【文章內(nèi)容簡介】 ，材料塑性極限強(qiáng)度 Rb已進(jìn)入塑性階段。 ◆ 當(dāng) 時，由抗壓強(qiáng)度控制其承載能力，因此僅需按抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢算。 ◆ 當(dāng) 時，由抗拉強(qiáng)度控制承載能力，僅需按抗拉強(qiáng)度進(jìn)行檢算 。 ◆ 偏心距限制 混凝土襯砌的偏心距不宜大于 ； 石砌體偏心距不應(yīng)大于 ； 基底偏心距，對巖石地基不大于 1/4倍墻底厚度，對土質(zhì)地基不大于 1/6倍墻底厚度。 極限狀態(tài)法～采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，用概率來衡量結(jié)構(gòu)的安全度，或稱 “ 可靠度 ” 。 （ 1）承載能力極限狀態(tài) 混凝土矩形截面中心及偏心受壓構(gòu)件，其受壓承載能力： （ 2）正常使用極限狀態(tài) 從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形偏心受壓構(gòu)件的抗裂承載力按下式檢算： 解析法 巖體力學(xué)方法 數(shù)值分析法 ◆ 邊界元法、無限元法、有限元法、有限元法耦合方法等，僅介紹有限元法 （ 1）單元類型的選擇和網(wǎng)格劃分 圖 511 隧道計(jì)算范圍及網(wǎng)格劃分 （ 2）計(jì)算范圍的選取 ① 隧道開挖影響范圍～距開挖面中心點(diǎn) 3~5倍洞跨的范圍； ② 邊界上位移為零。 （ 3）邊界條件和初始應(yīng)力 （ 4）卸荷釋放荷載及卸荷過程模擬 （ 5）開挖施工步驟的模擬 （ 6）求單元應(yīng)力 （ 7）圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性判斷 （ 8）有限元法計(jì)算的可信度 計(jì)算方法：洞門可視作擋土墻，按計(jì)算擋土墻的方法進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算處理： ①主動土壓力按庫侖理論進(jìn)行計(jì)算； ②無論墻背仰斜或直立，土壓力的作用方向均假定為水平； ③不考慮被動土壓力。 ④取最不利位置的墻體條帶計(jì)算，稱為 “ 檢算條帶 ” 。條帶寬度一般為 1m，最不利位置～墻體最高點(diǎn)。 隧道洞門計(jì)算 計(jì)算部位（檢算條帶）的選取及計(jì)算要點(diǎn) 1．柱式、端墻式洞門 2．有擋、翼墻的洞門 洞門計(jì)算內(nèi)容 1. 洞門計(jì)算內(nèi)容： ①墻身偏心及強(qiáng)度； ②繞墻趾的抗傾覆性 (墻趾～墻身外表面與基底面的交點(diǎn) )； ③沿基底滑動的穩(wěn)定性； ④基底應(yīng)力檢算。 2. 洞門端墻及擋（翼）墻檢算規(guī)定 墻身截面壓應(yīng)力 ≤容許應(yīng)力 墻身截面偏心距 e ≤ 基底應(yīng)力 ≤地基容許承載力 基底偏心距 e 巖石地基 ≤B/4，土質(zhì)地基≤B/6（ B為墻底厚度） 滑動穩(wěn)定系數(shù) KC ≥ 傾覆穩(wěn)定系數(shù) K0 ≥ 洞門計(jì)算的概率極限狀態(tài)法 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定隧道洞門除按破損階段法進(jìn)行檢算外，還可采用極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算?；痉椒ㄈ酝茡p階段法，如取計(jì)算條帶，具體公式不同，按可靠度理論得出 . (承載能力極限狀態(tài) ) (正常使用極限狀態(tài) ) 概 述 規(guī)定：在地震基本烈度為 7度及以上地區(qū)的隧道，需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。 抗震設(shè)計(jì)方法：地震系數(shù)法 其它方法： ①波動法；②相互作用法；③數(shù)值分析方法，等。 隧道抗震計(jì)算 地震系數(shù)法 考慮兩種情況： ◆ 水平地震力的方向橫交隧道縱軸 應(yīng)考慮洞口、淺埋、偏壓地段和明洞。 ◆ 水平地震力的方向沿隧道縱軸 僅需考慮洞門及洞口一個環(huán)節(jié)襯砌。 圖 520 縱向水平地震力作用下洞口環(huán)節(jié)計(jì)算圖式 （ 1）橫向水平地震力 （ 2）縱向水平地震力 ◆ 水平梁 ◆ 豎向梁 （ 1）襯砌任一截面內(nèi)的彎矩按圖（ b）可得： （ 2）襯砌任一截面內(nèi)的彎矩按圖（ c）可得： （ 3） 在襯砌任一截面中，由于地震力產(chǎn)生的最大應(yīng)力為： 思考題 ？隧道結(jié)構(gòu)體系的概念？ — 結(jié)構(gòu)模型？什么是巖體力學(xué)模型？ ？計(jì)算模型中有幾種處理方式？溫氏假定與它有什么關(guān)系？ ，隧道結(jié)構(gòu)有哪三種單剛？拼總剛的兩個條件是什么？ ？ ？ 第一章 緒論 課程的內(nèi)容 ? 邊坡與滑坡的概述 ? 邊坡地質(zhì)與勘察 ? 邊坡穩(wěn)定性分析及分析軟件 ? 邊坡加固方法與手段 ? 邊坡的設(shè)計(jì) ? 邊坡監(jiān)測與長期觀測 ? 邊坡是自然或人工形成的斜坡，是人類工程活動中最基本的地質(zhì)環(huán)境之一，也是工程建設(shè)中最常見的工程形式。 《 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 》 GB 503302022 ? 建（構(gòu)）筑物場地或其周邊，由于建（構(gòu)）筑物和市政工程開挖或填筑施工所形成的人工邊坡和對建（構(gòu)）筑物安全或穩(wěn)定有影響的自然邊坡 《水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范 》 DL/T 53532022 ? 地殼表面具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，由坡頂、坡面、坡腳及其下部一定深度內(nèi)的坡體組成 。 《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范 》 SL 3862022 ? 修建水利水電工程形成的和因修建水利水電工程有可能影響其穩(wěn)定的邊坡統(tǒng)稱為水利水電工程邊坡 邊坡的定義 邊坡失穩(wěn)的危害 《 汶川地震中滑坡災(zāi)害考察與初步分析 》考察報(bào)告 滑坡、崩塌、泥石流 自然邊坡 ?危害的形式 工程邊坡 各種工程破壞形式 ?危害的程度 經(jīng)濟(jì)、人員 滑坡、滑塌（坍塌）、崩塌、剝落、拉裂、 流動 滑坡 (slides) 是斜坡部分巖土體在重力作用下，沿一定的軟弱面，緩慢地整體向下移動，具有蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩(wěn)定三個階段，有時也具有高速急劇移動現(xiàn)象。 滑塌 (slip— slumps) 是因開挖、填筑、堆載引起斜坡的滑動或塌落，一般較突然，粘性土類邊坡有時也會出現(xiàn)一個變形發(fā)展過程。 崩塌 (fall— slumps) 是整個巖土體塊脫離母體，突然從較陡的斜坡上崩落、翻轉(zhuǎn)、跳躍、堆落在坡腳，規(guī)模巨大的稱為山崩，規(guī)模較小的稱為塌方 潰屈 發(fā)生在層狀結(jié)構(gòu)巖體順向坡內(nèi)的一種破壞形式，又稱滑動─彎曲破壞，巖體上部沿層面滑動，下部發(fā)生彎曲和鼓脹 剝落 (falls) 是斜坡巖土長期遭受風(fēng)化、侵蝕，在沖刷和重力作用下，巖 (土 )屑 (塊 )不斷沿斜坡滾落堆積在坡腳。 傾倒 發(fā)生在層狀及似層狀結(jié)構(gòu)巖體的一種破壞形式，巖體向臨空方向傾倒，底部形成折斷面 邊坡的失穩(wěn)模式 邊坡的分類 第三章 邊坡穩(wěn)定性分析 穩(wěn)定性概念 ?真實(shí)物理量與虛擬物理量 ?穩(wěn)定性概念是強(qiáng)度問題，而不是力的概念 ?整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性的關(guān)系 ?邊坡的穩(wěn)定性問題的缺陷 fSF???SF???下 滑 力滑 動 力點(diǎn)安全系數(shù) 安全系數(shù) 穩(wěn)定系數(shù) 強(qiáng)度穩(wěn)定 變形穩(wěn)定 SF顯然 ， 1，土坡穩(wěn)定； 1，土坡失穩(wěn)； =1，土坡處于臨界狀態(tài)。 SF SF其問題的關(guān)鍵是如何尋求滑裂面，如何尋求滑裂面上的平均抗剪強(qiáng)度 f?和平均剪應(yīng)力 τ 荷載 ?巖土體的自重作用 在地下水位以上時，巖土體的自重采用天然重度； 在地下水位以下時，則應(yīng)根據(jù)計(jì)算方法正確選擇。（水土合算或分算） 在邊界面上和計(jì)算的分條、分塊面上以面力計(jì)算水壓時采用飽和重度：以體力法計(jì)算水壓力時采用浮重度，同時在滑面上扣除自坡外水位起算的靜水壓力； 降雨情況下的非飽和巖、土體采用具一定含水量的重度，根據(jù)測試或估算確定． 上述各種重度應(yīng)取平均值。 ?地下水作用 孔隙水、裂隙水或?qū)娱g承壓水 對具有疏掉地下水設(shè)施的邊坡，應(yīng)首先確定經(jīng)疏排作用后的地下水位線，再確定地下水壓力．為提高計(jì)算可靠性，應(yīng)視工程具體情況，乘以大于 1的增大系數(shù)。 在地下水位以下的巖體內(nèi)的貫通性結(jié)構(gòu)面和強(qiáng)卸荷裂隙帶，按地下水等水位線圖內(nèi)插或外延，確定作用其面上的地下水壓力。 巖質(zhì)邊坡深部潛在不穩(wěn)定體邊界面并非完全貫通時，裂隙水壓力可以相應(yīng)折減。具體方法可將裂隙水壓力乘以小于 1的折減系數(shù)。 對于有地下水滲流的水下巖土體，當(dāng)采用體力法以浮重度計(jì)算時，應(yīng)考慮滲透水壓力作用，對于沒有被河水完全淹沒的滑體部分，其滲透水壓力或動水壓力值 按下式計(jì)算： wiPwi w i iP V J??水庫蓄水后岸坡內(nèi)地下水位宜根據(jù)實(shí)測值確定：當(dāng)缺少實(shí)測值或水庫尚未蓄水時，可根據(jù)水庫浸沒計(jì)算確定。 在對降水或泄流雨霧引起地下水位短期壅高情況，以及水庫水位驟降情況進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析時，滲透系數(shù)應(yīng)采用小值平均值，地下水位宜按不穩(wěn)定滲流估算確定。 對于經(jīng)受泄洪雨霧作用的邊坡，應(yīng)首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工程類比確定泄洪雨霧的影響范圍和雨霧強(qiáng)度分布 ?加固力作用 加固力指采用加固結(jié)構(gòu)將不穩(wěn)定巖體 (或潛在不穩(wěn)定巖體，下同 )固定到滑面以下穩(wěn)定巖體的力。 計(jì)算安全系數(shù)時加固力應(yīng)按增加的抗滑力考慮。 ?地震作用 在地震基本烈度為 Ⅶ 度和 Ⅶ 度以上的地區(qū)，應(yīng)計(jì)算地震作用力的影響． 荷載組合 基本組合：自重 +岸邊外水壓力 +地下水壓力 +加固力 偶然組合：基本組合 +地震作用 設(shè)計(jì)工況 1 持久設(shè)計(jì)工況：主要為邊坡正常運(yùn)用工況，此時應(yīng)采用基本組合設(shè)計(jì) 2 短暫設(shè)計(jì)工況；包括施工期缺少或部分缺少加固力；缺少排水設(shè)施或施工用水形成地下水位增高；運(yùn)行期暴雨或久雨、或可能的泄流霧化雨，以及地下排水失效形成的地下水位增高；水庫水位奠降等情況。此時應(yīng)采用基本組合設(shè)計(jì)。 3 偶然設(shè)計(jì)工況；主要為遭遇地震、水庫緊急放空等情況，此時應(yīng)采用偶然組合設(shè)計(jì) 參數(shù)確定 ?確定參數(shù)的方法 室內(nèi)試驗(yàn) 現(xiàn)場試驗(yàn) 反演分析 工程地質(zhì)類比 ?參數(shù)對應(yīng)的方法 總應(yīng)力法 有效應(yīng)力法 按水土合算原則計(jì)算時，地下水位以下宜采用土的自重固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 按水土分算原則計(jì)算時地下水位以下宜采用土的有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo) ?土質(zhì)邊坡的參數(shù)確定 ?土的抗剪強(qiáng)度直剪試驗(yàn)宜采用峰值強(qiáng)度指標(biāo)，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取試驗(yàn)資料的小值平均值或概率分布的 ?非填筑邊坡的參數(shù)盡量取原狀土樣的試驗(yàn)成果 ?地下水浸潤線以上的土體采用天然原狀土試驗(yàn)成果，地下水浸潤線以下土體采用飽和原狀土試驗(yàn)成果 ?無特殊工況與施工狀況，參數(shù)宜采用慢剪試驗(yàn)的成果 ?降雨、擋水、霧化工況時參數(shù)應(yīng)采用飽和參數(shù) ?已發(fā)生滑移的邊坡采用殘余強(qiáng)度 ?具有流變特性的特殊土邊坡，應(yīng)采用流變強(qiáng)度 ?臨界穩(wěn)定狀態(tài)反算推求滑面的綜合抗剪強(qiáng)度參數(shù)，一般來說，變性邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)取 ~1，失穩(wěn)邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)取~。 ?粘性土參數(shù)指標(biāo) ?膨脹土邊坡宜采用反復(fù)剪切試驗(yàn) 施工開挖和水位降落工況，有效應(yīng)力法與總應(yīng)力法同時采用，取小值。 ?砂土參數(shù)指標(biāo)宜采用有效應(yīng)力法計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，試驗(yàn)方法可采用三軸儀固結(jié)排水剪 (CD)和直剪儀慢剪 (S) ?現(xiàn)場原位測試應(yīng)用 砂土 有效應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)貫入 靜力觸探 大型錐探 粘土 總應(yīng)力 十字板剪切 靜力觸探 旁壓試驗(yàn) 固結(jié)不排水 ?對于一級邊坡，巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)宜根據(jù)現(xiàn)場原位試驗(yàn)確定，試驗(yàn)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) 《 工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) 》 GB/T50266。 ?抗剪斷強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度 ?巖質(zhì)邊坡中不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值規(guī)定： 硬質(zhì)結(jié)構(gòu)面應(yīng)取抗剪斷峰值強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值或小值平均值 軟弱夾層及軟弱結(jié)構(gòu)面應(yīng)取抗剪峰值強(qiáng)度或屈服強(qiáng)度 成組節(jié)理按其采用的優(yōu)勢方向考慮連通率與抗剪斷峰值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值折減 泥化夾層應(yīng)取殘余強(qiáng)度 ?巖體抗剪斷強(qiáng)度 整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)硬質(zhì)巖體呈脆性破壞時采用峰值強(qiáng)度參數(shù)概率分布的 、或小值平均值、或優(yōu)定斜率罰下限值為標(biāo)準(zhǔn)值 無填充、閉合的鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)及隱微裂隙發(fā)育巖體呈塑性破壞或彈塑性破壞時采用屈服強(qiáng)度的平均值為標(biāo)準(zhǔn)值 無特定控制結(jié)構(gòu)面的各向同性節(jié)理巖體強(qiáng)度采用霍克 布朗巖體破壞準(zhǔn)則或 GSI或 RMR系統(tǒng) ?巖質(zhì)邊坡的參數(shù)確定 ?對于無條件的二、三級邊坡可按照下表和反算分析等方法綜合確定 結(jié)構(gòu)面類型 結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度 內(nèi)摩擦角 φ （ 176。 ） 粘聚力 C （ MPa） 硬性結(jié)構(gòu)面 1 結(jié)合好 35 2 結(jié)合一般 35~27 ~ 3 結(jié)合差 27~18 ~ 軟弱結(jié)構(gòu)面 4 結(jié)合很差 18~12 ~ 5 結(jié)合極差（泥化層） 根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定 結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值 注： 無經(jīng)驗(yàn)時取表中的低值 極軟巖、軟巖取表中的較低值 巖體結(jié)構(gòu)面連通性差取表中的高值 巖體結(jié)構(gòu)面浸水時取表中較低值 臨時性邊坡可取表中的高值 表中數(shù)值已考慮結(jié)構(gòu)面的時間效應(yīng) 結(jié)合程度 結(jié)構(gòu)面特征 結(jié)合好 張開