建筑邊坡穩(wěn)定性分析(1)-展示頁(yè)
2024-09-26 21:13本頁(yè)面
【正文】 時(shí)，由堅(jiān)硬程度不同的巖石互層組成且每層厚度小于 5m的巖質(zhì)邊坡宜視為由相對(duì)軟弱巖石組成的邊坡。 邊坡穩(wěn)定性分析方法 邊坡穩(wěn)定性分析方法 極限分析法 瑞典圓弧法 Janbu條分法 Bishop條分法 物理模擬方法 數(shù)學(xué)模擬方法 其他方法 極限平衡法 數(shù)值分析方法 斯賓塞法 摩根斯坦－普賴(lài)斯法 沙爾瑪法法 傳遞系數(shù)法 有限單元法(FEM) 離散單元法(DEM)、塊體理論和不連續(xù)變形分析(DDA) 邊界元法 快速拉格朗日法(FLAC) 流形元法 《 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 》 中的基本規(guī)定 邊坡 : 巖質(zhì)邊坡與土質(zhì)邊坡。 穩(wěn)定性系數(shù) =可供利用的抗滑力 /滑動(dòng)力 式中：f?—— 沿整個(gè)滑裂面上的平均抗剪強(qiáng)度； τ —— 沿整個(gè)滑裂面上的平均剪應(yīng)力； SF—— 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。 l955年，畢肖普()明確了土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的定義： fSF ??? () 式中： f? —— 沿整個(gè)滑裂面上的平均抗剪強(qiáng)度； r—— 沿整個(gè)滑裂面上的平均剪應(yīng)力； SF —— 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。 一般來(lái)說(shuō)， 不同的邊坡類(lèi)型 ， 不同的分析目的以及可獲得的基本資料情況，應(yīng)采用與之相適應(yīng)的計(jì)算理論和穩(wěn)定分析方法 。邊坡穩(wěn)定分析的方法很多， 目前在工程中廣為應(yīng)用的是傳統(tǒng)的 極限平衡理論 。第 2章 邊坡處治基本理論及穩(wěn)定性分析 167。 概述 邊坡處治，首先要進(jìn)行穩(wěn)定性分析。近幾年，基于不同的力學(xué)模型而建立起來(lái)的各種 數(shù)值分析 計(jì)算方法也越來(lái)越受到工程界的重視。 在工程設(shè)計(jì)中，判斷邊坡穩(wěn)定性的大小 習(xí)慣上采用邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)來(lái)衡量。 按照上述邊坡穩(wěn)定性概念 ， 顯然 ， SF 1 ， 土坡穩(wěn)定 ； SF 1 ， 土坡失穩(wěn) ； SF =1 ， 土坡處于臨界狀態(tài)。 按照上述邊坡穩(wěn)定性概念 ， 顯然 ，SF1 ， 土坡穩(wěn)定 ；SF1 ， 土坡失穩(wěn) ；SF=1 ，土坡處于臨界狀態(tài)。巖質(zhì)邊坡的破壞形式按下表劃分： 確定巖質(zhì)邊坡的巖體類(lèi)型應(yīng)考慮主要結(jié)構(gòu)面與坡向的關(guān)系、結(jié)構(gòu)面傾角大小和巖體完整程度等因素 。當(dāng)邊坡巖體由兩層以上單層厚度大于 5m的巖體組合時(shí)，可分段確定邊坡類(lèi)型。 2）對(duì)土質(zhì)較軟、地面荷載較大、高度較大的邊坡，其坡角地面抗隆起和抗?jié)B流等穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 。 4）邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法，根據(jù)邊坡類(lèi)型和可能的破壞形式，可按下列原則確定： (1) 土質(zhì)邊坡和較大規(guī)模碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡宜采用 圓弧滑動(dòng)法 計(jì)算； (2) 對(duì)可能產(chǎn)生平面滑動(dòng)的邊坡宜采用 平面滑動(dòng)法 計(jì)算； (3) 對(duì)可能產(chǎn)生折線滑動(dòng)的邊坡宜采用 折線滑動(dòng)法 計(jì)算； (4) 當(dāng)邊坡破壞機(jī)制復(fù)雜時(shí)，宜 結(jié)合數(shù)值分析法進(jìn)行分析 。 分析方法很多，但可分為兩大類(lèi)，即以 極限平衡理論 為基礎(chǔ)的條分法 和以 彈塑性理論 為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法 。其 基本思路 是：假定邊坡的巖土體坡壞是由于邊坡內(nèi)產(chǎn)生了滑動(dòng)面 ，部分坡體沿滑動(dòng)面而滑動(dòng)造成的。 假設(shè)滑動(dòng)面已知 ， 通過(guò)考慮滑動(dòng)面形成的隔離體的靜力平衡 ，確定沿滑面發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的破壞荷載，或者說(shuō)判斷滑動(dòng)面上的滑體的穩(wěn)定狀態(tài)或穩(wěn)定程度。隔離體的靜力平衡可以是滑面上 力的平衡或力矩的平衡 。由于滑動(dòng)面是人為假定的，我們只有通過(guò) 系統(tǒng)地 求出一系列滑面 發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的破壞荷載 ，其中最小的破壞荷載要求的極限荷載與之相應(yīng)的滑動(dòng)面就是可能存在的 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面 。土條上的力矢多邊形如圖 。要使整個(gè)土體達(dá)到力的平衡，其未知力還有：每一土條底部的有效法向反力，共 n個(gè)；兩相鄰?fù)翖l分界面上的法向條間力 Ei，共 n1個(gè)，切向條間力 Xi，共 n1個(gè)；兩相鄰?fù)翖l間力 Xi及 Ei合力作用點(diǎn)位置 Zi，共 n1個(gè)；每一土條底部切力 Ti及法向力 Ni的合力作用點(diǎn)位置 ai，共 n個(gè)。 綜合上述分析 ，我們得到 共計(jì)有 5n2個(gè)未知量 ，我們 能得到的只有各土條水平向 及 垂直向力的平衡 以及 土條的力矩平衡 共計(jì) 3n個(gè)方程 。要使問(wèn)題有唯一解就必須建立新的條件方程。 前者會(huì)使問(wèn)題變得異常復(fù)雜 ， 工程界基本上不采用 ， 后者采用不同的假定和簡(jiǎn)化，而導(dǎo)出不同的方法。 假定 Xi與 Ei的交角或條間力合力的方向，而有 斯賓塞()法 (條塊間力的合力的方向相互平行 )， 摩根斯坦－普賴(lài)斯法 (Menstem— ， )(兩相鄰條塊法向條間力和切向條間力之間存在一個(gè)對(duì)水平方向坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系 )、 沙爾瑪法 (.)(沿條塊側(cè)面達(dá)到極限平衡 )以及 不平衡推力傳遞法 。 大量研究表明，為減少未知量所作的各種假設(shè)， 在滿(mǎn)足合理性要求的條件下，求出的安全系數(shù)差別都不大 。我們進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析的目的，就是要找出所有 既滿(mǎn)足靜力平衡條件，同時(shí)又滿(mǎn)足合理性要求的安全系數(shù)解集 。 極限平衡法長(zhǎng)期在工程中應(yīng)用，各行業(yè)應(yīng)用不同的方法，都積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，工程界就用這種虛擬狀態(tài)，來(lái)近似模擬實(shí)際工作狀態(tài)，再加上工程經(jīng)驗(yàn)從而作出工程設(shè)計(jì)判斷 。 167。 (2)假定滑裂面為圓柱面，即 在剖面上滑裂面為圓弧 ；弧面上的 滑動(dòng)土體視為剛體 ，即計(jì)算中 不考慮滑動(dòng)土體內(nèi)部的相互作用力 (Ei， Xi不考慮 )。 (4)采用條分法進(jìn)行計(jì)算。 圖 ，按瑞典法假定，其中任一豎向土條 i上的作用力。 167。邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮地下水滲透壓力的影響。 39。( c os )si ni i i i i i isiic l W u l tgFW?????????? ? ?39。c os secsi ni i i i i i i isi i i ic h u b t gF hb? ? ? ?????????? ? ?i i i iW h b??取 單 寬 ， 即 有 ， 則39。1212( ) c os se c( ) si ni i i m i i i i i isi i m i i ic h h h b tgF h h b ??? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ???? ?? ?區(qū)別：（ 1）飽和重度 Wi；（ 2）考慮滑帶底部浮托力。因此， 需要對(duì)各種可能的滑裂面均進(jìn)行計(jì)算 ，從中 找出安全系數(shù)最小的滑裂面 ，即認(rèn)為是存在潛在滑動(dòng)最危險(xiǎn)的 (或最有可能的 )滑裂面。對(duì)每個(gè)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)，分別取不同的半徑用式 ()或式 ()進(jìn)行計(jì)算，得到該圓心點(diǎn)的最危險(xiǎn)滑裂面 (Fs最小對(duì)應(yīng)的滑裂面 )。為了更精確的計(jì)算，可將
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