圆弧滑动计算方法

承载能力极限状态

1)根据JTJ250-98《港口工程地基规范》的5.3.2规定,土坡和地基的稳定性验算,其危险滑弧应满足以下承载能力极限状态设计表达式:

/Sd Rk R

M M γ≤

式中:Sd M 、Rk M ——分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值;

R γ为抗力分项系数。

2)采用简单条分法验算边坡和地基稳定,其抗滑力矩标准值和滑动力矩设计值按下式计算:

()cos tan ()sin Rk ki i ki

i ki i ki Sd s ki i ki i M R C L q

b W M R q b W α?γα??=+

+??

??=+??

∑∑∑

式中:R ——滑弧半径(m );

s γ——综合分项系数,取1.0;

ki

W ——永久作用为第i 土条的重力标准值(KN/m ),取均值,零压线以

下用浮重度计算;

ki q ——第i 土条顶面作用的可变作用的标准值(kPa );

i b ——第

i 土条宽度(m );

i α——第i 土条滑弧中点切线与水平线的夹角(°);

ki ?、ki C ——分别为第i 土条滑动面上的内摩擦角(°)和粘聚力(kPa )

标准值,取均值;

i L ——第

i 土条对应弧长(m )。

3)地基稳定性计算步骤

(1) 确定可能的滑弧圆心范围。通过边坡的中点作垂直线和法线,以坡面中点为圆心,分别以1/4坡长和5/4坡长为半径画同心圆,最危险滑弧圆心即在该4条线所包含的范围内。

(2) 作滑动滑弧。选定某些滑动圆心,作圆与软弱层相切,则与防波堤及土层相交的圆弧即为滑弧。

(3) 进行条分。对滑弧内的土层等进行条分,选择土条的宽度,并且对土条进行编号。

(4) 计算各个土条的自重力。利用公式ki i i i W h b γ=计算各个土条的自重力。

(5) 计算滑弧中点切线与水平线的夹角。作滑弧的中点切线,读出它与水平线之间的夹角,注意滑弧滑动的方向,确定夹角的正负。

(6) 确定土条内滑弧的内摩擦角与粘聚力。对于不同的土层,内摩擦角与粘聚力取均值。

(7) 计算危险弧面上的滑动力矩与抗滑力矩。利用公式计算抗滑力

矩。

抗滑力矩为

(

)c o R k

k i

i

k i

i k i

i

k

i

M R C L q b W α???=

++

??

∑;而滑动力矩为()sin Sd s ki i ki i M R q b W γα??=+??∑。

确定是否满足要求。利用承载能力极限状态设计表达式/Sd Rk R M M γ≤判断是否满足稳定性的要求。

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