建筑邊坡穩(wěn)定性分析(文件)
【正文】 s)c o s ([s i n2232322232222223222?????????????tgtgtgtgBDCtgtgWBCCBDCWQ塊體 Ⅱ 塊體 Ⅰ 塊體 Ⅱ 四、多平面滑動 ? 邊坡巖體的多平面滑動 ， 分為一般多平面滑動和 階梯狀滑動兩個亞類。39?？梢杂貌煌姆绞侥M外載、地下水以及各種支護措施的作用。 具有兩組平行節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡算例 如圖所示，兩組方向不同的節(jié)理，貫通率 100%，第一組軟弱結構面傾角 30度，平均間距 10m，第二組軟弱結構面傾角 75度，平均間距 10m，巖體以及結構面計算物理力學參數(shù)見表 。 圖 (a)首先貫通的滑動面 圖 (b)滑動面繼續(xù)發(fā)展 帶軟弱夾層的土坡穩(wěn)定分析算例 這個算例最早是由 Frelund和 Krahn(1977)提出的，隨后被廣泛引證。 自出現(xiàn)裂縫后便停止施工 ， 進行了詳細的地質(zhì)勘察 ， 然后修改設計 ， 清除已經(jīng)發(fā)生滑坡破碎體 ， 放緩邊坡坡度 ， 同時進行防滑加固 ， 主要措施為預應力錨索格子梁加固 ， 修筑截排水天溝 。 通過有限元計算得到邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)為 。 巖橋傾角與兩端結構面傾角越接近時 ， 巖橋越容易貫通形成滑動面 。 下圖的計算表明 ， 滑動面并沒有從巖橋之間貫通 ， 而是從坡腳開始 ， 出現(xiàn)一個局部的圓弧滑動面并與結構面 3貫通 。 ? 算例表明采用徐干成 、 鄭穎人 （ 1990） 提出的莫爾 庫侖等面積圓屈服準則求得的穩(wěn)定安全系數(shù)與簡化 Bishop法的誤差為 48%， 與 Spencer法的誤差為 %， 證實了其實用于土坡工程的可行性 . ? 該方法可以對貫通和非貫通的節(jié)理巖質(zhì)邊坡進行穩(wěn)定分析，同時可以考慮地下水、施工過程對邊坡穩(wěn)定性的影響，可以考慮各種支擋結構與巖土材料的共同作用。 (e)求解安全系數(shù)時，可以不需要假定滑移面的形狀，也無需進行條分 。 (b)考慮了土體的非線性彈塑性本構關系 ， 以及變形對應力的影響； (c)能夠模擬土坡的失穩(wěn)過程及其滑移面形狀 。 結構面1和 2的滑動方向一致 ， 且二者之間的距離 (AD=)雖然小于結構面 3到坡腳的距離 （ FH=25m） ， 但是 ， 由于邊坡坡腳處的受力最大 ， 滑動面沒有從 AD通過 ， 而是從坡腳處貫通破壞 。 巖橋長度越短時，巖橋也越容易貫通形成滑動面，如下圖，結構面 AB傾角 176。 若將 FG再向右移動 5m，使 AF=20m，此時 AD=10m，F(xiàn)D=，如圖所表示，此時結構面 從 AD貫通，對應的強度折減系數(shù)為 。 此時的強度折減系數(shù)為 。 計算方法 安全系數(shù) 澳大利亞莫納什大學土坡穩(wěn)定分析軟件 GWEDGEM 陳祖煜和邵長明 Donald和 Giam 加拿大邊坡計算程序 slope/w（ Spencer) 有限元強度折減法 不同方法求得的穩(wěn)定安全系數(shù) 用有限元強度折減法求得的滑動面 福寧高速公路 A152標段二埔塘 2號深路塹高邊坡算例 碎石土 強風化晶屑凝灰?guī)r 堆土 弱風化晶屑凝灰?guī)r 未開挖前的原始地貌（斷面一） 福鼎至寧德高速公路 A152標段 K102+720K102+900右側路塹高邊坡位于霞浦縣鹽田鄉(xiāng)二鋪村西側 ， 邊坡設計最高為 50m， 長 180m， 工點附近屬丘陵剝蝕地貌 ， 地形陡峭 ， 路塹穿過的山體平均坡度大于 25度 。 材料 名稱 重度 彈性 模量 泊松比 內(nèi)聚力 內(nèi)摩 擦角 kN/m3 MPa MPa 度 巖體 25 10000 38 第一組節(jié)理 17 10 24 第二組節(jié)理 17 10 24 表 計算采用物理力學參數(shù) 表 計算 結果 計算方法 安全系數(shù) 有限元法（外接圓屈服準則） 有限元法（等面積圓屈服準則） 極限平衡方法 (Spencer) 通過有限元強度折減，求得的滑動面如圖 (a)所示 ,它是最先貫通的塑性區(qū)。 （ b）極限平衡分析 （ a） SLIDE V. （ c）滑動面搜索 （ d）加固效果分析 圖 1 SLIDE軟件及其分析結果 邊坡研究框圖 開挖后的重分布應力、大小 力學模型建立 （介質(zhì)模型、應力、力學參數(shù)、變形破壞機理、邊界條件 ….. ） 穩(wěn)定性分析計算 （剛體極限平衡理論、有限元 ….. ） 數(shù)學、力學分析法 邊坡巖體地質(zhì)特征（ 地層、巖性、結構面特征及分布、地下水等 ） 地質(zhì)模型建立 （平、剖面圖） 工程地質(zhì)研究方法 巖塊、結構面力學性質(zhì) （室內(nèi)試驗：求變形、強度參數(shù)） 應力條件 （建筑物作用力、天然應力、水壓力、地震力等） 巖體力學性質(zhì)，力學參數(shù)（現(xiàn)場試驗、模擬試驗） 試驗法 綜合評價 工程設計要求 安全系數(shù) 不穩(wěn)定、不合理 綜合評價法 穩(wěn)定、合理 其它判別指標 工程設計 修改方案或修改 ?角 施工 有限元強度折減系數(shù)法的基本原理 1t r i a lccF? ?1a r c t a n ( t a n )t r i a lF??? ?進行強度折減非線性有限元分析要有一個過硬的非線性有限元程序和收斂性能良好的本構模型。 SLIDE運用垂直剖面的極限平衡原理分析滑動面的穩(wěn)定性。 )s i n (s i ns i n)]s i n (2)c o s (2[39。 )c o ss i n)s i nc o s2||222222||2222 ???????????????（（FGLCtgFtgG ? 在滑動過程中，滑動體除沿滑動面滑動外，被結構面分割開的塊體之間還要產(chǎn)生相互錯動。 ? 第二種情況為滑動體內(nèi)存在結構面并將滑動體切割成若干塊體的情況，這時需 分塊計算 邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。 )s i n (s i ns i n2???????????gHCtgtg jj????s inco sGLCtgG jj ??有水壓力作用 有地下滲流時邊坡穩(wěn)定性計算圖 作用于 CD上的靜水壓 V為： ww gZV ??作用于 AD上的靜水壓力 U為： ??si n21 wwwwZHgZU ??邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為：
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