不平衡推力法使用建议

一、概述

不平衡推力法亦称传递系数法或剩余推力法，是我国独创的边坡稳定性分析方法，在国家规范和行业规范中都将其列为推荐方法在使用，由于该法计算简单，并且能够为滑坡治理提供设计推力，在滑坡的分析治理中也得到了广泛应用。然而郑颖人院士的分析结果表明，该方法的分析结果在滑面控制点处倾角变化大的情况下产生的误差很大，并且偏于不安全。

二、分析原理

不平衡推力法是针对画面为折线形的条件下提出的，他假定条间力的作用方向与上一条块的滑面方向平行，如下简图：

假定坡体从上向下滑动，土条i-1传给土条i的力为F_i-1，该力对土条i来说，一方面使土条i产生向下的下滑力，该力的大小为

另一方面使土条产生正压力，增加土条i的抗滑力，该力的大小为

其中Fs为坡体的稳定系数，φ为画面的内摩擦角。因此Fi-1对土条i产生的综合下滑力为：

分析上式可得出以下结论：

1.当 α_{i -1} - α_i > 0 时，土条i-1的推力增加了土条i的正压力，增加了抗滑力；

2.当 α_{i -1} - α_i = 0 时，土条i-1的推力不增加土条i的正压力，不增加抗滑力；

3.当 α_{i -1} - α_i < 0 时，土条i-1的推力减少了土条i的正压力，降低了抗滑力。

若以 α_{i -1} - α_i = 0 时的稳定系数作为基准，那么当 α_{i -1} - α_i > 0 时，分析得到的稳定系数一般偏大，当 α_{i -1} - α_i < 0 时，分析得到的稳定系数偏小。对于一般滑坡来说，绝大部分的，因此其稳定系数偏大。

另外，当 α_{i -1} - α_i 的差值大到一定程度后，会出现

此时，当F_i-1越大时，土条i的抗滑力越大，即土条i越稳定，这个结论显然是错误的。

所以，利用不平衡推力法计算滑面，倾角变化大时，GEO5会在计算结果中给出提示，这时工程师需要采用其他一些严格方法，例如MP法再次验证计算结果。

三、使用建议

根据郑院士的研究可知，滑面控制节点处滑面倾角变化量小于10°时，使用不平衡推力法隐式解，可将误差控制在3%以内，当大于该限制条件时，有两种方法可以采取：

第一种，采用其他较为严格的分析方法，如摩根斯顿法Morgenstern-Price、斯宾塞法Spencer等；

第二种，仍采用不平衡推力法，对限制点进行处理。对于控制点处的倾角变化量大时，应对滑面进行处理，在其附近增加节点，使变化角小于10°，消除尖角效应。