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粘土边坡的安全系数计算
2013-11-01
粘土边坡的安全系数计算。
粘土边坡的安全系数计算 目录 • • • • 第一章 绪论 第二章 粘土边坡安全系数计算一般方法 第三章 运动条分法原理进行实际算例 第四章 边坡的加固方法 2013-11-1 2 第一章 绪论 • • 1、边坡的定义: ①岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一 定倾斜度的临空面;②为保证路基稳定,在路基两侧做成的具有一 定坡度的坡面 2、边坡应用学科:水利科技(一级学科);岩石力学、土力学、 岩土工程(二级学科);岩土工程(水利)(三级学科) • • • 3、边坡的分类:一、按成因分类:可分为人工边坡和自然边坡; 二、按地层岩性分类:可分为土质边坡和岩质边坡。 a:按岩层结构分为:1层状结构边坡、2块状结构边坡、 3 网状结构边坡; • • b:按岩层倾向与坡向的关系分为:1顺向边坡、2反向边 坡、3直立边坡。 三、按使用年限分类:可分为永久性边坡和临时性边坡。 2013-11-1 3 第一章 绪论 • • 4、边坡的应用背景:边坡作用的范围异常广泛,较为 常用的如工程中基坑的建造、堤坝的建造、公路的路堤、 汽车火车道路轨道的防护、山体下挡土墙的设计等等 5、边坡稳定性安全系数:一般定义为沿假定滑裂面的 抗滑力与滑动力的比值,当该比值大于1时,坡体稳定; 等于1时,坡体处于极限平衡状态;小于1时,边坡即发 生破坏。 6、边坡安全系数研究的目的和意义:边坡不仅作用广 泛、而且其所处位置起的决定性作用也较大,关系着整 个工程的成败与否甚至人们的生命财产安全,因此详细 计算出各个边坡的安全系数显得异常重要,不仅可以提 高整个工程的实用效率,同时也可以为人们提供更多的 保障。无论计算量大小,都必不可少。 • 2013-11-1 4 第二章 粘土边坡安全系数计算的一般方法 • • • • • • 整体圆弧滑动法 条分法 瑞典条分法 毕肖普条分法 普通条分法(简布法) 有限元法 2013-11-1 5 第二章 粘土边坡安全系数计算的一般方法 • • 圆弧滑动法:在工程设计中常假定土坡滑动面为 圆弧面,建立这一假定的稳定分析方法,称为圆 弧滑动法。 条分法:将滑动体分成若干个垂直土条,把土条 视为刚体,分别计算各土条上的力对滑弧中心的 滑动力矩和抗滑力矩,最后求出土坡稳定安全系 数。 瑞典条分法:假设滑动面为圆弧面,将滑动体分 为若干个竖向土条,并忽略各土条之间的相互作 用力。 • 2013-11-1 6 第二章 粘土边坡安全系数计算的一般方法 • • 毕肖普条分法:这种方法仍然假定滑动面为圆弧 面,并假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数 均相同,都等于整个滑动面上的平均安全系数。 普通条分法(简布法):假定条块间水平作用力 的位置每个条块都满足全部静力平衡条件和极限 平衡条件,滑动土体的整体力矩平衡条件也自然 得到满足,而且它适用于任何滑动面而不必规定 滑动面是一个圆弧面。 • 有限元法:把土坡当成变形体,按照土的变形特 性,计算出土坡内的应力分布,然后再引入圆弧 滑动面的概念,验算滑动土体的整体抗滑稳定性。 2013-11-1 7 第三章 运动条分法原理进行实际算例 • • 1.按比例绘出土坡剖面 2.任选一圆心O,确定滑动面,将滑动面以上土 体分成几个等宽或不等宽土条 • 3.每个土条的受力分析 T 1 i τi = = Wi sin βi l l i i Ni =Wi cos βi Ti =Wi sin βi 2013-11-1 8 第三章 运动条分法原理进行实际算例 • • 4.滑动面的总滑动力矩 TR = R ∑Ti = R ∑Wi sin βi 5.滑动面的总抗滑力矩 ′ T R = R ∑τ fili = R ∑ ( σi tanϕi + c ) l i i = R ∑(Wi cos βi tanϕi + cili ) • 6.确定安全系数 T′R ∑ W cosβitgϕi + cili ( ) i Fs = = TR ∑Wi sin βi 2013-11-1 9 第三章 运动条分法原理进行实际算例 • 【例】某土坡如图所示。已知土坡高度H=6m,坡角 β=55°,土的重度γ =18.6kN/m3,内摩擦角ϕ =12°, 粘聚力c =16.7kPa。试用条分法验算土坡的稳定安全 系数 2013-11-1 10 分析: • • • ①按比例绘出土坡,选择圆心,作出相应的滑动圆弧 ②将滑动土体分成若干土条,对土条编号 ③量出各土条中心高度hi、宽度b i,列表计算sinβ i、cosβ i以 及土条重W i,计算该圆心和半径下的安全系数 • • ④对圆心O选不同半径,得到O对应的最小安全系数; ⑤在可能滑动范围内,选取其它圆心O1,O2,O3,…,重复 上述计算,求出最小安全系数,即为该土坡的稳定安全系数 2013-11-1 11 计算 ① 按比例绘出土坡,选择圆心,作出相 应的滑动圆弧 取圆心O ,取半径R = 8.35m ② ③ 将滑动土体分成若干土条,对土条编号 列表计算该圆心和半径下的安全系数 编号 中心高度(m) 条宽(m) 条重W ikN/m β1(o) Wisinβi Wicosβi 1 2 3 4 5 6 7 0.60 1.80 2.85 3.75 4.10 3.05 1.50 1 1 1 1 1 1 1.15 合计 11.16 33.48 53.01 69.75 76.26 56.73 27.90 9.5 16.5 1.84 9.51 11.0 32.1 48.5 59.41 58.33 36.62 12.67 258.63 23.8 21.39 31.6 36.55 40.1 49.12 49.8 43.33 63.0 24.86 186.60 2013-11-1 12 第四章 边坡的加固方法 • • • • • • 1、工程防护 • 2、植物防护 • (1)种草 • (2)铺草皮 • (3)植树 (1)抹面与捶面 (2)灌浆与勾缝 (3)水泥土护坡 (4)护面墙 (5)喷浆或喷射混凝土 防护 • • • (6)喷锚防护 (7)土钉墙 (8)预应力锚索梁 2013-11-1 13 第四章 边坡的加固方法 • • • 3、柔性支护 (1)三维植被网 (2)钢绳网主动防 护 • 4、综合防护 • (1)岩质边坡绿化 喷播技术 • (2)框格护坡 • (3)钢绳网被动防 护 2013-11-1 14
标签:  边坡 
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