平面、折线滑动法边坡稳定性计算书

平面、折线滑动法边坡稳定性计算书
平面、折线滑动法边坡稳定性计算书

平面、折线滑动法边坡稳定性计算书计算依据:

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002

3、《建筑施工计算手册》江正荣编著

一、基本参数

边坡稳定计算方式折线滑动法边坡工程安全等级三级边坡边坡土体类型填土土的重度γ(KN/m3) 20

土的内摩擦角φ(°)15 土的粘聚力c(kPa) 12

边坡高度H(m) 11.862 边坡斜面倾角α(°)40

坡顶均布荷载q(kPa) 0.2

二、边坡稳定性计算

计算简图

滑动面参数

滑动面序号滑动面倾角θi(°)滑动面对应竖向土条宽度bi(m)

1 35 5.67

2 35 5.6

3 35 5.67

土条面积计算:

R1=(G1+qb1)cosθ1×tanφ+c×l1=(156.213+0.2×2.803)×cos(35°)×tg(15°)+12×6.922=117.474 kN/m

T1=(G1+ qb1)sinθ1 =(156.213+0.2×2.803)×sin(35°)=89.922 kN/m

R2=(G2+qb2)cosθ2×tanφ+c×l2=(131.759+0.2×0)×cos(35°)×tg(15°)+12×6.836=110.952 kN/m

T2=(G2+ qb2)sinθ2 =(131.759+0.2×0)×sin(35°)=75.574 kN/m

R3=(G3+qb3)cosθ3×tanφ+c×l3=(44.652+0.2×0)×cos(35°)×tg(15°)+12×6.922=92.865

kN/m

T3=(G3+ qb3)sinθ3 =(44.652+0.2×0)×sin(35°)=25.611 kN/m

K s=(∑R iψiψi+1...ψn-1+R n)/(∑T iψiψi+1...ψn-1+T n),(i=1,2,3,...,n-1)

第i块计算条块剩余下滑推力向第i+1计算条块的传递系数为:

ψi=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)×tanφi

K s=(∑R iψiψi+1...ψn-1+R n)/(∑T iψiψi+1...ψn-1+T n)=(117.474×1×1+110.952×1+92.865)/(89.922×1×1+75.574×1+25.611)=1.681≥1.25

满足要求!

边坡的稳定性计算方法

边坡稳定性计算方法 目前的边坡的侧压力理论,得出的计算结果,显然与实际情形不符。边坡稳定性计算,有直线法和圆弧法,当然也有抛物线计算方法,这些不同的计算方法,都做了不同的假设条件。 当然这些先辈拿出这些计算方法之前,也曾经困惑,不做假设简化,基本无法计算。而根据各种假设条件,是会得出理论上的结果,但与实际情况又不符。倒是有些后人不管这些假设条件,直接应用其计算结果,把这些和实际不符的公式应用到现有的规范和理论中。 瑞典条分法,其中的一个假设条件破裂面为圆弧,另一个条件为假设的条间土之间,没有相互作用力,这样的话,对每一个土条在滑裂面上进行力学分解,然后求和叠加,最后选取系数最小的滑裂面。从而得出判断结果。其实,那两个假设条件对吗?都不对! 第一、土体的实际滑动破裂面,不是圆弧。第二、假设的条状土之间,会存在粘聚力与摩擦力。边坡的问题看似比较简单,只有少数的几个参数,但是,这几个参数之间,并不是线性相关。对于实际的边坡来讲,虽然用内摩擦角①和粘聚力C来表示,但对于不同的破裂面,破裂面上的作用力,摩擦力和粘聚力,都是破裂面的函数,并不能用线性的方法分别求解叠加,如果是那样,计算就简单多了。 边坡的破裂面不能用简单函数表达,但是,如果不对破裂面作假设,那又无从计算,直线和圆弧,是最简单的曲线,所以基于这两种曲线的假设,是计算的第一步,但由于这种假设与实际不符,结果肯定与实际相差甚远。

条分法的计算,是来源于微积分的数值计算方法,如果条间土之间,存在相互作用力,那对条状土的力学分解,又无法进行下去。 所以才有了圆弧破裂面的假设与忽略条间土的相互作用的假设。 其实先辈拿出这样与实际不符的理论,内心是充满着矛盾的。 实际看到的边坡的滑裂,大多是上部几乎是直线,下部是曲线形状,不能用简单函数表示,所以说,要放弃求解函数表达式的想法。计算还是可以用条分法,但要考虑到条间土的相互作用。 用微分迭代的方法求解,能够得出近似破裂面,如果每次迭代,都趋于收敛,那收敛的曲线,就是最终的破裂面。 参照图3,下面将介绍这种方法的求解步骤。

土坡稳定性计算计算书7.9

土坡稳定性计算书 计算依据: 1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 2、《建筑施工计算手册》江正荣编著 3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著 4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著 5、《地基与基础》第三版 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息: 基本参数: 放坡参数: 荷载参数: 土层参数:

二、计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着: 1、土条自重, 2、作用于土条弧面上的法向反力, 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足≥1.2的要求。

圆弧滑动法示意图 三、计算公式: K sj=∑{c i l i+[ΔG i b i+qb i]cosθi tanφi}/∑[ΔG i b i+qb i]sinθi 式子中: K sj --第j个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值; c i --土层的粘聚力; l i--第i条土条的圆弧长度; ΔG i-第i土条的自重; θi --第i条土中线处法线与铅直线的夹角; φi --土层的内摩擦角; b i --第i条土的宽度; h i --第i条土的平均高度; q --第i条土条土上的均布荷载; 四、计算安全系数: 将数据各参数代入上面的公式,通过循环计算,求得最小的安全系数K sjmin:

深基坑边坡稳定性计算书

土坡稳定性计算书 本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息: 条分方法:瑞典条分法; 考虑地下水位影响; 基坑外侧水位到坑顶的距离(m): 1.56 ; 基坑内侧水位到坑顶的距离(m): 14.000 ; 放坡参数: 序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)条分块数 0 3.50 3.50 2.00 0.00 1 4.50 4.50 3.00 0.00 2 6.20 6.20 3.00 0.00 荷载参数:

土层参数: 二、计算原理 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第 i条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着: 1、土条自重, 2、作用于土条弧面上的法向反力, 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足 >=1.3的要求。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足>=1.3的要求。

以通用条分法进行边坡稳定分析

科技信息 1.引言 条分法是一种基于极限平衡原理的稳定性分析方法,其可分为非严格条分法与严格条分法两种。目前大多数常用的极限平衡条分法均 采用垂直条分法计算安全系数……, 较为完备的是M orgenstern 和Price 提出的方法以及陈祖煜在此基础上发展的通用条分法。早期的一些方 法,如Bishop 法、 Spencer 法等,可以看作是它在一定假设条件下的简化。在众多的条分法中,其核心问题就是如何对条间力进行假设,从而使问题封闭可解。由于垂直条分法仅考虑了力(和力矩)的平衡,不涉及材料的变形,因而,要得到封闭的解答须对滑体的受力特征进行一定的 假设。 一般是从力和力矩平衡条件出发,以一种新的方式给出一般情况下安全系数所应满足的关系。 2.平衡方程 严格法要求土条满足所有的静力平衡条件,即2个力平衡条件及1个力矩平衡条件。以土条为隔离体,其受力分析如图所示。 图1土条受力图 图中符号含义: F 为安全系数;S a 为条底可获得的抗剪力,S a =c l i +N i tg φ,c,φ,l 分别为条底粘聚力、摩擦角、长度;S m 为条底已发挥的抗剪力,U αi 为孔隙水压力;W i 为土条重力;N i 为条底有效法向力;α为 条底倾角; P 左i ,P 右i 分别为土条左、右端条间力;h i ,h i+1分别表征条间力的作用位置;θ2i ,θ1i 分别为土条左、右条间力的水平倾角。 (1)由图可以分别建立水平竖直两个方向的平衡方程:水平方向合力为零,即: P 左i cos θ2i +S m cos αi -(N i +U αi )sin αi -P 右i cos θ1i =0(1)竖直方向合力为零,即: P 右i sin θ1i -S m sin αi -(N i +U αi )cos αi -P 左i sin θ2i +W i =0(2)又由M ohr ———Coulom b 强度准则:S a =c l i +(N i +U αi )tg φ,S m =S a F =c l i +(N i +U αi )tg φF (3) 通常我们易知P 左i 和P 右i 之间存在一定的关系,即:P 右i -P 左i =ΔP i 现以P 右i >P 左i 为例P 右i =P 左i +ΔP i (4) 将(4 )式分别代入(1)(2)式可得P 左i cos θ2i +S m cos αi -(N i +U αi )sin αi -(P 左i +ΔP i )cos θ1i =0(5)(P 左i +ΔP i )sin θ1i -S m sin αi -(N i +U αi )cos αi -P 左i sin θ2i +W i =0(6) 由式(5 )(6)分别可求得ΔP i =P 左i cos θ2i +S m cos αi -(N i +U αi )sin αi 1i -P 左i (7) ΔP i =P 左i sin θ2i +S m sin αi +(N i +U αi )cos αi -W i 1i -P 左i (8) 二者相等可得: P 左i cos θ2i +S m cos αi -(N i +U αi )sin αi cos θ1i -P 左i =P 左i sin θ2i +S m sin αi +(N i +U αi )cos αi -W i sin θ1i -P 左i 即: tg θ1i =P 左i sin θ2i +S m sin αi +(N i +U αi )cos αi -W i i 2i m i i αi i (9) 从而得到θ1i 与θ2i 的关系,即θ1i 可以用θ2i 表示出来。又因为所有的土条满足整体的力平衡状态,即有:∑ΔP i =0 即:∑[P 左i cos θ2i +S m cos αi -(N i +U αi )sin αi ]∑cos θ1i -∑P 左i =0(10)从而可得: ∑S m =∑[P 左i cos θ1i +(N i +U αi )sin αi -P 左i cos θ2i ]i =c l i +(N i +U αi )tg φ(11) 故F= ∑[c l i +(N i +U αi )tg φ]cos αi 左i 1i i αi i 左i 2i (12)其中P 左i ,θ1i ,θ2i 为未知。(2)土条的力矩平衡方程: P 左i cos θ2i (h i '-b tg α)+P 左i b sin θ2i -P 右i cos θ1i (h i +b tg α)+P 右i b sin θ1i =0 (13)h i =P 左i (P 左i +ΔP i )cos θ1i h i 'cos θ2i -b 2(cos θ2i tg α-sin θ2i ∑∑ )+b 2 (tg θ1i -tg α)(14) 将(7)中的ΔP i 代入上式 h i = P 左i cos θ1i P 左i cos θ2i +S m cos αi -(N i +U αi )sin αi h i 'cos θ2i -b 2(cos θ2i tg α-sin θ2i ∑∑ )+b 2 (tg θ1i -tg α)(15)其中P 左i ,θ1i ,θ2i ,S m 中的F 为未知,又由式(9)可以得到θ1i ,θ2i 的关 系,即θ1i 可以用θ2i 表示出来,故h i 是关于h i ' ,P 左i ,θ2i ,F 的函数。 我们可以假设初始植h i ' ,P 左i 均为0则可以通过(7)和(15)假设不 同的θ2i ,F 迭代求h i 直到满足其最后的边界值为零为止。3.结论(1)本文在理论推导过程中采用了与经典公式不同的方法,即将条 间合力的大小,方向P 左i , θ1i ,θ2i ,S m 作为未知数。(2)此方法在计算过程中不需要对方程进行求导,因而通过编程求得其安全系数。 (3)在通用条分法中,不同条块界面上剪切强度和滑动面上剪切强度应该具有不同的折减系数,这有待于今后进一步研究 (4)影响边坡稳定的条件有很多,仅仅通过条间的剪切力确定是远远不够的,比如说条块的形状,大小等都会对滑动趋势产生很大的影响,因此在实际的工程运用中应该充分予以考虑。 参考文献[1]Lee W A ,Lee T ,Sharma S ,et a1.Slope Stability an d Stabilization Methods [M ].New York :Wiley —Interscience Publication ,1996 [2]Fmdlund D C State of the art :analytical methods for slope stability analysis [A ].In :Proceedings of the 4International Symposium on Landslides [C ].Toronto :Ont ,1984.229-250 [3]张鲁渝.一个用于边坡稳定分析的通用条分法.岩石力学与工程学报,2005.2 [4]丁桦,张均锋,郑哲敏.关于边坡稳定分析的通用条分法的探讨.岩石力学与工程学报,2004.11 [5]朱大勇,钱七虎.严格极限平衡条分法框架下的边坡临界滑动 场.土木工程学报, 2000,33[6]杨明成.基于力平衡求解安全系数的一般条分法.岩石力学与工程学报,2005.4 以通用条分法进行边坡稳定分析 山东交通学院 曹丽娜 王日升 [摘要]本文首先介绍了通用条分法的基本方程。它直接将条间力合力的大小和方向作为未知数,并通过一系列的转化求得土条间合力方向间的关系,从而易通过编程求得其安全系数。[关键词]通用条分法边坡稳定 极限平衡 高校理科研究 526——

平面、折线滑动法边坡稳定性计算计算书

平面、折线滑动法边坡稳定性计算书计算依据: 1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 2、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 3、《建筑施工计算手册》江正荣编著 一、基本参数 边坡稳定计算方式平面滑动法边坡工程安全等级三级边坡 边坡土体类型填土土的重度γ(KN/m3) 16 土的内摩擦角φ(°)10 土的粘聚力c(kPa) 9.5 边坡高度H(m) 3.45 边坡斜面倾角α(°)56 坡顶均布荷载q(kPa) 10 二、边坡稳定性计算 计算简图 滑动体自重和顶部所受荷载: W= (1/2γH+q)×H×(ctgω-ctgα)=1/2(γH+2q)×H×sin(α-ω)/sinω/sinα 边坡稳定性系数为: K s=(W×cosω×tanφ+H/sinω×c)/(W×sinω)= cotω×tanφ+2c/(γH+2q)×sinα/(sin(α-ω)×sinω) 滑动面位置不同,Ks值亦随之而变,边坡稳定与否根据稳定性系数的最小值

Ksmin判断,相应的最危险滑动面的倾角为ω0。 求K smin值,根据dKs/dω=0,得最危险滑动面的倾角ω0的值: ctgω=ctgα+(a/(tanφ+a))0.5×cscα 式中:a=2c/(γH+2q)= 2×9.5/(16×3.45+2×10)= 0.253 ctgω=ctgα+(a/(tanφ+a))0.5×cscα= ctg(56°)+(0.253/(tan(10°)+0.253))0.5×csc(56°) = 1.6 则边坡稳定性最不利滑动面倾角为:ω0= 32.005° K smin=(2a+ tanφ)×ctgα+2×(a(tanφ+a))0.5×cscα=(2×0.253+tan(10°))×ctg(56°)+2×(0.253×(tan(10°)+0. 253))0.5×csc(56°)=1.255≥1.25 满足要求!

边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法 目前,边坡稳定性的研究方法有很多,一般将其分为定性分析法、定量分析法与数值分析法等,其中,定性分析方法中主要有自然(成因)历史分析法、工程类比法、图解法等;定量分析方法中运用最为广泛的是极限平衡法;数值分析法中包括有限元法、离散元法、边界元法等;另外,随着各种新型理论的引入及对边坡认识的深入,不确定性分析方法也更多的运用到了边坡的稳定性研究当中,其中有代表性的研究方法有可靠性评价法、模糊理论评价法、灰色系统理论评价法、神经网络评价法、突变理论评价法及分形理论评价法等等。 由于不同的边坡工程所处具体情况的不同,使得目前对边坡进行稳定性分析、评价尚无统一的方法。众多方法的出现虽然可以使我们从不同侧面了解边坡的稳定性状况,但是这正也说明由于边坡岩体及其工程条件、环境的复杂性,不可能用简单的一种方法就把边坡的特性分析清楚,同时也没有任何一种方法可以解决所有的边坡稳定性评价问题。总的来说,目前进行边坡稳定性评价分析的方法很多,但是各自都有其一定的局限性,定性分析法:不论是类比法、自然历史分析法还是图解法,都是经验性的分析方法,没有实际的根据,所以人为因素影响较大,结论准确性差。极限平衡法:将滑体视为刚体来分析,边界条件过多的进行了简化,并加了许多假设条件,不能解决超静定问题。有限单元等数值分析法:虽然有限元计算方法具有不可比拟的优点,但所建立模型的可靠性、适用性以及分析当中所采用的各种参数的可靠性对边坡稳定性的最终判断有非常大的直接性影响;还有网格划分的不确定性、随意性大,只要能把上述问题解决好,该方法依然是目前对边坡稳定性进行数值分析中最有力的数值模拟工具。模糊理论法:该法当中不同指标的隶属函数、隶属度以及指标的权重值均难以准确确定,带有一定人为性、经验性的成分,且评价结果只能是定性的判断。神经网络法:网络不易收敛,容易陷入局部最小,计算和训练十分费时。由此可见,尽管目前边坡稳定性分析方法比较多,但由于边坡工程的复杂性,更合理的稳定性评价方法还有待进一步的探索、开发。 力学计算法和工程地质法是边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。 1.力学计算法 (1)数解法 假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行计算,从中找出最危险滑动面,按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此方法计算较精确,但计算繁琐。(2)图解或表解法 在图解和计算的基础上,经过分析研究,制定图表,供边坡稳定性验算时采用。以简化计算工作。 2.工程地质法 根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究,通过工程地质条件相对比,拟定出与边坡条件相类似的稳定值的参考数据,作为确定边坡值的依据。 一般土质边坡的设计常用力学计算法进行验算,用工程地质法进行校核;岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。 第一节力学计算法 一、力学计算法的基本假定 滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。

(完整版)土坡稳定性计算

第九章土坡稳定分析 土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡,也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡,如山坡、江河的岸坡等;人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物,如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。本章主要学习目前常用的边坡稳定分析方法,学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。 第一节概述 学习土坡的类型及常见的滑坡现象。 一、无粘性土坡稳定分析 学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程,坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。 二、粘性土坡的稳定分析 学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。 三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。 四、土坡稳定分析讨论 学习讨论三个问题:土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。 第二节基本概念与基本原理 一、基本概念 1.天然土坡(naturalsoilslope):由长期自然地质营力作用形成的土坡,称为天然土坡。2.人工土坡(artificialsoilslope):人工挖方或填方形成的土坡,称为人工土坡。 3.滑坡(landslide):土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位移,以至丧失原有稳 定性的现象。 4.圆弧滑动法(circleslipmethod):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。它是极限平衡法的一种常用分析方法。 二、基本规律与基本原理 (一)土坡失稳原因分析 土坡的失稳受内部和外部因素制约,当超过土体平衡条件时,土坡便发生失稳现象。1.产生滑动的内部因素主要有: (1)斜坡的土质:各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的,如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等,遇水后软化,使原来的强度降低很多。 (2)斜坡的土层结构:如在斜坡上堆有较厚的土层,特别是当下伏土层(或岩层)不透水时,容易在交界上发生滑动。 (3)斜坡的外形:突肚形的斜坡由于重力作用,比上陡下缓的凹形坡易于下滑;由于粘性土有粘聚力,当土坡不高时尚可直立,但随时间和气候的变化,也会逐渐塌落。 2.促使滑动的外部因素 (1)降水或地下水的作用:持续的降雨或地下水渗入土层中,使土中含水量增高,土中易溶盐溶解,土质变软,强度降低;还可使土的重度增加,以及孔隙水压力的产生,使土体作用有动、静水压力,促使土体失稳,故设计斜坡应针对这些原因,采用相应的排水措施。(2)振动的作用:如地震的反复作用下,砂土极易发生液化;粘性土,振动时易使土的结

边坡稳定计算书

路基边坡稳定性分析 本设计计算内容为广西梧州绕城高速公路东段k15+400~k16+800路段中出现的最大填方路段。该路堤边坡高22m,路基宽26m,需要进行边坡稳定性验算。 1.确定本设计计算的基本参数 本段路段路堤边坡的土为粘性土,根据《公路路基设计规范》,取土的容重γ=18.5kN/m3,粘聚力C=20kpa,内摩擦角C=24o,填土的内摩擦系数?=tan24o=0.445。 2.行车荷载当量高度换算 高度为: 2550 0.8446(m) 5.512.818.5 NQ h BLλ? === ?? h0—行车荷载换算高度; L—前后轮最大轴距,按《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定对于标准车辆荷载为12.8m; Q—一辆车的重力(标准车辆荷载为550kN); N—并列车辆数,双车道N=2,单车道N=1; γ—路基填料的重度(kN/m3); B—荷载横向分布宽度,表示如下: (N1)m d B Nb =+-+ 式中:b—后轮轮距,取1.8m; m—相邻两辆车后轮的中心间距,取1.3m; d—轮胎着地宽度,取0.6m。 3. Bishop法求稳定系数K 3.1 计算步骤: (1)按4.5H 法确定滑动圆心辅助线。由表查得β1=26°,β2 =35°及荷载换算为土柱高度h0 =0.8446(m),得G点。 a .由坡脚A 向下引竖线,在竖线上截取高度H=h+h0(h 为边坡高度,h0 为换算土层高) b.自G 点向右引水平线,在水平线上截取4.5H,得E 点。根据两角分别自坡角和左点作直线相交于F 点,EF 的延长线即为滑动圆心辅助线。

c.连接边坡坡脚A 和顶点B ,求得AB 的斜度i=1/1.5,据此查《路基路面工程》表4-1得β1,β2 。 图1(4.5H 法确定圆心) (2)在CAD 上绘出五条不同的位置的滑动曲线 (3)将圆弧范围土体分成若干段。 (4)利用CAD 功能读取滑动曲线每一分段中点与圆心竖曲线之间的偏角αi (圆心竖曲线左侧为负,右侧为正)以及每分段的面积S i 和弧长L i ; (5)计算稳定系数: 首先假定两个条件:a,忽略土条间的竖向剪切力X i 及X i+1 作用;b,对滑动面上的切向力T i 的大小做了规定。 根据土条i 的竖向平衡条件可得: 1cos 0 i i i i i i W X X T N α+-+--= 即 1cos sin i i i i i i i N W X X T αα+=-+- (1) 若土坡的稳定安全系数为K ,则土条i 的滑动面上的抗剪强度τfi 也只发挥了 一部分,毕肖普假设τ fi 与滑动面上的切向力T i 相平衡,即: 1(tan )i fi i i i i T N c l K τ ?= =+ (2) 将(1)代入式(2)得: 1sin tan sin cos i i i i i i i i i i c l W X X K N K α??α+-+- = + (3) 又已知土坡的稳定安全系数K 为:

边坡稳定性分析方法

第二节边坡稳定性分析方法 力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。 1.力学验算法 (1)数解法假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行验算,从中找出最危险滑动面,按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此方法计算较精确,但计算繁琐。(2)图解或表解法在图解和计算的基础上,经过分析研究,制定图表,供边坡稳定性验算时采用。以简化计算工作。 2.工程地质法 根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究,通过工程地质条件相对比,拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据,作为确定路基边坡值的依据。 一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算,用工程地质法进行校核;岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。 3.力学验算法的基本假定 滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。 一、直线滑动面法 松散的砂类土路基边坡,渗水性强,粘性差,边坡稳定主要靠其内摩擦力。失稳土体的滑动面近似直线状态,故直线滑动面法适用于砂类土:

如图2-2-4所示,验算时,先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面,将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD,沿假设的滑动面AD滑动,其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计): 验算的边坡是否稳定,取决于最小稳定系数Kmin的值。当Kmin=时,边坡处于极限平 衡状态。由于计算的假定,计算参数(r,Ψ,c)的取值都与实际情况存在一定的差异,为了保证边坡有足够的稳定性,通常以最小稳定系数Kmin≥来判别边坡的稳定性。但Kmin过大,则设计偏于保守,在工程上不经济。 当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时,其粘聚力很小,可忽略不计,则式(2-2-3)变为: 式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。

边坡稳定性计算方法+文档

一、边坡稳定性计算方法 在边坡稳定计算方法中,通常采用整体的极限平衡方法来进行分析。根据边坡不同破裂面形状而有不同的分析模式。边坡失稳的破裂面形状按土质和成因不同而不同,粗粒土或砂性土的破裂面多呈直线形;细粒土或粘性土的破裂面多为圆弧形;滑坡的滑动面为不规则的折线或圆弧状。这里将主要介绍边坡稳定性分析的基本原理以及在某些边界条件下边坡稳定的计算理论和方法。 (一)直线破裂面法 所谓直线破裂面是指边坡破坏时其破裂面近似平面,在断面近似直线。为了简化计 算这类边坡稳定性分析采用直线破裂面法。能形成直线破裂面的土类包括:均质砂性土 坡;透水的砂、砾、碎石土;主要由内摩擦角控制强度的填土。 图 9 - 1 为一砂性边坡示意图,坡高 H ,坡角β,土的容重为γ,抗剪度指 标为c、φ。如果倾角α的平面AC面为土坡破坏时的滑动面,则可分析该滑动体 的稳定性。 沿边坡长度方向截取一个单位长度作为平面问题分析。 已知滑体ABC重 W,滑面的倾角为α,显然,滑面 AC上由滑体的重量W= γ(ΔABC)产生的下滑力T和由土的抗剪强度产生的抗滑力Tˊ分别为: T=W · sina 和 则此时边坡的稳定程度或安全系数 可用抗滑力与下滑力来表示,即 为了保证土坡的稳定性,安全系数F s 值一般不小于 1.25 ,特殊情况下可允许减小到 1.15 。对于C=0 的砂性土坡或是指边坡,其安全系数表达式则变为 从上式可以看出,当α =β时,F s 值最小,说明边坡表面一层土最容易滑动,这时 图9-1 砂性边坡受力示意图

当 F s =1时,β=φ,表明边坡处于极限平衡状态。此时β角称为休止角,也称安息角。 此外,山区顺层滑坡或坡积层沿着基岩面滑动现象一般也属于平面滑动类型。这类滑坡滑动面的深度与长度之比往往很小。当深长比小于 0.1时,可以把它当作一个无限边坡进行分析。 图 9-2表示一无限边坡示意图,滑动面位置在坡面下H深度处。取一单位长度的滑动土条进 行分析,作用在滑动面上的剪应力为,在极限平衡状态时,破坏面上的剪应 力等于土的抗剪强度,即 得 式中N s =c/ γ H 称为稳定系数。通过稳定因数可以确定α和φ关系。当c=0 时,即无 粘性土。α =φ,与前述分析相同。

用理正岩土计算边坡稳定性

运用《理正岩土边坡稳定性分析》 作定量计算 (整理人:朱冬林,2012-2-21) 1、我目前手上理正岩土的版本为5.11版,有新版本的请踊跃报名,大家共同进步! 2、为什么要用理正岩土边坡稳定性分析? 现在山区公路项目地形条件越来越复杂,对于一些斜坡(指一般自然坡)或边坡(指开挖后的坡体)的稳定性评价是不可避免,比如桥位区沿斜坡布线,桥轴线与坡向大角度相交,自然坡度20~40°,覆盖层比较厚,到底是稳定还是不稳定?会不会有隐患和危险?必将困扰每个勘察技术人员,说它稳定吧,又怕将来出问题,说不稳定,目前又没有出现开裂变形滑动迹象,那在报告中如何评价桥址的安全性?再比如,路线从大型堆积体上经过,究竟稳定性如何评价?仅靠钻探或地质调查无法对其稳定性进行合理评价。这时候,就要辅以定量分析计算来提供证据了。 还有,我们在报告中提路堑边坡的岩土经验参数,常常遭设计诟病,按报告

中提的参数,自然坡都垮得一塌糊涂了,更不要说开挖了。我们在正式报告中提出“问题参数”会大大降低了勘察在设计心目中的光辉(灰)形象。如果我们事先对自然斜坡的横断面进行过初步计算,提出的参数就不会太离谱,必将给设计留下“很专业”的印象。 3、是否好用? 很好用。在保宜项目我一天计算几十个断面,既有效又快。 4、断面图能不能直接从CAD图读入? 可以。只需事先转化为dxf即可(用dxfout命令保存)。对图形的条件是所有的线段都是直线段组成(对于多段线需要炸开,对于样条曲线可以用多段线描一下再炸开即可),另外图形边界要封闭(事先可以用填充命令试一下,看各个区域是否封闭)。注意,图中只能有直线段,不能有其它图元(记得按上面操作完后,全选(Ctrl+A),看“属性”(Ctrl+1),全部为直线,则OK)。 5、下面结合实例讲解计算过程,保证学一遍就上手。 以土质边坡计算为例(最常用) 进入土质边坡稳定性分析程序

恒智天成安全计算软件土坡稳定性计算

土坡稳定性计算计算书 本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息: 条分方法:瑞典条分法; 条分块数:50; 考虑地下水位影响; 基坑外侧水位到坑顶的距离(m):2.000 基坑内侧水位到坑顶的距离(m):6.000

二、计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着: 1、土条自重, 2、作用于土条弧面上的法向反力, 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足>=1.3的要求。 三、计算公式: 式子中: F s --土坡稳定安全系数; c --土层的粘聚力; l i--第i条土条的圆弧长度; γ --土层的计算重度; θi --第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角;

φ --土层的内摩擦角; b i --第i条土的宽度; h i --第i条土的平均高度; h1i――第i条土水位以上的高度; h2i――第i条土水位以下的高度; γ' ――第i条土的平均重度的浮重度; q――第i条土条土上的均布荷载; 四、计算安全系数: 将数据各参数代入上面的公式,通过循环计算,求得最小的安全系数Fs: 第1步:安全系数=1.417,标高=-2.000,圆心X=0.962米,圆心Y=1.344米,半径R=3.344米示意图如下:

岩土边坡稳定性计算书

边坡稳定性定量评价 1 边坡岩土力学参数确定 根据野外鉴别和室内试验并结合地区经验,综合确定该边坡岩土力学参数如下: 已有素填土天然重度: 19.0KN/m3 抗剪强度:φ=15°,c=0KPa。 粉质粘土天然重度: 20.08KN/m3 天然抗剪强度:φ=15°,c=20KPa(经验折减值) 2 稳定性计算方法 根据该边坡实际情况,选取3-3′剖面作为计算剖面,计算简图见下图4.3.3。根据《岩土工程勘察 规范》(GB50021~2001),采用基于极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法进行该土质边坡现状稳定系数计算。 3 边坡稳定性定量计算 选取3-3′剖面作为计算剖面,采用传递系数法计算如下: 图 4.3.3 边坡稳定性验算条块划分示意图 表4.3.3 边坡稳定性验算表 上述计算表明,该边坡整体稳定性系数为1.06,目前处于极限稳定状态,这与现状调查基本一致。随

着时间推移、暴雨和上部继续回填加载,该土质边坡为欠稳定边坡,可能产生沿基岩面滑动破坏。 根据试验及前述分析计算,并结合经验,建议支护设计时按折线型滑动(暴雨饱水状态)考虑,填土重度取饱和重度20.0kN/m,粉质粘土重度取饱和重度20.35kN/m,粉质粘土抗剪强度取饱水时C=15kPa, Φ=13°。 此时,该边坡的稳定系数为0.834.可知,在长期下雨的情况下,边坡容易失稳,产生滑坡。 4.4 边坡整治措施建议 4.4.1 边坡整治方案 鉴于土质边坡高度较大,处于欠稳定状态,建议采用桩板挡墙支护。桩板挡墙应按要求设置泄水孔、 伸缩缝等构造措施。此外,还应作好墙顶和脚作好截、排水等工作。墙背回填土均应按要求回填并压实, 均应加强监测。 4.4.2 基础持力层选择 预计支挡结构处主要为素填土、粉质粘土和泥岩。素填土物理力学性质差,承载力低,不能直接作基 础持力层。粉质粘土埋深大,承载力也不大,也不能作基础持力层。强风化基岩分布不稳定,承载力不大,也不宜作基础持力层。中等风化基岩岩体较完整,岩石强度高,分布稳定,可作为基础持力层。 采用桩板挡墙时,建议桩嵌入中等风化基岩不小于三分之一的桩长,具体深度由设计确定。对强风化 层,由于岩体破碎,侧向抗变形能力差,建议不作为嵌岩深度。 4.4.3 地基承载力确定 1.岩石地基承载力特征值确定 根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002,岩石地基承载力特征值根据岩石饱和单轴抗压强度标 准值按f a=ψr .f rk 计算确定。 式中:f a—岩石地基承载力特征值(kPa) f r k —岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa) ψr —折减系数,本工程岩体为较完整岩体,取0.3。 中等风化泥岩地基承载力特征值:f a=ψr.f rk=0.30×3600=1080kPa 根据野外鉴别和地区经验,场区泥岩强风化层承载力特征值取300kPa。 2.单桩竖向极限承载力标准值确定 单桩竖向极限承载力标准值按照《建筑桩基技术规范》JGJ94—94 节5.2.11 条进行计算。其中,桩端 处采用中等风化泥岩作基础持力层,故桩端处岩石单轴抗压强度标准值f r c 取值:中等风化泥岩取天然单轴抗压强度标准值 5.7MPa。 8

边坡稳定性分析计算书

开山区边坡稳定性计算书 二〇一二年十一月三十日 Ⅰ-Ⅰ’段边坡(60°放坡)稳定性分析

(天然状态下) ---------------------------------------------------------------------- 计算项目: 简单平面滑动稳定分析 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 计算简图 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ] 计算方法:极限平衡法 计算目标:计算安全系数 边坡高度: 93.000(m) 结构面倾角: 55.6(°) 结构面粘聚力: 35.0(kPa) 结构面内摩擦角: 37.0(°) [ 坡线参数 ] 坡线段数 1 序号水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°) 1 53.694 93.000 60.0 [ 岩层参数 ] 层数 2 序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度 (m) (kN/m3) frb(kPa) 1 53.500 27.3 330.0 2 -5.000 27.4 550.0

---------------------------------------------------------------------- [ 计算结果 ] ---------------------------------------------------------------------- 岩体重量: 12687.6(kN) 水平外荷载: 0.0(kN) 竖向外荷载: 0.0(kN) 侧面裂隙水压力: 0.0(kN) 底面裂隙水压力: 0.0(kN) 结构面上正压力: 7168.1(kN) 总下滑力: 10468.7(kN) 总抗滑力: 9346.4(kN) 安全系数: 0.893 Ⅰ-Ⅰ’段边坡(60°放坡)稳定性分析 (饱和状态下) ---------------------------------------------------------------------- 计算项目: 简单平面滑动稳定分析 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 计算简图 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ] 计算方法:极限平衡法 计算目标:计算安全系数 边坡高度: 93.000(m) 结构面倾角: 55.6(°) 结构面粘聚力: 35.0(kPa)

深基坑边坡稳定性计算书

... . . 土坡稳定性计算书 本计算书参照《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业、《实用土木工程手册》第三版文渊编著人民教同、《地基与基础》第三版中国建筑工业、《土力学》等相关文献进行编制。 计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息: 条分方法:瑞典条分法; 考虑地下水位影响; 基坑外侧水位到坑顶的距离(m):1.56; 基坑侧水位到坑顶的距离(m):14.000; 放坡参数: 序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 条分块数 0 3.50 3.50 2.00 0.00 1 4.50 4.50 3.00 0.00 2 6.20 6.20 3.00 0.00 荷载参数: 土层参数:

序号土名称 土厚 度 (m) 坑壁土的重 度γ(kN/m3) 坑壁土的摩 擦角φ(°) 粘聚力 (kPa) 饱容重 (kN/m3) 1 粉质粘土15 20.5 10 10 20.5 二、计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着: 1、土条自重, 2、作用于土条弧面上的法向反力, 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规》要求,安全系数要满足>=1.3的要求。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规》要求,安全系数要满足>=1.3的要求。 三、计算公式:

边坡稳定性计算

边坡稳定性计算 边坡稳定性计算方法 第一节概述 边坡稳定性问题一直是边坡工程中的一个重要研究内容。它涉及铁道工程、公路工程、水电丁程、矿山工程等诸多工程领域,能否正确评价其稳定性直接关系到建设的资金投入和人民的生命财产安全。 边坡稳定性分析方法很多,不同的方法又各具特点,有一定的适用条件。根据具体的边坡工程地质条件,具体地分析目的与精度要求,合理有效地选用与之相适应的边坡稳定性分析方法,是一项很重要的工作。边坡稳定性分析的一般步骤为实际边坡一力学模型一数学模型—计算方法一结论。其杨心内容是力学模型、数学模型和计算方法的研究,即边坡稳定性分析方法的研究?一般来说,边坡稳定性分 析方法可分为三大类: 定量分析方法、定性分析方法和非确定性分析方法,定量分析方法主要包括极限平衡分析法、有限单元法、无单元法、离散单元法、快速拉格朗日法、DDA法、流形元法、遗传进化算法、人工神经网络评价法等;定性分析方 法主要包括范例推理评价法、专家系统等; 非确定分析方法主要包括模糊综合评价法、可靠度评价法、灰色系统评价法等。其中,定量分析方法中的极限平衡分析法是目前较为常用的方法,该方法具有模型简单、计算公式简捷、可以解决各种复杂削面形状、能考虑各种加载形式的优点,因此得到广泛的应用。 、边坡稳定性的基本概念 边坡系指具有倾斜坡面的土体。由于土坡表面倾斜,在本身重量及其他外力作用下,整个土体都有从高处向低处滑动的趋势,如果土体内部某一个面上的滑动力超过土体抵抗滑动的能力,就会发生滑坡。在工程建设中,常见的边坡失稳破坏有两种类型: 一种是天然边坡由于水流冲刷、地壳运动或人类活动破坏了它原来的地 质条件而产生失稳破坏,通常用地质条件对比法来衡量其稳定的程度; 另一种是人工开挖或填筑的人工土坡,由于设计的坡度太陡,或工作条件的变化改变了土体内部的应力状态,使局部地区的剪切破坏,发展成一条连贯的剪切破坏面,土体的稳定平衡状态遭到破坏,因而发生边坡失稳破坏,本章主要讨论后一种边坡的稳定性问题。 在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。 最初的安全系数概念来源于极限平衡法中的条分法,是用滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义的,20世纪50 年代,毕肖普等明确了土坡稳定安全系数的定 义,将土坡稳定安全系数芦,定义为沿整个滑裂面的抗剪强度Tf与实际产生的剪 应力,之比,即

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