传递系数ψ取值

先说结论:

ψ<0,不会出现;

θi-1i时,0≤ψ≤1;

θi-1i时,ψ>1。


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计算简图

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Pi-1是上一个条块的剩余下滑力,乘传递系数ψi-1之后,便是传递到当前条块i上的力。分三种情况讨论传递系数的取值,即

(1)ψ>1

(2)0≤ψ≤1

(3)ψ<0

在讨论传递系数取值范围之前,先确认两个前提。第一个是,传递系数法存在一个缺陷,转折点处的两个倾角差值超过10°时,需要对滑面处理,消除尖角效应,否则会有较大误差;

第二个是结构面内摩擦角φ一般不超过35°。

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φ取35°,tanφ=0.7;Fs=1.35

(1)ψ>1

当x<0,即θi-1i<0时,恒成立。

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上面一个滑块的倾角,小于当前滑块倾角时,ψ>1。

(2)0≤ψ≤1

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这个比较常见,相邻倾角在10°以内,即0≤x<0.175,这时是成立的。图中紫色向左方向。

(3)ψ<0

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根据公式来看,如果ψ<0成立,直接带入计算,发现剩余下滑力减小,出现了拉力作用,上一个条块对本条块产生了拉力。似乎是要修正为0才合理。事实上,x>0.96,即θi-1i>43.8°才会出现负值,这与相邻倾角差在10°以内的前提也相违背。

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若x<10°的前提下,出现负值,结构面的内摩擦角φ需要80°以上。而结构面的内摩擦角一般不大于35°,不会有这样大。所以小于0的情况,不会出现。

 

综上,

ψ<0,不会出现;

θi-1i时,0≤ψ≤1;

θi-1i时,ψ>1。


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