平面滑动法边坡稳定性设计计算书
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建筑边坡工程A不同滑面形态的边坡稳定性计算方法A 不同滑面形态的边坡稳定性计算方法A.0.1 圆弧形滑面的边坡稳定性系数可按下列公式计算(图A.0.1):式中:F s——边坡稳定性系数;c i——第i计算条块滑面黏聚力(kPa);φi——第i计算条块滑面内摩擦角(°);l i——第i计算条块滑面长度(m);θi——第i计算条块滑面倾角(°),滑面倾向与滑动方向相同时取正值,滑面倾向与滑动方向相反时取负值;U i——第i计算条块滑面单位宽度总水压力(kN/m);G i——第i计算条块单位宽度自重(kN/m);G bi——第i计算条块单位宽度竖向附加荷载(kN/m);方向指向下方时取正值,指向上方时取负值;Q i——第i计算条块单位宽度水平荷载(kN/m);方向指向坡外时取正值,指向坡内时取负值;h wi,h w,i-1——第i及第i-1计算条块滑面前端水头高度(m);γw——水重度,取10kN/m3;i——计算条块号,从后方起编;n——条块数量。
图A.0.1 圆弧形滑面边坡计算示意A.0.2 平面滑动面的边坡稳定性系数可按下列公式计算(图A.0.2):图A.0.2 平面滑动面边坡计算简图式中:T——滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力(kN/m);R——滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力(kN/m);c——滑面的黏聚力(kPa);φ——滑面的内摩擦角(°);L——滑面长度(m);G——滑体单位宽度自重(kN/m);G b——滑体单位宽度竖向附加荷载(kN/m);方向指向下方时取正值,指向上方时取负值;θ——滑面倾角(°);U——滑面单位宽度总水压力(kN/m);V——后缘陡倾裂隙面上的单位宽度总水压力(kN/m);Q——滑体单位宽度水平荷载(kN/m);方向指向坡外时取正值,指向坡内时取负值;h w——后缘陡倾裂隙充水高度(m),根据裂隙情况及汇水条件确定。
计算剖面计算剖面计算公式计算依据计算依据坡面图示坡面图示参数参数含义数值单位参数参数含义滑体面积2345m 2滑体面积滑体重度26.2kN/m 3滑体重度G 滑体单位宽度自重61439kN/m G 滑体单位宽度自重c 滑面黏聚力25kpa c 滑面黏聚力φ滑面内摩擦角19度φ滑面内摩擦角L 滑面长度155.2m L 滑面长度θ滑面倾角21度θ滑面倾角cos θ0.934cos θsin θ0.358sin θhw 后缘陡倾裂隙充水高度0m hw 后缘陡倾裂隙充水高度U 滑体单位宽度总水压力0kN/m U 滑体单位宽度总水压力V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)0kN/m V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)Gb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/mGb 滑体单位宽度竖向附加荷载Q 滑面单位宽度水平荷载0kN/mQ 滑面单位宽度水平荷载R 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力23630.0kN/mR 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力滑面倾角35.0滑面倾角锚杆(索)倾角15.0锚杆(索)倾角单孔锚杆(索)轴向拉力标准值880.5单孔锚杆(索)轴向拉力标准值锚杆(索)横向间距 2.0锚杆(索)横向间距每列锚孔数0.0每列锚孔数整个剖面上锚杆所受的轴向拉力0.0整个剖面上锚杆所受的轴向拉力Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力0.0Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力22017.8kN/m T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力Fst 安全系数 1.15Fst 安全系数设锚杆后的抗滑力23630.03设锚杆后的抗滑力设锚杆后的下滑力22017.77设锚杆后的下滑力Fs 稳定系数 1.07Fs 稳定系数边坡稳定状态基本稳定边坡稳定状态Ea 剩余下滑力1690.4kN/m Ea 剩余下滑力1-1剖面开挖开挖前的情况1-1剖面开挖后不设锚索的情况计算过程计算过程《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附计算剖面计算剖面计算依据计算依据坡面图示坡面图示数值单位参数参数含义数值单位参数参数含义数值单位160.3m 2滑体面积661.575m 2滑体面积669.9m 226.5kN/m 3滑体重度26.5kN/m 3滑体重度26.2kN/m 34247.95kN/mG 滑体单位宽度自重17531.7375kN/m G 滑体单位宽度自重17551.38kN/m 40kpac 滑面黏聚力30kpa c 滑面黏聚力25kpa 18度φ滑面内摩擦角16度φ滑面内摩擦角16度48.47mL 滑面长度87.8m L 滑面长度73.66m 35.7度θ滑面倾角35.9度θ滑面倾角21度0.812cos θ0.810cos θ0.9340.584sin θ0.586sin θ0.3580mhw 后缘陡倾裂隙充水高度 3.2m hw 后缘陡倾裂隙充水高度0m 0kN/mU 滑体单位宽度总水压力1404.8kN/m U 滑体单位宽度总水压力0kN/m 0kN/mV 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)51.2kN/m V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)0kN/m 0kN/mGb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m Gb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m 0kN/mQ 滑面单位宽度水平荷载0kN/m Q 滑面单位宽度水平荷载0kN/m 3059.7kN/mR 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力6294.8kN/m R 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力6540.0kN/m 35.0滑面倾角35.9滑面倾角21.015.0锚杆(索)倾角15.0锚杆(索)倾角15.0880.5单孔锚杆(索)轴向拉力标准值5000.0单孔锚杆(索)轴向拉力标准值593.22.0锚杆(索)横向间距 3.0锚杆(索)横向间距 3.00.0每列锚孔数 5.0每列锚孔数0.00.0整个剖面上锚杆所受的轴向拉力8333.3整个剖面上锚杆所受的轴向拉力0.00.0Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力7110.0Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力0.02478.9kN/mT 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力10321.6kN/m T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力6289.9kN/m 1.15Fst 安全系数 1.15Fst 安全系数 1.153059.67设锚杆后的抗滑力13404.80设锚杆后的抗滑力6540.002478.85设锚杆后的下滑力10321.60设锚杆后的下滑力6289.851.23Fs 稳定系数 1.30Fs 稳定系数 1.04稳定边坡稳定状态稳定边坡稳定状态欠稳定-209.0kN/m Ea 剩余下滑力-1535.0kN/m Ea 剩余下滑力693.3kN/m况1-1剖面开挖后设5根锚索的情况2-2剖面开挖后不设锚索的情况计算过程计算过程3)附录A.0.2《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2计算剖面计算剖面计算剖面计算依据计算依据计算依据坡面图示坡面图示坡面图示参数参数含义数值单位参数参数含义数值单位滑体面积661.575m 2滑体面积661.575m 2滑体重度26.5kN/m 3滑体重度26.5kN/m 3G 滑体单位宽度自重17531.7375kN/m G 滑体单位宽度自重17531.7375kN/m c 滑面黏聚力30kpa c 滑面黏聚力30kpa φ滑面内摩擦角16度φ滑面内摩擦角16度L 滑面长度87.8m L 滑面长度87.8m θ滑面倾角35.6度θ滑面倾角35.6度cos θ0.813cos θ0.813sin θ0.582sin θ0.582hw 后缘陡倾裂隙充水高度7m hw 后缘陡倾裂隙充水高度7m U 滑体单位宽度总水压力3073kN/m U 滑体单位宽度总水压力3073kN/m V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)245kN/m V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)245kN/m Gb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/mGb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m Q 滑面单位宽度水平荷载0kN/mQ 滑面单位宽度水平荷载0kN/m R 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力5799.5kN/mR 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力5799.5kN/m 滑面倾角35.6滑面倾角35.6锚杆(索)倾角15.0锚杆(索)倾角15.0单孔锚杆(索)轴向拉力标准值741.5单孔锚杆(索)轴向拉力标准值锚杆(索)横向间距 3.0锚杆(索)横向间距 3.0每列锚孔数 2.0每列锚孔数整个剖面上锚杆所受的轴向拉力494.4整个剖面上锚杆所受的轴向拉力0.0Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力423.3Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力0.0T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力10404.8kN/m T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力10404.8kN/m Fst 安全系数 1.15Fst 安全系数 1.15设锚杆后的抗滑力6222.84设锚杆后的抗滑力5799.51设锚杆后的下滑力10404.84设锚杆后的下滑力10404.84Fs 稳定系数0.60Fs 稳定系数0.56边坡稳定状态不稳定边坡稳定状态不稳定Ea 剩余下滑力5742.7kN/m Ea 剩余下滑力6166.1kN/m 计算过程计算过程2-2剖面开挖后设锚索的情况3-3剖面开挖后不设锚索的情况计算过程《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2计算剖面计算剖面计算依据计算依据坡面图示坡面图示参数参数含义数值单位参数参数含义数值单位参数滑体面积349.5m 2滑体面积438m 2滑体重度26.2kN/m 3滑体重度26.2kN/m 3G 滑体单位宽度自重9156.9kN/m G 滑体单位宽度自重11475.6kN/m G c 滑面黏聚力25kpa c 滑面黏聚力25kpa c φ滑面内摩擦角16度φ滑面内摩擦角16度φL 滑面长度54.9m L 滑面长度55.5m L θ滑面倾角21度θ滑面倾角21度θcos θ0.934cos θ0.934sin θ0.358sin θ0.358hw 后缘陡倾裂隙充水高度 1.5m hw 后缘陡倾裂隙充水高度 1.5m hw U 滑体单位宽度总水压力411.75kN/m U 滑体单位宽度总水压力416.25kN/m U V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)11.25kN/m V 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)11.25kN/m V Gb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m Gb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m Gb Q 滑面单位宽度水平荷载0kN/m Q 滑面单位宽度水平荷载0kN/m Q R 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力3704.6kN/mR 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力4339.0kN/m R 滑面倾角21.0滑面倾角21.0锚杆(索)倾角15.0锚杆(索)倾角15.0单孔锚杆(索)轴向拉力标准值249.5单孔锚杆(索)轴向拉力标准值308.7锚杆(索)横向间距 3.0锚杆(索)横向间距 3.0每列锚孔数 1.0每列锚孔数整个剖面上锚杆所受的轴向拉力83.2整个剖面上锚杆所受的轴向拉力0.0Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力81.3Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力0.0Ez T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力3292.0kN/m T 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力4123.0kN/m T Fst 安全系数 1.15Fst 安全系数 1.15Fst 设锚杆后的抗滑力3785.88设锚杆后的抗滑力4339.00设锚杆后的下滑力3292.04设锚杆后的下滑力4122.99Fs 稳定系数 1.15Fs 稳定系数 1.05Fs 边坡稳定状态稳定边坡稳定状态基本稳定Ea 剩余下滑力0.0kN/m Ea 剩余下滑力402.4kN/m Ea3-3剖面开挖后设锚杆的情况计算过程《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2K2+900剖面开挖后不设锚杆的情况计算过程《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2计算剖面计算依据坡面图示参数含义数值单位参数参数含义数值单位滑体面积438m 2滑体面积438m 2滑体重度26.2kN/m 3滑体重度25.68kN/m 3滑体单位宽度自重11475.6kN/m G 滑体单位宽度自重11247.84kN/m 滑面黏聚力25kpac 滑面黏聚力30kpa 滑面内摩擦角16度φ滑面内摩擦角22度滑面长度55.5mL 滑面长度55.5m 滑面倾角21度θ滑面倾角21度cos θ0.934cos θ0.934sin θ0.358sin θ0.358后缘陡倾裂隙充水高度 1.5m hw 后缘陡倾裂隙充水高度 1.5m 滑体单位宽度总水压力416.25kN/m U 滑体单位宽度总水压力416.25kN/m 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)11.25kN/mV 后缘陡倾裂隙面上单位宽度总水压力U(Kn/m)11.25kN/m 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m Gb 滑体单位宽度竖向附加荷载0kN/m 滑面单位宽度水平荷载0kN/m Q 滑面单位宽度水平荷载0kN/m 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力4339.0kN/mR 滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力5737.8kN/m 滑面倾角21.0滑面倾角21.0锚杆(索)倾角15.0锚杆(索)倾角15.0单孔锚杆(索)轴向拉力标准值308.7单孔锚杆(索)轴向拉力标准值308.7锚杆(索)横向间距 3.0锚杆(索)横向间距 3.0每列锚孔数 4.0每列锚孔数整个剖面上锚杆所受的轴向拉力411.6整个剖面上锚杆所受的轴向拉力0.0所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力402.4Ez 所有锚杆引起的沿滑面方向的抗滑力0.0滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力4123.0kN/mT 滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力4041.4kN/m 安全系数 1.15Fst 安全系数 1.15设锚杆后的抗滑力4741.41设锚杆后的抗滑力5737.78设锚杆后的下滑力4122.99设锚杆后的下滑力4041.37稳定系数 1.15Fs 稳定系数 1.42边坡稳定状态基本稳定边坡稳定状态稳定剩余下滑力0.0kN/m Ea 剩余下滑力-1090.2kN/mK2+900剖面开挖后设4根锚杆的情况《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2计算过程K2+900剖面开挖后不设锚杆的情况《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)附录A.0.2。
折线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. 参数信息具有导向性结构的土质边坡,滑动面一般近似折线形。
黄土边坡成折线形滑动,是折线滑动面的一例。
一般性粘土基础边坡,如果边坡土层内有固定的软弱面,或者土质的 c 与φ值有显著差别,且土层的层面成直线或近似直线,整个边坡的滑动面将成折线形。
(如图) 边坡土体类型为:红粘土;边坡工程安全等级:三级边坡(1.25);边坡稳定计算方法:水平力法;边坡土体重度为:19.00kN/m3;边坡土体内聚力为:27.00kPa;边坡土体内摩擦角:25.00°;边坡高度为:6.00m;边坡斜面倾角为:53.00°;边坡顶部均布荷载:12.00kN/m2。
二. 折线滑动法计算边坡稳定性如图所示的边坡,其边坡的最小稳定系数出现在三段折线的滑动面上;计算时,按土质条件将边坡分为三层,则整个土坡稳定系数 K ,可表示如下:式中:Q i——第 i 块土块滑动面上的滑动力;——第 i 块土块滑动面倾角;iφi——第 i 块土块土体内摩擦角;c i——第 i 块土块内聚力;l i——第 i 块土块滑动面长度。
如果土质比较均匀,或取有关指标的加权平均值,则可得稳定系数 K 的简化式为a 与b 为引用函数,等于式中: c ——边坡土体的内聚力;γ——边坡土体容重;Ωi——第 i 块土块的面积。
选定最危险滑动面,对不同的边坡结构参数,可得到 a 和 b 的简化公式为式中: n ——边坡率(α=arctg(1/n));φ——边坡土体内摩擦角;ξa——边坡高度的影响系数;ξb——边坡高度的影响系数。
坡高 H 影响系数表---------------------------------------------------------------------------------H(m) ξaξb H(m) ξaξb1 1.8209 60.80212 1.6374 29.36553 1.5388 19.18414 1.4725 14.18265 1.4230 11.22026 1.3838 9.26537 1.3515 7.8807 8 1.3241 6.84979 1.3004 6.0529 10 1.2796 5.419011 1.2611 4.9029 12 1.2444 4.474813 1.2292 4.1141 14 1.2153 3.806115 1.2026 3.5402 16 1.1907 3.308217 1.1797 3.1042 18 1.1694 2.923419 1.1598 2.7620 20 1.1507 2.617221 1.1421 2.4865 22 1.1340 2.368023 1.1263 2.2600 24 1.1190 2.161225 1.1120 2.0705 26 1.1054 1.987027 1.0990 1.9098 28 1.0929 1.838229 1.0870 1.7717 30 1.0814 1.7098---------------------------------------------------------------------------------对于坡高为6.00的边坡,查上表可得到ξa=1.3838,ξb=9.2653,所以可求得:a = (0.49 - 0.2×(1/0.75) +0.02×25.00) × 1.3838 = 1.00b = (0.1 - 0.03×(1/0.75)) × 9.2653 = 0.56此时的边坡稳定系数 K 为:K = 1.00 +(27.00/19.00)×0.56 = 1.795;此边坡稳定系数 K min≥ 1.25,满足边坡稳定性要求!。
1-1剖面顶部坡面------------------------------------------------------------------------计算项目:等厚土层土坡稳定计算 3------------------------------------------------------------------------[计算简图][控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 2坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 14.000 7.800 02 10.000 0.000 1超载1 距离0.010(m) 宽10.000(m) 荷载(15.00--15.00kPa) 270.00(度)[土层信息]上部土层数 1层号层厚重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系全孔压(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值系数1 50.000 19.000 --- 18.000 5.500 --- --- --- --- --- --- ---下部土层数 2层号层厚重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系全孔压(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值系数1 4.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- ------ --- --- --- ---2 40.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- ---不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度: 1.000(m)搜索时的圆心步长: 1.000(m)搜索时的半径步长: 0.500(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------ 最不利滑动面:滑动圆心 = (5.200,17.160)(m)滑动半径 = 17.156(m)滑动安全系数 = 1.065起始x 终止x li Ci 謎条实重浮力地震力渗透力附加力X 附加力Y 下滑力抗滑力(m) (m) (度) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------0.962 1.893 -12.707 0.95 18.00 5.50 6.45 0.00 0.00 0.000.00 0.00 -1.42 17.791.8932.825 -9.535 0.94 18.00 5.50 18.87 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -3.13 18.792.8253.756 -6.393 0.94 18.00 5.50 30.36 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -3.38 19.773.7564.687 -3.270 0.93 18.005.50 40.93 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -2.34 20.734.6875.619 -0.157 0.93 18.00 5.50 50.61 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.14 21.645.6196.550 2.955 0.93 18.00 5.50 59.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.06 22.506.5507.481 6.077 0.94 18.00 5.50 67.26 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.12 23.307.481 8.412 9.217 0.94 18.00 5.50 74.23 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 11.89 24.048.412 9.344 12.385 0.95 18.00 5.50 80.26 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 17.21 24.719.344 10.275 15.592 0.97 18.00 5.50 85.34 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 22.94 25.3210.275 11.206 18.850 0.98 18.00 5.50 89.41 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 28.89 25.8611.206 12.137 22.173 1.01 18.00 5.50 92.41 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 34.88 26.3412.137 13.069 25.577 1.03 18.00 5.50 94.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40.71 26.7813.069 14.000 29.081 1.07 18.00 5.50 94.95 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 46.15 27.1714.000 14.930 32.706 1.10 18.00 5.50 89.51 0.00 0.00 0.00 0.00 13.79 55.82 28.2614.930 15.859 36.482 1.16 18.00 5.50 78.17 0.00 0.00 0.00 0.00 13.94 54.77 27.9415.859 16.789 40.453 1.22 18.00 5.50 65.10 0.00 0.00 0.00 0.00 13.94 51.29 27.7816.789 17.718 44.676 1.31 18.00 5.50 49.99 0.00 0.00 0.00 0.00 13.94 44.95 27.9117.718 18.648 49.238 1.42 18.00 5.50 32.35 0.00 0.00 0.00 0.00 13.94 35.06 28.5418.648 19.577 54.275 1.59 18.00 5.50 11.41 0.00 0.00 0.00 0.00 13.94 20.58 30.09总的下滑力 = 464.911(kN)总的抗滑力 = 495.285(kN)土体部分下滑力 = 464.911(kN)土体部分抗滑力 = 495.285(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力 = 0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力= 0.000(kN)坡面基本处于稳定状态,设计可考虑坡面防护。
边坡稳定性分析计算书----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 计算项目:边坡稳定安全性等级为三级,最小安全系数取1.25,最大坡高取7米。
计算软件采用理正边坡稳定性分析系统6.0(网络版)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [计算简图][控制参数]:采用规范: 建筑边坡工程技术规范(50330--2002)计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 直线滑动法地震烈度: 8 度水平地震系数: 0.200地震作用综合系数: 0.250地震作用重要性系数: 0.900地震力作用位置: 质心处水平加速度分布类型:矩形[坡面信息]坡面线段数 4坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 3.000 3.000 02 2.500 0.000 03 4.000 4.000 04 15.000 0.000 1超载1 距离1.000(m) 宽6.000(m) 荷载(20.00--20.00kPa) 270.00(度)[土层信息]上部土层数 1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m) (kN/m3) (kN/m3) (kpa) 力系数1 20.000 16.000 ---- 120.000 ---层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度)1 8.000 15.000 ---- ----层号十字板? 强度增十字板羲? 强度增长系(kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值1 --- --- --- ---================================================================ 下部土层数 1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m) (kN/m3) (kN/m3) (kpa) 力系数1 20.000 16.000 ---- 120.000 ---层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度)1 8.000 15.000 ---- ----层号十字板? 强度增十字板羲? 强度增长系(kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值1 --- --- --- ---不考虑水的作用[计算条件]稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面自动搜索时Y坐标增量: 0.500(m)自动搜索时角度的增量: 1.000(度)破裂面的最小角度: 10.000(度)破裂面的最大角度: 50.000(度)------------------------------------------------------------------------ 计算结果:------------------------------------------------------------------------ [计算结果图]最不利破裂面:定位高度: 0.000(m)破裂面仰角: 23.000(度)安全系数 = 1.267起始x 终止x Ci 謎条重浮力水平地震力渗透力附加力X 附加力Y 下滑力抗滑力竖向地震力 (m) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)---------------------------------------------------------------------------------------0.000 3.000 8.000 15.000 41.44 0.00 1.86 0.00 0.00 0.00 17.91 36.10 0.003.000 5.500 8.000 15.000 47.84 0.00 2.15 0.00 0.00 0.00 20.67 33.30 0.005.500 9.500 8.000 15.000 116.25 0.00 5.23 0.00 0.00 0.00 50.24 62.89 0.009.500 16.491 8.000 15.000 165.96 0.00 7.47 0.00 0.00 119.82 118.54 130.46 0.00总的下滑力 = 207.360(kN)总的抗滑力 = 262.753(kN)土体部分下滑力 = 207.360(kN)土体部分抗滑力 = 262.753(kN)筋带在直线轴向产生的抗滑力 = 0.000(kN)筋带在直线法向产生的抗滑力= 0.000(kN)。
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ƒ=tan24º=0.445。
2.行车荷载当量高度换算高度为:25500.8446(m)5.512.818.5NQhBLλ⨯===⨯⨯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 dB 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K3.1 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。
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 :19.00kN/m3;
边坡土体内聚力为:20.00kPa;
边坡土体内摩擦角:37.00°;
边坡高度为:20.00m;
边坡斜面倾角为:50.00°;
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ω
(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
值,根据 dK/dω=0,可求得最危险滑动面的倾角ω的值为:
min
式中:
将参数代入可得:
a = 2×20.00 / (19.00×20.00 +2×12.00) = 0.10;
ctgω = 0.84 + (0.10/(0.75+0.10))1/2×1.31 = 1.28.
则边坡稳定性最不利滑动面倾角为:ω = 37.91°.
由此时的滑动面倾角可得到边坡稳定的稳定系数公式,
K
= (2×0.10+0.75)×0.84 +2×(0.10×(0.75+0.10))1/2×1.31 = 1.557. min
≥ 1.25,满足边坡稳定性要求!
此边坡稳定系数 K
min。