STAB2005培訓(xùn)講義

1、邊坡穩(wěn)定分析程序邊坡穩(wěn)定分析程序WSLOPE系列系列STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)STAB2005STAB2005培訓(xùn)講義培訓(xùn)講義聯(lián)合主辦聯(lián)合主辦土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)STAB程序是一個(gè)用于進(jìn)行土質(zhì)邊坡穩(wěn)程序是一個(gè)用于進(jìn)行土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析、計(jì)算的專業(yè)程序，由中國(guó)水科院定分析、計(jì)算的專業(yè)程序，由中國(guó)水科院自主開發(fā)。經(jīng)過二十多年的不斷完善和發(fā)自主開發(fā)。經(jīng)過二十多年的不斷完善和發(fā)展，展，STAB程序已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的許多大程序已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的許多大型水利水電工程，并成為了水利水電系統(tǒng)型水利水電工程，并成為了水利水電

2、系統(tǒng)土石壩設(shè)計(jì)的專用程序。土石壩設(shè)計(jì)的專用程序。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn) 1995年，中國(guó)水科院推出了年，中國(guó)水科院推出了STAB程序的第一程序的第一個(gè)商業(yè)化版本，并命名為個(gè)商業(yè)化版本，并命名為STAB95，該程序基，該程序基于于DOS環(huán)境，用環(huán)境，用FORTRAN90開發(fā)。開發(fā)。2001年在年在原國(guó)家電力公司科技項(xiàng)目的資助下，中國(guó)水科原國(guó)家電力公司科技項(xiàng)目的資助下，中國(guó)水科院在不改變?cè)涸诓桓淖僑TAB95內(nèi)核的前提下，將該程序內(nèi)核的前提下，將該程序升級(jí)為升級(jí)為WINDOWS版本，命名為版本，命名為STAB2005。目前，本程序已正式通過水規(guī)總院的鑒定，擬目前，

3、本程序已正式通過水規(guī)總院的鑒定，擬在水電水利行業(yè)推廣使用。在水電水利行業(yè)推廣使用。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)nSTAB95采用數(shù)據(jù)文件的方式輸入邊坡的采用數(shù)據(jù)文件的方式輸入邊坡的基本信息。在基本信息。在STAB2005中，仍保留了中，仍保留了這一輸入接口。這一輸入接口。nSTAB2005是是STAB95的升級(jí)版本，它保的升級(jí)版本，它保留留STAB95的主要計(jì)算功能。的主要計(jì)算功能。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n滑裂面：包括圓弧滑裂面與非圓弧滑裂滑裂面：包括圓弧滑裂面與非圓弧滑裂面；面；n對(duì)于圓弧滑裂面，有瑞典法，對(duì)于圓弧滑裂面，有瑞典法

4、，Bishop法，法，陸軍工程師團(tuán)法；陸軍工程師團(tuán)法；n對(duì)于非圓弧滑裂面，有對(duì)于非圓弧滑裂面，有Spencer法和法和Morgenstern-Price法；法；n采用最優(yōu)化方法搜索臨界滑裂面；采用最優(yōu)化方法搜索臨界滑裂面；n可以考慮分布荷載、集中荷載及地震荷可以考慮分布荷載、集中荷載及地震荷載作用對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響；載作用對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響；土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n可以計(jì)算擋土墻的主動(dòng)土壓力；可以計(jì)算擋土墻的主動(dòng)土壓力；n可以考慮穩(wěn)定滲流期與庫(kù)水位驟降工況；可以考慮穩(wěn)定滲流期與庫(kù)水位驟降工況；n可以進(jìn)行邊坡的風(fēng)險(xiǎn)度與可靠度分析；可以進(jìn)行邊坡的風(fēng)險(xiǎn)度與可靠度分析；n

5、可以直接從可以直接從AutoCAD中將幾何信息導(dǎo)入中將幾何信息導(dǎo)入STAB2005中；中；n計(jì)算結(jié)束后的信息可十分方便地導(dǎo)出到計(jì)算結(jié)束后的信息可十分方便地導(dǎo)出到AutoCAD中。中。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n坐標(biāo)系：坐標(biāo)系：STAB程序?qū)ψ鴺?biāo)系程序?qū)ψ鴺?biāo)系xoy的定義的定義為，為，ox為水平軸，表示滑動(dòng)方向，為水平軸，表示滑動(dòng)方向，oy為為豎直軸，表示重力方向。豎直軸，表示重力方向。n對(duì)邊坡內(nèi)部的孔隙水壓力，有三種處理對(duì)邊坡內(nèi)部的孔隙水壓力，有三種處理方式方式 簡(jiǎn)化處理：假定孔隙水壓力按靜壓分簡(jiǎn)化處理：假定孔隙水壓力按靜壓分布，根據(jù)浸潤(rùn)線的位置來確定孔隙水壓布，

6、根據(jù)浸潤(rùn)線的位置來確定孔隙水壓力；力；土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn) 根據(jù)孔隙水壓力系數(shù)根據(jù)孔隙水壓力系數(shù)ru確定：孔隙水壓確定：孔隙水壓力系數(shù)的意義為，孔隙水壓力相當(dāng)于土力系數(shù)的意義為，孔隙水壓力相當(dāng)于土柱的高度。柱的高度。 內(nèi)插確定孔隙水壓力：此時(shí)需要按坐內(nèi)插確定孔隙水壓力：此時(shí)需要按坐標(biāo)網(wǎng)格逐點(diǎn)輸入，程序采用內(nèi)插方法確標(biāo)網(wǎng)格逐點(diǎn)輸入，程序采用內(nèi)插方法確定滑面上的孔壓值。定滑面上的孔壓值。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n當(dāng)坡外有水時(shí)，當(dāng)坡外有水時(shí)，STAB程序的處理方式程序的處理方式 在進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析時(shí)，通常壩體的在進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析時(shí)，

7、通常壩體的上下游均存在地表水，此時(shí)有兩種處理上下游均存在地表水，此時(shí)有兩種處理方式：方式： 1. 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)考慮沿下游坡滑動(dòng)時(shí)的處理方式考慮沿下游坡滑動(dòng)時(shí)的處理方式說明：對(duì)如上圖所示的情況，用戶應(yīng)將說明：對(duì)如上圖所示的情況，用戶應(yīng)將ABCDE作為浸潤(rùn)線作為浸潤(rùn)線輸入到輸入到STAB程序中，且輸入下游水位。其中程序中，且輸入下游水位。其中AB既為邊界線，既為邊界線，又是一段浸潤(rùn)線。又是一段浸潤(rùn)線。當(dāng)計(jì)算邊坡向下游滑動(dòng)時(shí)的安全系數(shù)時(shí)，當(dāng)計(jì)算邊坡向下游滑動(dòng)時(shí)的安全系數(shù)時(shí)，上游的坡外水位應(yīng)視為一種特殊材料，即上游的坡外水位應(yīng)視為一種特殊材料，即其其c、 取

8、取0，容重為，容重為1t/m3。對(duì)于下游水位，對(duì)于下游水位，STAB程序要求程序要求用戶輸入下游用戶輸入下游水位的水位的Y坐標(biāo)，坐標(biāo)，并將浸潤(rùn)線沿并將浸潤(rùn)線沿外邊坡線延伸外邊坡線延伸至邊坡的邊界處。至邊坡的邊界處。ABCDE土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)ABCDE考慮沿上游坡滑動(dòng)時(shí)的處理方式考慮沿上游坡滑動(dòng)時(shí)的處理方式說明：對(duì)如上圖所示，邊坡向上游滑動(dòng)，用戶應(yīng)將說明：對(duì)如上圖所示，邊坡向上游滑動(dòng)，用戶應(yīng)將ABCDE作為浸潤(rùn)線輸入到作為浸潤(rùn)線輸入到STAB程序中，且輸入上游水位。其中程序中，且輸入上游水位。其中DE既為邊界線，又是一段浸潤(rùn)線。既為邊界線，又是一段浸潤(rùn)線。

9、在在STAB程序中，上游坡外水程序中，上游坡外水位采用置換法，置換為坡外無位采用置換法，置換為坡外無水的情形，此時(shí)浸潤(rùn)線應(yīng)順著水的情形，此時(shí)浸潤(rùn)線應(yīng)順著外邊坡線延伸至邊界處。外邊坡線延伸至邊界處。在在STAB程序中，下游水位作程序中，下游水位作為一種特殊的材料進(jìn)行處理，為一種特殊的材料進(jìn)行處理，此時(shí)此時(shí)DE既為邊界線，又是浸既為邊界線，又是浸潤(rùn)線的一部分。潤(rùn)線的一部分。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n2. 直接將坡外水體視為一種特殊的土體直接將坡外水體視為一種特殊的土體 將水視為一種特殊材料，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)將水視為一種特殊材料，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c, 均為均為0，其容重，

10、其容重rw=1.0t/m3。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)將壩體的上、下游的地表水視為一種特將壩體的上、下游的地表水視為一種特殊的土體，其殊的土體，其c, 均為均為0，容重，容重rw=1.0t/m3。ABCD說明：說明：AB、CD應(yīng)視為一條邊界線，其下壓土層定義為水這種應(yīng)視為一條邊界線，其下壓土層定義為水這種特殊的材料。浸潤(rùn)線應(yīng)為特殊的材料。浸潤(rùn)線應(yīng)為ABCD。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)STAB2005的使用方法的使用方法n當(dāng)采用當(dāng)采用STAB2005對(duì)一個(gè)實(shí)際中的邊坡對(duì)一個(gè)實(shí)際中的邊坡進(jìn)行分析時(shí)，通常包括三個(gè)步驟：進(jìn)行分析時(shí)，通常包括三

11、個(gè)步驟： 前處理前處理 計(jì)算求解計(jì)算求解 后處理后處理土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)nSTAB2005提供了一個(gè)簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)捕捉提供了一個(gè)簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)捕捉工具，可以從一張工具，可以從一張AutoCAD圖形中取出圖形中取出STAB2005計(jì)算所需要的幾何信息。計(jì)算所需要的幾何信息。n由于本工具程序同樣適用于由中國(guó)水科由于本工具程序同樣適用于由中國(guó)水科院開發(fā)的另一個(gè)適用于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分院開發(fā)的另一個(gè)適用于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析的程序析的程序EMU，故命名為，故命名為STAB_EMU。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n數(shù)據(jù)捕捉工具數(shù)據(jù)捕捉工具STAB_EMU是

12、利用是利用AutoCAD的的內(nèi)嵌語言內(nèi)嵌語言Visual Lisp開發(fā)的一個(gè)工具程序，在開發(fā)的一個(gè)工具程序，在使用前應(yīng)先進(jìn)行加載。使用前應(yīng)先進(jìn)行加載。n在運(yùn)行數(shù)據(jù)捕捉工具前，用戶應(yīng)先將對(duì)計(jì)算結(jié)在運(yùn)行數(shù)據(jù)捕捉工具前，用戶應(yīng)先將對(duì)計(jì)算結(jié)果可能有影響的邊坡線、浸潤(rùn)線、軟弱夾層線果可能有影響的邊坡線、浸潤(rùn)線、軟弱夾層線重新繪制一遍。重新繪制一遍。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)(a) 對(duì)組成邊坡的邊界線應(yīng)采用多段線分段對(duì)組成邊坡的邊界線應(yīng)采用多段線分段重新繪制，分段的要求是，每一段多段重新繪制，分段的要求是，每一段多段線的下壓土層必須相同。對(duì)于浸潤(rùn)線，線的下壓土層必須相同。對(duì)于

13、浸潤(rùn)線，可采用一條多段線重新繪制；可采用一條多段線重新繪制；(b) 如果組成邊坡的兩條邊界線相關(guān)，應(yīng)將如果組成邊坡的兩條邊界線相關(guān)，應(yīng)將交點(diǎn)作為邊坡的一個(gè)控制點(diǎn)；交點(diǎn)作為邊坡的一個(gè)控制點(diǎn)；(c) AutoCAD中的水平比例尺與垂直比例中的水平比例尺與垂直比例尺必須相同。尺必須相同。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)ABCDEI234土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n當(dāng)幾何信息輸入完畢后，此時(shí)應(yīng)輸入組當(dāng)幾何信息輸入完畢后，此時(shí)應(yīng)輸入組成邊坡的各土層的物理力學(xué)參數(shù)、邊坡成邊坡的各土層的物理力學(xué)參數(shù)、邊坡所承受的外部荷載、地震信息等。所承受的外部荷載、地震信息等。n確定初始滑裂面：用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程確定初始滑裂面：用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的特點(diǎn)確定邊坡的一個(gè)初始滑裂面，然的特點(diǎn)確定邊坡的一個(gè)初始滑裂面，然后可選擇優(yōu)化方法在初始滑裂面的周圍后可選擇優(yōu)化方法在初始滑裂面的周圍確定最小安全系數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的臨界滑確定最小安全系數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的臨界滑裂面的位置。裂面的位置。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析STAB2005培訓(xùn)培訓(xùn)n計(jì)算求解：當(dāng)前處理完畢后，用戶應(yīng)將計(jì)算求解