Метод Сармы — это метод, используемый в первую очередь для оценки устойчивости склонов грунта в сейсмических условиях. Используя соответствующие предположения, метод может также использоваться для статического анализа устойчивости склона . Он был предложен Сарадой К. Сармой в начале 1970-х годов как улучшение по сравнению с другими традиционными методами анализа, которые принимали многочисленные упрощающие предположения.
Сарма работал в области сейсмического анализа земляных плотин под руководством Амбрасейса в Имперском колледже над своей докторской диссертацией в середине 1960-х годов. [1] Методы сейсмического анализа плотин, доступные в то время, основывались на подходе предельного равновесия и ограничивались плоскими или круглыми поверхностями разрушения, принимая несколько предположений относительно равновесия сил и моментов (обычно удовлетворяющих одному из двух) и относительно величины сил (например, межслоевые силы равны нулю).
Сарма рассмотрел различные доступные методы анализа и разработал новый метод для анализа в сейсмических условиях и расчета постоянных смещений из-за сильного сотрясения. Его метод был опубликован в 1970-х годах (самая первая публикация была в 1973 году [2] , а более поздние усовершенствования появились в 1975 году [3] и 1979 году [4] ).
Метод удовлетворяет всем условиям равновесия (т. е. горизонтальному и вертикальному равновесию сил и равновесию моментов для каждого среза). Его можно применять к любой форме поверхности скольжения, поскольку поверхности скольжения не предполагаются вертикальными, но могут быть наклонными. Предполагается, что величины вертикальных боковых сил следуют предписанным шаблонам. Для n срезов (или клиньев) существует 3n уравнений и 3n неизвестных, и поэтому он статически определяется без необходимости каких-либо дополнительных предположений.
Метод Сарма называется передовым и строгим методом статического и сейсмического анализа устойчивости склона . Он называется передовым, потому что может учитывать некруглые поверхности разрушения. Кроме того, многоклиновой подход допускает невертикальные срезы [5] и нерегулярную геометрию склона. [6] Он называется строгим методом, потому что может удовлетворять всем трем условиям равновесия, горизонтальным и вертикальным силам и моментам. Метод Сарма в настоящее время используется в качестве проверки для программ конечных элементов (также предельный анализ FE ), и это стандартный метод, используемый для сейсмического анализа.
Метод используется в основном для двух целей: для анализа земляных склонов и земляных плотин. При использовании для анализа сейсмической устойчивости склона он может обеспечить коэффициент безопасности от разрушения для заданной сейсмической нагрузки, т. е. горизонтальной сейсмической силы или ускорения (критического ускорения). Кроме того, он может обеспечить требуемую сейсмическую нагрузку (силу или ускорение), при которой данный склон разрушится, т. е. коэффициент безопасности будет равен 1.
Когда метод используется при анализе земляных плотин (т. е. уклонов поверхностей плотин), результаты анализа, т. е. критическое ускорение, используются в анализе скользящего блока Ньюмарка [7] для расчета вызванных постоянных смещений. Это следует из предположения, что смещения возникнут, если вызванные землетрясением ускорения превысят значение критического ускорения для устойчивости.
Метод Сарма широко использовался в программном обеспечении для сейсмического анализа в течение многих лет и до недавнего времени был стандартной практикой для сейсмической устойчивости склона в течение многих лет (аналогично методу Мононобе–Окабе [8] [9] для подпорных стенок). Его точность была проверена различными исследователями, и было доказано, что он дает результаты, весьма схожие с современными безопасными методами численного анализа пределов устойчивости нижней границы (например, 51-я лекция Ренкина [10] [11] ).
Однако в настоящее время современное программное обеспечение для численного анализа , использующее обычно методы конечных элементов , конечных разностей и граничных элементов, более широко используется для специальных исследований случаев. [12] [13] Особое внимание в последнее время уделяется методу конечных элементов [14], который может обеспечить очень точные результаты посредством освобождения нескольких допущений, обычно принимаемых традиционными методами анализа. Специальные граничные условия и конститутивные законы могут моделировать случай более реалистичным образом.