关于边坡稳定性的计算

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岩质边坡稳定性分析计算

岩质边坡稳定性分析计算

岩质边坡稳定性分析计算引言:岩质边坡是指由岩石构成的边坡体,它的稳定性分析是地质工程中的一项重要内容。

本文将围绕岩质边坡的稳定性分析进行详细讨论,包括边坡的力学特性、稳定性分析的方法和计算步骤。

一、岩质边坡力学特性:岩质边坡的力学特性主要包括边坡坡度、岩性、结构构造、地质构造、坡面覆盖物、地下水等。

这些因素对边坡的稳定性有着重要影响。

1.边坡坡度:边坡坡度是指地面或水平面与边坡倾斜线的夹角,是影响边坡稳定性的重要因素。

坡度越大,边坡的稳定性越差。

2.岩性:岩石的强度、粘聚力、内摩擦角等岩性参数对边坡稳定性有着重要影响。

一般来说,岩性较强的边坡稳定性较好。

3.结构构造:边坡中的断层、节理、褶皱等结构构造对边坡的稳定性有着重要影响。

结构面的发育程度和倾角越大,边坡的稳定性越差。

4.地质构造:地质构造包括岩层倾角、层面、节理等,对边坡的稳定性具有重要影响。

地质构造的研究可以帮助我们了解边坡的受力特点和变形规律。

5.坡面覆盖物:坡面覆盖物通常包括土壤、草地、水层等,这些覆盖物的分布情况和特性对边坡的稳定性有着显著影响。

6.地下水:地下水的存在对边坡的稳定性具有重要影响。

当地下水位上升时,边坡会受到水的浸润,导致边坡强度降低,从而增加边坡失稳的可能性。

二、岩质边坡稳定性分析方法:岩质边坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种,下面将对这两种方法进行介绍。

1.极限平衡法:极限平衡法是一种经典的岩质边坡稳定性分析方法,它基于边坡体在其稳定状态下的力学平衡原理进行计算。

这种方法通常将边坡分割为无限小的切割体,并假设切割体沿着内摩擦边界面滑动,从而得到边坡的稳定状态。

2.有限元法:有限元法是一种基于有限元理论进行边坡稳定性分析的方法。

这种方法将边坡体离散为有限数量的单元,通过求解单元之间的位移和应力,得到边坡的稳定状态。

有限元法能够模拟较为复杂的边坡几何形状和边界条件,但计算复杂度较大。

三、岩质边坡稳定性计算步骤:进行岩质边坡稳定性分析计算时,通常需要进行以下步骤:1.边坡参数确定:根据实地调查和实验数据,确定边坡的坡度、坡高、岩石强度参数、结构面参数等。

边坡稳定性计算书

边坡稳定性计算书

路基边坡稳定性分析本设计任务路段中所出现的最大填方路段,在桩号K8+480 处。

该路堤边坡高31.64m,路基宽26m,需要进行边坡稳定性验算。

1.确定计算参数对本段路堤边坡的土为粘性土,根据《公路路基设计规》(JTG D30—2004),取土的容重γ=18kN/m³,粘聚力C=20kpa。

摩擦角=23º由上可知:填土的摩擦系数ƒ=tan23º=0.4361。

2.荷载当量高度计算行车荷载换算高度为: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: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Fs基本思路:首先用软件找出稳定系数Fs 逐渐变化的情况,找到一个圆心,经过这个滑动面的稳定系数Fs 是所选滑动面中最小的,而它左右两边所取圆心滑动面的Fs 值都是增加,根据Fs 值大小可以绘制Fs 值曲线。

从而确定最小Fs 值。

而用ecxel 表格计算稳定系数Fs 时,选择的3个圆心分别是软件计算Fs 值中最小的那个圆心和它左右两边逐渐增大的圆心。

3.1 最危险圆弧圆心位置的确定(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,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/m,据此查《路基路面工程》表4-1得β1,β2。

(整理)边坡稳定性计算方法

(整理)边坡稳定性计算方法

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。

图9-1 砂性边坡受力示意图已知滑体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。

关于边坡稳定性的计算

关于边坡稳定性的计算

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。

边坡稳定性计算方法

边坡稳定性计算方法

A
C c
B a
b
D
E. Hoek等人提出了一种确
定楔体稳定系数的方法——
E. Hoek图解法。
____________________________ 第十二页,共五十八页。
楔形体滑坡的E. Hoek图解法
E. Hoek法是将边坡面、坡顶面和两个结构面绘制在赤平极射投影 图上,4个圆弧有5个交点,分别代表了5条线,各线之间的夹角可在图
• 边坡内有确定的滑面及竖直张裂逢
_______________________________________________________________________________________
• 边坡内没有确定的滑面,滑面需经分析求得
_____________________________________________________________________________________________________________
力就范其1.1可 对对。目5内 外,工以稳通排排前三程土土判定过,场场级的断系抗边边边建影出 数滑坡坡坡筑响边 的力稳等物坡 大与定因取岩 小滑分素1体作动析.0确所出力5的。定处了(结,的规或果对状定抗通一态。滑常级,力用建这矩边筑就与坡物是滑稳取边动定1坡.力系2<>>5稳121矩数,000定)来二性级的表分建1比示.211析筑~较.。.321物。.5规,取 《露天煤矿工程设计规范》(GB 50197-94)
危险,另一个可能 是安全的。 Wsinψ
不超过柱体的底缘即:
h
Wsin tanb
Wcos
h
Wcosψ
W
ψ
第十六页,共五十八页。

边坡稳定性计算极限平衡计算法的园弧形计算法

边坡稳定性计算极限平衡计算法的园弧形计算法

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
边坡稳定性计算极限平衡计算法的园弧形计算法
一、判别准则和要求
判定圆弧形滑坡的条件为:均质松散介质,包含多组产状各异的节理及风化破碎岩体。

二、边坡稳定系数计算
(一)滑动面位置的确定
弗先柯(ΦИСΕΗΚΟ·Γ·Η)作图法:根据()计算张裂隙高度,过坡顶B 点,取垂线BF=H90,过F 点以与水平线FC 成()角作直线FE,过坡脚A 点以与水平线成()角作直线AK 交FE 于K 点,再过A 点作AG 使与AB 成()角,作AK 的中垂线,过A 点作AG 线的垂线,并与上述中垂线相交于O 点,O 点即为所求的滑动弧AK 的圆心,如图1。

霍克(E· Hoek)曲线法①:用内摩擦角与边坡角度和高度H 查曲线图求出滑动弧圆心。

用试算法确定滑动面位置:取弧长L(如或等)与滑坡体最大厚度d 之比值等于7,作若干圆弧(一般作5 条,见图2),然后分别进行稳定性计算,取稳定性系数值最小者。

图1 弗先柯(ΦИСΕΗΚΟ·Γ·Η)图2 按试算法确定临界
临界滑面位置滑面位置
(二)稳定系数计算
圆弧形滑坡条块法计算是先根据所确定的滑动面位置,将滑坡体划分成若干个垂直条块,如图3,然后按分条块逐个进行的。

边坡稳定计算

边坡稳定计算

平面滑动法边坡稳定性设计计算书依据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)一. 参数信息松散性的砂类土路基边坡,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形态,整个路堤成直线形态下滑。

(如图)边坡土体类型为 :填土;边坡工程安全等级:三级边坡(1.25);边坡土体重度为 :18.00kN/m3;边坡土体内聚力为:10.00kPa;边坡土体内摩擦角:18.00°;边坡高度为:5.40m;边坡斜面倾角为:45.00°;边坡顶部均布荷载:12.00kN/m2。

二. 平面滑动法计算边坡稳定性由示意图按静力平衡可得此时边坡稳定性安全系数公式为:式中:ω——滑动面的倾角;f ——等于 tgφ,摩擦系数;φ——边坡土体内摩擦角;L ——滑动面的长度;N ——滑动面的法向分力;T ——滑动面的切向分力;c ——滑动面上的粘结力(或土的内聚力);Q ——滑动体的重力(包括坡顶均布荷载)。

滑动面位置不同,K 值亦随之而变,边坡稳定与否的判断依据,应是稳定系数的最小值 K min,相应的最危险滑动面的倾角为ω0(如图所示)。

由于滑动体的重力(包括均布荷载)可以由下式求得:式中:γ——边坡土体的容重(kN/m3);B ——滑动土体块顶部宽度(m);H ——边坡计算高度(m);q ——边坡顶部均布荷载(kN/m2);α——边坡斜面倾角(°)。

所以,边坡稳定性安全系数计算公式为:欲求 K min值,根据 dK/dω=0,可求得最危险滑动面的倾角ω的值为:式中:将参数代入可得:a = 2×10.00 / (18.00×5.40 + 2×12.00) = 0.17;ctgω = 1.00 + (0.17/(0.33+0.17))1/2×1.41 = 1.82.则边坡稳定性最不利滑动面倾角为:ω = 28.78°.由此时的滑动面倾角可得到边坡稳定的稳定系数公式,K min = (2×0.17+0.33)×1.00 + 2×(0.17×(0.33+0.17))1/2×1.41 = 1.459. 此边坡稳定系数 K min≥ 1.25,满足边坡稳定性要求!。

基槽边坡稳定性计算

基槽边坡稳定性计算

基槽边坡稳定性计算:本工程其坡面的土质基本为砂砾土的亚园砾土,属无粘性土边坡。

在土坡上的分力有土坡下滑趋势的剪切力T、单元土自重G、阻止土体下滑的抗剪力Tf,而阻止土体下滑的抗剪力Tf则为土方单元体自重在坡面法线方向的分力N引起的摩擦力,即Tf=Ntanα=G×cosβ×tanα。

抗滑力和滑动力的比值为安全系数K=Tf/T= G×cosβ×tanα/Gsinβ= tanα/ tanβ,由此可见从理论上讲当坡角小于土方内摩擦角时(β<α)K>1土坡是稳定的,一般性土坡为保证土坡稳定安全系数取值为K>1.3-1.5,所以查中砂园砾内摩擦角为45度,则tan45=1,tanβ=5.2/10=0.52 K= tanα/ tanβ=1/0.52=1.92>1.3-1.5(安全)结论是安全稳定的。

与3#楼相邻基槽边坡稳定性计算:与三号楼边坡高度为5.55m,三号楼基础宽为13.50m,坡角至坡顶水平距离为3m,三号楼压重为(钢筋80Kg/平米、混凝土0.5×2400=1200Kg/平米,1200+80=1280×14层=17920 Kg/平米)17920 Kg/平米=179.2KN/平米,坡面为砂砾土指标为天然自重γ=19 KN,内摩擦角为38度,粘聚力0Kpa。

1、基坑剖面如图所示。

2、取滑动园弧,下端通过坡角A点,上端通过3#楼基础边缘B 点,加入3#楼共14层自重和一层工作面施工荷载7KN=186.2KN 进行验算此土坡的稳定性,取半径R=21m。

3、取土条宽B=1/10R=2.1m4、土条编号:作园心O点的垂线,垂直线处为0条,依次编号为1-9条。

5、计算AB弧长L:设园心∠AOB=α由sinα/2=AB/2/R=0.517,得α=62.26L=αЛR/180=62.26×3.14×21/180=22.816、3#楼压重179.2KN+施工荷载7KN=186.2KN分布在6个土条上,每个土条为31.2KN。

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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。

二圆弧条法根据大量的观测表明,粘性土自然山坡、人工填筑或开挖的边坡在破坏时,破裂面的形状多呈近似的圆弧状。

粘性土的抗剪强度包括摩擦强度和粘聚强度两个组成部分。

由于粘聚力的存在,粘性土边坡不会像无粘性土坡一样沿坡面表面滑动。

根据土体极限平衡理论,可以导出均质粘这坡的滑动面为对数螺线曲面,形状近似于圆柱面。

因此,在工程设计中常假定滑动面为圆弧面。

建立在这一假定上稳定分析方法称为圆弧滑动法和圆弧条分法。

1. 圆弧滑动法1915 年瑞典彼得森( K.E.Petterson )用圆弧滑动法分析边坡的稳定性,以后该法在各国得到广泛应用,称为瑞典圆弧法。

图 9 - 3 表示一均质的粘性土坡。

AC 为可能的滑动面,O为圆心,R 为半径。

假定边坡破坏时,滑体ABC在自重W 作用下,沿AC绕O 点整体转动。

滑动面 AC 上的力系有:促使边坡滑动的滑动力矩 M s =W · d ;抵抗边坡滑动的抗滑力矩,它应该包括由粘聚力产生的抗滑力矩M r =c· AC · R ,此外还应有由摩擦力所产生的抗滑力矩,这里假定φ= 0 。

边坡沿AC的安全系数F s 用作用在 AC面上的抗滑力矩和下滑力矩之比表示,因此有这就是整体圆弧滑动计算边坡稳定的公式,它只适用于φ= 0 的情况。

图9-3 边坡整体滑动 2. 瑞典条分法前述圆弧滑动法中没有考虑滑面上摩擦力的作用,这是由于摩擦力在滑面的不同位置其方向和大小都在改变。

为了将圆弧滑动法应用于φ> 0 的粘性土,在圆弧法分析粘性土坡稳定性的基础上,瑞典学者Fellenius 提出了圆弧条分析法,也称瑞典条分法。

条会法就是将滑动土体竖向分成若干土条,把土条当成刚塑体,分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩,然后按式( 9-5 )求土坡的稳定安全系数。

采用分条法计算边坡的安全系数F ,如图 9 - 4 所示,将滑动土体分成若干土条。

土条的宽度越小,计算精度越高,为了避免计算过于繁琐,并能满足设计要求,一般取宽为 2 ~ 6m 并应选择滑体外形变休和土层分界点作为分条的界限。

于任意第 i条上的作用力如下。

图9-4 瑞典条分法(1)土条的自。

其中γ为土的容得,为土条的断面面积。

将沿其断面积的形心作用至圆弧滑面上并分解成垂直滑面的法向分力和切于滑面的切向分力,由图 9 - 4 ( b )可知:显然,是推动土体下滑的力。

但如果第 i 条们于滑弧圆心铅垂线的载侧(坡脚一边),则起抗滑作用。

对于起抗滑作用的切向分力采用符号 T ′表示。

因作用线能过滑弧圆心 O 点力矩为零,对边坡不起滑动作用,但决定着滑面上抗剪强度的大小。

(2)滑面上的抗滑力 S ,方向与滑动方向相反。

根据库仑公式应有S=N i tanφ+cl i 。

式中l i 为第i条的滑弧长。

(3)土条的两个侧面存在着条块间的作用力。

作用在 i条块的力,除重力外,条块侧面 ac和bd作用有法向力P i 、 P i+1 ,切向力H i 、H i+1 。

如果考虑这些条间力,则由静力平衡方程可知这是一个超静定问题。

要使问题得解,由两个可能的途径:一是抛弃刚体平衡的概念,把土当做变形体,通过对土坡进行应力变形分析,可以计算出滑动面上的应力分布,因此可以不必用条分法而是用有限元方法。

另一途径是仍以条分法为基础,但对条块间的作用力作一些可以接受的简化假定。

Fellenius 假定不计条间力的影响,就是将土条两侧的条件力的合力近似地看成大小相等、方向相反、作用在同作用面上。

实际上,每一土条两侧的条间力是不平衡的,但经验表明,土条宽度不大时,在土坡稳定分析中,忽略条间力的作用对计算结果的影响不显著。

将作用在各段滑弧上的力对滑动圆心取矩,并分别将抗滑作用、下滑作用的力矩相加得出用在整个滑弧上的抗滑力矩以及滑动力矩的总和,即将抗滑力矩与下滑力矩之比定义为土坡的稳定安全系数,即这就是瑞典条分法稳定分析的计算公式。

该法应用的时间很长,积累了丰富的工程经验,一般得到的安全系数偏低,即偏于安全,故目前仍然是工程上常用的方法。

(三)毕肖普法前述瑞典条分法可以看出,该方法的假定不是非常精确的,它是将不平衡的问题按极限平衡的方法来考虑并且未能考题。

随着土力学学科的不断发展,不少学者致力于条分法的改进。

一是着重探索最危险滑位置的规律,二是对基本假直到毕肖普( A.N.Bishop )于 1955 年担出了安全系数新定义,条分法这五方法才发生了质的飞跃。

毕肖普将边坡动面上土的抗剪强度τ f 与实际产生的剪应力τ之比,即这一安全系数定义的核心在于一是能够充分考虑有效应力下的抗剪总是;二是充分考虑了土坡稳定分析中土的抗剪强度部分发挥的实际情况。

这一概念不公使其物理意义更加Array明确,而且使用范围更广泛,为以后非圆弧滑动分析及土条分界面上条间力的各种考虑方式提供了有得条件。

由图 9 - 5 所示圆弧滑动体内取出土条i进行分析,则土条的受力如下:1.土条重W i 引起的切向反力T i 和法向反力N i ,分别作用在该分条中心处2.土条的侧百分别作用有法向力P i 、Pi+1 和切向力H i 、H i+1 。

土条的竖向静力平衡条件有∑ F z ,即图9-5 毕肖普法条块作用力分析(9-8)条未破坏时,滑弧上土的抗剪强度只发挥了一部分,毕肖普假定其什与滑面上的切向力相平衡,这里考虑安全系数的i 即(9-9)( 9 - 9 )式代科( 9 - 8 )式则有(9-10)(9-11)虑整个滑动土体的极限平衡条件,些时条间力P i 和 H i 成对出现,大小相等、方向相反,相互抵消。

因此只有重圆心产生力矩,由力矩平衡知(9-12)( 9 - 11 )式代入( 9 - 9 )式再代入( 9 - 12 )式,且d i =Rsinθi ,此外,土条宽度不大时, b i =l 可行毕肖普边坡稳定安全系数的普遍公式(9-13)仍是未知量。

毕肖普进一步假定ΔH i =0 于是上式进一步简化为(9-14)面上孔隙水压力 u 的影响并采用有效应力强度指标,则上式可改写为(9-15)式中可以看出,参数m θi 包含有安全系数 F s ,因此不能接求出安全系数,而需采用试算法迭代求解F s 值。

为制成m θ~θ关系曲线,如图 9 - 6 所示。

试算时,可先假定 F s = 1.0 ,由图 9 - 6 查出各应的值。

代入( 9 - 14 )式中,求得边坡的安全系数 F s ′与F s 之差大于规定的误差,用 F s ′查m θi ,再次计算出s 值,如是反复迭代计算,直至前后两次计算出安全系数F s反复迭代计算,直至前后两次计算的安全系数非常接近,满足规求为止。

通常迭代总是收敛的,一般只要 3 ~ 4 次即可满足与瑞典条分法相比,简化毕肖普法是在不考虑条块间切下,满足力多边形闭合条件,就是说,隐含着条块间有水平力的在公式中水平作用力并未出现。

所以它的特点是:(1)满足整体件;(2)满足各条块力的多边形闭合条件,但不满足条块的力矩(4)假设条块间作用力只有法向力没有切向力;(4)满足极限平衡普法由于考虑了条块间水平力的作用,得到的安全系数较瑞典条二、路堤设计路堤承受着列车和轨道及路堤本身的自重荷载并将这一荷载扩散到地基,因此,必须重视路堤的强度、稳定和地基的承载力。

从路堤的构造可知,基床部分主要承受列车动荷载的动力作用,容易产生强度和变形等总是,因此这一部分须先用强度高的优质填料填筑并提高压实度。

路堤下部也应有足够的强度并选用合适的边坡坡形与坡度,以保持堤身的稳固,防止堤身坍滑和在铺轨时出现过大的沉降。

地基的承载力是保证路堤稳定的基础。

当地基承载力不足,在路堤施工中造成坍滑破坏时,最常用的处理方法包括:(1)放缓路堤堤身的边坡,以改善地基内的应力分布;(2)放缓路堤填筑速度,使地基土在附加应力作用下产生固结并提高强度;(3)对地基进行加固处理和改良。

此外,为了防止大气降水的入渗和水流冲刷等破坏作用,还应做好路堤的排水和防护等措施。

这里将着重介绍一般情况下的路堤。

下面两节将重点介绍路堤设计的两种基本形式.。

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