【正文】 土條中任意取出第i條，不考慮其側(cè)面上的作用力時(shí)，該土條上存在著： 土條自重，作用于土條弧面上的法向反力，作用于土條圓弧面上的切向阻力。 將抗剪強(qiáng)度引起的極限抗滑力矩和滑動(dòng)力矩的比值作為安全系數(shù)，考慮安全儲(chǔ)備的大小，按照《規(guī)范》要求，安全系數(shù)要滿足≥。圓弧滑動(dòng)法示意圖 三、計(jì)算公式: Ksj=∑{cili+[ΔGibi+qbi]cosθitanφi}/∑[ΔGibi+qbi]sinθi 式子中： Ksj 第j個(gè)圓弧滑動(dòng)體的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值。 ci 土層的粘聚力； li第i條土條的圓弧長(zhǎng)度； ΔGi第i土條的自重； θi 第i條土中線處法線與鉛直線的夾角； φi 土層的內(nèi)摩擦角； bi 第i條土的寬度； hi 第i條土的平均高度； q 第i條土條土上的均布荷載； 四、計(jì)算安全系數(shù): 將數(shù)據(jù)各參數(shù)代入上面的公式，通過循環(huán)計(jì)算，求得最小的安全系數(shù)Ksjmin： 計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 示意圖如下： 計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第2步 示意圖如下： 計(jì)算結(jié)論如下： 第 1 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Ksjmin= 滿足要求! [標(biāo)高 m] 第 2 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Ksjmin= 滿足要求! [標(biāo)高 m] 5—5斷面土壁穩(wěn)定性驗(yàn)算一、參數(shù)信息: 基本參數(shù)：條分方法瑞典條分法基坑開挖深度h(m)條分塊數(shù)50 放坡參數(shù)：序號(hào)放坡高度L(m)放坡寬度W(m)平臺(tái)寬度B(m)1 荷載參數(shù)：序號(hào)類型面荷載q(kPa)基坑邊線距離a(m)荷載寬度b(m)1局部荷載2013 土層參數(shù)：序號(hào)土名稱土厚度(m)土的重度γ(kN/m3)土的內(nèi)摩擦角φ(176。)粘聚力C(kPa)飽和重度γsat(kN/m3)1填土181015202粉土19222422 二、計(jì)算原理: 根據(jù)土坡極限平衡穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算。自然界勻質(zhì)土坡失去穩(wěn)定，滑動(dòng)面呈曲面，通常滑動(dòng)面接近圓弧，可將滑裂面近似成圓弧計(jì)算。將土坡的土體沿豎直方向分成若干個(gè)土條，從土條中任意取出第i條，不考慮其側(cè)面上的作用力時(shí)，該土條上存在著： 土條自重，作用于土條弧面上的法向反力，作用于土條圓弧面上的切向阻力。 將抗剪強(qiáng)度引起的極限抗滑力矩和滑動(dòng)力矩的比值作為安全系數(shù)，考慮安全儲(chǔ)備的大小，按照《規(guī)范》要求，安全系數(shù)要滿足≥。圓弧滑動(dòng)法示意圖 三、計(jì)算公式: Ksj=∑{cili+[ΔGibi+qbi]cosθitanφi}/∑[ΔGibi+qbi]sinθi 式子中： Ksj 第j個(gè)圓弧滑動(dòng)體的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值。 ci 土層的粘聚力； li第i條土條的圓弧長(zhǎng)度； ΔGi第i土條的自重； θi 第i條土中線處法線與鉛直線的夾角； φi 土層的內(nèi)摩擦角； bi 第i條土的寬度； hi 第i條土的平均高度； q 第i條土條土上的均布荷載； 四、計(jì)算安全系數(shù): 將數(shù)據(jù)各參數(shù)代入上面的公式，通過循環(huán)計(jì)算，求得最小的安全系數(shù)Ksjmin： 計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 示意圖如下： 計(jì)算結(jié)論如下： 第 1 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) Ksjmin= 滿足要求! [標(biāo)高 m]一、參數(shù)信息 基本參數(shù)支護(hù)樁材料鋼樁支護(hù)樁間距ba(m)支護(hù)樁嵌入土深度ld(m)基坑開挖深度h(m)基坑外側(cè)水位深度ha(m)2基坑內(nèi)側(cè)水位深度hp(m)支護(hù)樁在坑底處的水平位移量υ(mm)12 土層參數(shù)土層類型土厚度h(m)土重度γ(kN/m3)粘聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角φ(176。)飽和土重度γsat(kN/m3)水土分算粉土19222422是 計(jì)算系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ01綜合分項(xiàng)系數(shù)γF嵌固穩(wěn)定安全系數(shù)Ke圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)Ks 二、土壓力計(jì)算土壓力分布示意圖 主動(dòng)土壓力計(jì)算 1）主動(dòng)土壓力系數(shù) Ka1=tan2(45176。 φ1/2）= tan2(4524/2)=； Ka2=tan2(45176。 φ2/2）= tan2(4524/2)=； 2）土壓力、地下水產(chǎn)生的水平荷載 第1層土：02m H139。=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0m Pak1上 =γ1H139。=19022= Pak1下 =γ1(h1+H139。)=19(2+0)22= 第2層土：26m H239。=[∑γ1h1]/γsati=[38]/22= Pak2上 =[γsat2H239。γw(∑h1ha)]+γw(∑h1ha)=[22(22)]22+10(22)= Pak2下 =[γsat2(H239。+h2)γw(∑h1ha)]+γw(∑h1ha)=[22(+4)10(62)]22+10(62)= 3）水平荷載 臨界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=4/(+)=； 第1層土 Eak1=0kN； 第2層土 Eak2===； aa2=Z0/3=； 土壓力合力： Eak=ΣEaki=0+=； 合力作用點(diǎn)： aa= Σ(aaiEaki)/Eak=(00+)/=； 被動(dòng)土壓力計(jì)算 1）被動(dòng)土壓力系數(shù) Kp1=tan2(45176。+ φ1/2）= tan2(45+24/2)=； 2）土壓力、地下水產(chǎn)生的水平荷載 第1層土： H139。=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0m Ppk1上 =[γ1H139。γw(∑h0hp)]Kp1++γw(∑h0hp)=[19010()]+222+10()= Ppk1下 =[γ1(H139。+h1)γw(∑h0hp)]Kp1++γw(∑h0hp)=[19(0+)10()]+222+10()= 3）水平荷載 第1層土 Epk1=bah1(Pp1上+Pp1下)/2=(+)/2=； ap1=h1(2Pp1上+Pp1下)/(3Pp1上+3Pp1下)=(2+)/(3+3)=； 土壓力合力： Epk=ΣEpki==； 合力作用點(diǎn)： ap= Σ(apiEpki)/Epk=()/=； 基坑內(nèi)側(cè)土反力計(jì)算 1）主動(dòng)土壓力系數(shù) Ka1=tan2(45176。φ1/2）= tan2(4524/2)=； 2）土壓力、地下水產(chǎn)生的水平荷載 第1層土： H139。=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0m Psk1上 =(+c1)∑h0(1∑h0/ld)υ/υb+[γ1H139。γw(∑h0hp)]Kp1+γw(∑h0hp)=(24224+22)0(10/)12/12+[19010()]+10()= Psk1下 =(+c1)∑h1(1∑h1/ld)υ/υb+[γ1(H139。+h1)γw(∑h1hp)]Kp1+γw(∑h1hp)=(24224+22)()12/12+[19(0+)10()]+10()= 3）水平荷載 第1層土 Psk1=b0h1(Ps1上+Ps1下)/2=(+)/2=； as1=h1(2Ps1上+Ps1下)/(3Ps1上+3Ps1下)=(2+)/(3+3)=； 土壓力合力： Ppk=ΣPpki==； 合力作用點(diǎn)： as= Σ(asiPski)/Ppk=()/=； Psk=≤Ep=滿足要求！ 三、穩(wěn)定性驗(yàn)算 嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算 Epkapl/(Eakaal)=()=≥Ke= 滿足要求！ 整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算圓弧滑動(dòng)條分法示意圖 Ksi =∑{cjlj+[(qjbj+ΔGj)cosθjμjlj]tanφj}/∑(qjbj+ΔGj)sinθ cj、φj ──第j土條滑弧面處土的粘聚力(kPa)、內(nèi)摩擦角(176。)； bj──第j土條的寬度(m)； θj──第j土條滑弧面中點(diǎn)處的法線與垂直面的夾角(176。)； lj──第j土條的滑弧段長(zhǎng)度(m)，取lj＝bj/cosθj； qj──作用在第j土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa) ； ΔGj──第j土條的自重(kN)，按天然重度計(jì)算； uj──第j土條在滑弧面上的孔隙水壓力(kPa)，采用落底式截水帷幕時(shí)，對(duì)地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外側(cè)，可取uj＝γwhwaj，在基坑內(nèi)側(cè)，可取uj＝γwhwpj；滑弧面在地下水位以上或?qū)Φ叵滤灰韵碌恼承酝?，取uj＝0； γw──地下水重度(kN/m3)； hwaj──基坑外側(cè)第j土條滑弧面中點(diǎn)的壓力水頭(m)； hwpj──基坑內(nèi)側(cè)第j土條滑弧面中點(diǎn)的壓力水頭(m)； min{ Ks1 ，Ks2 ，……，Ksi，……}=≥Ks=滿足要求！ 四、結(jié)構(gòu)計(jì)算 材料參數(shù)鋼樁類型槽鋼鋼樁型號(hào)28a號(hào)槽鋼鋼材的慣性矩I(cm4)鋼材的截面抵抗矩W(cm3)鋼材的彈性模量E(N/mm2)206000鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2)205鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值τ(N/mm2)125材料截面塑性發(fā)展系數(shù)γ 支護(hù)樁的受力簡(jiǎn)圖 計(jì)算簡(jiǎn)圖 彎矩圖(kNm) Mk= 剪力圖(kN) Vk= 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值確定 M=γ0 γF Mk=1=m V=γ0 γF Vk=1= 材料的強(qiáng)度計(jì)算 σmax=M/(γW)=106/(103)=≤[f]=205N/mm2 滿足要求！ b`=(hb2(btw)2(h2t))/(2(hb(btw)(h2t))=(280822()2(2802))/(2(28082()(2802))=59mm S=t(bb`)2=(8259)2=6612mm3, τmax=VS/It=6612103/(104)=≤[f]=125N/mm2 滿足要求！附圖一附圖二