同样是传递系数法,条间力假定相同,但当稳定系数大于1时,滑动力调整法稳定系数计算结果大于抗滑力调整法,而对应于同一稳定安全系数的剩余滑动力本应小于抗滑力调整法却大于抗滑力调整法;当稳定系数同为1时,滑动力调整法对应于同一稳定安全系数的剩余滑动力本应等于抗滑力调整法却大于抗滑力调整法。
把剩余滑动力或其水平分力视为抗滑支护结构岩土荷载(滑坡推力)的方法(剩余滑动力法),其推力大小和方向来自传递系数法中在挡墙或抗滑桩背后与之接触的条块剩余滑动力,而这个剩余滑动力是根据传递系数法中的力平衡方程算得的,所以,除剩余滑动力由传递系数法之滑动力调整法这个伪条分法算得的外,该法看起来像抗滑支护结构岩土荷载计算法(或者说像滑坡推力计算法)。但它实际上不是,因为抗滑支护结构岩土荷载或者说滑坡推力与所需抗滑支护力是作用力与反作用力关系,两者不仅大小相等而且方向相反。剩余滑动力只是在条间力与上一条块底面平行的假定之下沿滑面的力,但不是挡墙或抗滑桩背后条块与挡墙或抗滑桩之间的接触力,剩余滑动力水平分力也不是这个接触力,这个接触力像挡墙主动土压力及其反力那样,是满足力平衡的,其方向由接触面上能发挥的抗剪力与法向压力的合力决定,当不计接触面粘聚力和摩擦力时就是法向压力方向,当不计接触面粘聚力时就是能发挥的摩擦力与法向压力合力方向;其大小是挡墙或抗滑桩反力作用下滑体处于极限平衡状态时的挡墙或抗滑桩反力(在有稳定安全系数的情况下,建立力平衡方程时滑面粘聚力和内摩擦系数根据稳定系数的定义按除以稳定安全系数的方式进行调整)。因此,把剩余滑动力或其水平分力视为抗滑支护结构岩土荷载(滑坡推力)的方法(剩余滑动力法),是伪抗滑支护结构岩土荷载计算法(伪滑坡推力计算法)。
伪抗滑支护结构岩土荷载计算法(伪滑坡推力计算法)与在建立力平衡方程过程中为使计算简化而做出一些假定或进行一些省略是两回事。由于不考虑力平衡,把剩余滑动力或其水平分力视为抗滑支护结构岩土荷载(滑坡推力)的方法(剩余滑动力法)会出现稀奇古怪的计算结果,例如:对于单块滑动,当滑面较陡时,由此算得的考虑了稳定安全系数的抗滑支护结构岩土荷载有时比与稳定安全系数无关的主动压力还小;再如:对于单块滑动,传递系数法之滑动力调整法稳定系数计算结果与传递系数法之抗滑力调整法相同,此时,如果稳定系数小于稳定安全系数,那么,对应于同一稳定安全系数的抗滑支护结构岩土荷载(滑坡推力)本应相同,但根据传递系数法之滑动力调整法计算的结果却是传递系数法之抗滑力调整法的稳定安全系数倍。