建筑邊坡穩(wěn)定性分析(1)(參考版)
2024-09-22 21:13本頁面
【正文】 試計算存在結(jié)構(gòu)面BD和不存在結(jié)構(gòu)面 BD兩種情況下滑體的穩(wěn)定性系數(shù) 。 ，Cm=40kPa， 結(jié)構(gòu)面強度 ?j=20176。 圖 7 不加錨桿時的塑性區(qū) 圖 8 加錨桿時的塑性區(qū) 均質(zhì)土坡破壞過程 未支護位移等值線 錨桿支護后位移等值線 未支護塑性區(qū) 錨桿支護后塑性區(qū) A(0,0) B(280,100) C(400,260) D(100,260) A B C D 課外習(xí)題一 采用 Push法 推導(dǎo)任一條塊的剩余推力 。 由圖可見滑移面大致在水平位移突變的地方 ， 也是在塑性區(qū)塑性發(fā)展最充分的地方 ， 呈條帶狀； (d)能夠模擬土體與支護的共同作用，圖 7為無錨桿（錨桿單元被殺死）時邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，圖 8為有錨桿支護時安全系數(shù)為 ，且塑性區(qū)后移。 ? 如果使有限元計算保持足夠的計算精度，那么有限元法較傳統(tǒng)的方法具有如下優(yōu)點： (a)能夠?qū)哂袕?fù)雜地貌 、 地質(zhì)的邊坡進行計算 。 結(jié) 論 ? 目前對復(fù)雜節(jié)理巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析尚沒有好的辦法 ,傳統(tǒng)的極限平衡方法無法得到巖質(zhì)邊坡的滑動面及其穩(wěn)定安全系數(shù)，而各種數(shù)值分析方法只能算出應(yīng)力、位移、塑性區(qū)等 ,無法判斷邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)以及相應(yīng)的滑移面 .利用非線性有限元強度折減系數(shù)法可以由程序自動求得邊坡的危險滑動面以及相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，通過算例分析表明了此法的可行性，為巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析開辟了新的途徑。 雖然結(jié)構(gòu)面 1和 3之間的巖橋長度最小 ， FD=10m， 但是其方向水平 ，與外傾結(jié)構(gòu)面 3的夾角較大 ， 形成的是折線滑動面 。 ， AD與 CE平行，雖然結(jié)構(gòu)面 1和結(jié)構(gòu)面 3之間的巖橋傾角與結(jié)構(gòu)面相同，但是結(jié)構(gòu)面 1和2之間的巖橋距離（ AD=10m）比 1和 3的距離（ FD=）小，滑動面從結(jié)構(gòu)面 1和 2之間貫通。 如下圖 ， 結(jié)構(gòu)面 1到 3的距離最近 ， AD=,FD=， 但是滑動面卻沒有從 13之間貫通 ， 而是 1和 2之間貫通 ， 這是因為從 DA貫通后形成的直線了滑動面 。 通過對比計算發(fā)現(xiàn) ， 在巖體及結(jié)構(gòu)面參數(shù)相同的情況下 ，結(jié)構(gòu)面之間的貫通機制受結(jié)構(gòu)面幾何位置 、 傾角 、 結(jié)構(gòu)面之間巖橋的傾角 、 巖橋長度等因素的影響 。 將 FG向右移動 5m，使 AF=15m，DF=， AD=10m， 左下圖 是最先貫通的滑動面，然后滑動面繼續(xù)發(fā)展， AB和 CD也出現(xiàn)貫通，如 右下 圖 ,此時的強度折減系數(shù)為 。 材料 彈性 內(nèi)摩名稱 模量 擦角kN/m3 Pa MPa 度巖體 25 +10 1 30結(jié)構(gòu)面 18 +07 18重度 泊松比 內(nèi)聚力 物理力學(xué)參數(shù)計算取值如圖 所表示 ，在 上 圖的基礎(chǔ)上增加與 AB平行結(jié)構(gòu)面 FG， FG與 CD共線， FG=AB=， DF=,AF=AD=10m。 原設(shè)計開挖斷面 修改設(shè)計后開挖斷面及加固措施 不同工況下的穩(wěn)定安全系數(shù) 穩(wěn)定安全系數(shù) 未開挖前 按照原設(shè)計開挖 按照修改設(shè)計開挖（未加錨索） 按照修改設(shè)計開挖（加錨索） 按照原設(shè)計開挖后的滑動面 滑動面 按照修改設(shè)計進行二次開挖沒有支護情況下 的滑動面 具有多條非貫通結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡算例 如圖所示，結(jié)構(gòu)面 AB,CD傾角均為 45度 ,AB=,CD=, CE=35m,AD=10m。 該路塹的施工是先清除表層植被 ， 設(shè)置坡頂截水溝后從上向下逐級開挖 ， 當(dāng)挖到第二級邊坡后 （ 標高約 103m， 路基設(shè)計標高 85m） ， 2022年 10月 12 日坡頂開始出現(xiàn)裂縫； 10 月 15 日 ， k102+740k102+770段第五級邊坡跨塌 ， 此后坡頂裂縫發(fā)展較快 ， 裂縫達到 1050cm。該土坡在坡底 1m深處含有一個 軟弱夾層。塑性區(qū)貫通并不等于破壞，當(dāng)塑性區(qū)貫通后塑性發(fā)展到一定程度，巖體發(fā)生整體破壞，同時出現(xiàn)第二、三條貫通的塑性區(qū)，如圖 2(b)，程序還可以動畫模擬邊坡失去穩(wěn)定的過程，從動畫演示過程可以看出邊坡的破壞過程也整體破壞的過程。按照 2維平面應(yīng)變問題建立有限元模型。因為收斂失敗可能表明邊坡已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，也可能僅僅是有限元模型中某些數(shù)值問題造成計算不收斂。 主要特色特色包括： 圓弧或非圓弧滑動面的滑面搜尋法； Bishop、 Janbu、 Spencer、 GLE/MensternPrice以及其它分析方法； 包含各向異性、非線性莫爾 庫侖材料和其它多種材料模型； 地下水－皮茲面、 Ru因子、孔隙壓力網(wǎng)格和有限單元滲流分析； 邊坡穩(wěn)定性概率分析，給出邊坡失效的概率（或可靠指標）； 外載－線性、均布以及地震力的作用等； 支護－土釘、錨索（桿）、樁等的前后處理與分析； 可視化功能強大。它既能分析單一的滑動面，也能針對一給定邊坡確定出其危險滑動面的位置。???????????????????gHCtgtg tjjSLIDE軟件－邊坡的極限平衡分析系統(tǒng) SLIDE是一種功能強大的邊坡穩(wěn)定性分析軟件，主要針對土質(zhì)或巖石邊坡進行圓弧或非圓弧失效面的穩(wěn)定性計算。39。 ? 階梯狀滑動，破壞面由多個實際滑動面和受拉面組成，呈階梯狀，其穩(wěn)定性的計算思路與單平面滑動相同，即將滑動體的自重 (僅考慮重力作用時 )分解為垂直滑動面的分量和平行滑動面的分量。 ? 采用分塊極限平衡法和不平衡推力傳遞法進行穩(wěn)定性計算。 ? 滑動面 AB以下巖體對塊體 Ⅰ 的反力 R1(摩阻力 ) 與 AB面法線的夾角為 φ1。 ? ABCD為可能滑動體，根據(jù)滑動面產(chǎn)狀分為 Ⅰ 、 Ⅱ 兩個塊體。 將 Gcosβ投影到 △ ABD和 △ BCD面的法線方向上 ， 求得法向力 N N2 穩(wěn)定性系數(shù)計算的 基本思路 )s i n (s i nc os)s i n (s i n)s i n (s i nc os)s i n (s i n21121122122121 ?????????????????????? GNNGNN ；? 邊坡的穩(wěn)定性系數(shù) ? 邊坡的抗滑力 B C DA B Ds SCSCtgNtgNF ?? ???? 212211 ??????s i n212211GSCSCtgNtgN B C DA B D ?? ????三、同向雙平面滑動 (折線滑動 ) ? 第一種情況為滑動體內(nèi)不存在結(jié)構(gòu)面，視 滑動體為剛體 ，采用 力平衡圖解法 計算穩(wěn)定性系數(shù) 。 二、楔形體滑動 ? 首先 將滑體自重 G分解為垂直交線 BD的分量 N和平行交線的分量 (即滑動力 Gsinβ)，
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