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《滑(边)坡稳定性计算分析中的滑坡推力计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第18卷增刊中国地质灾害与防治学报Vol.18No.S02007年12月TheChineseJournalofGeologicalHazardandControlDec.2007滑(边)坡稳定性计算分析中的滑坡推力计算方法1,2213程建军,廖小平,王浩,刘代文(11中国铁道科学研究院,北京100081;21中铁西北科学研究院,甘肃兰州730000;31福州大学土木工程学院,福建福州350002)摘要:滑坡推力计算一直是边坡稳定性分析、防护加固设计及滑坡治理抗滑工程设计中的核心问题。根据抗滑支挡工程结构与被加固滑坡体的力学关系,滑坡推力计算方法可概括为分离法、虚力法及结构与岩土数值耦合法。不
2、同的计算方法得到的滑坡推力值有差异。用以上3种方法对拟设桩结构物的内力进行计算,对比分析发现,分离法及虚力法最终均需对桩侧滑坡推力分布形式进行假定,假定分布形式不同所得内力不同;数值耦合法可直接得到桩侧应力分布形式,且考虑了桩与岩土的偶合效应,计算结果较为合理,有必要进一步分析研究与推广应用。关键词:滑坡推力;计算方法;分离法;虚力法;数值耦合法文章编号:100328035(2007)S020047203中图分类号:P642122文献标识码:B将设计结构虚拟施加于坡体上,采用刚体极限平衡方1引言法,计算坡体稳定系数不小于抗滑安全系数,此时,各滑坡推力计算一直是边坡稳定性分析、防护加固结构虚力
3、在水平方向的合力即为滑坡推力。对于以设计及滑坡治理抗滑工程设计中的一个核心问题。刚体极限平衡方法为基础的滑坡推力计算法常采用计算方法主要有我国科技人员创造的传递系数Morgenstern2Price法及Spencer法。图1所示为虚力法[1～3]法,种类繁多的极限平衡分析法(如工程应用中计算示例。常采用的Fellenius、Bishop、Janbu、Morgenstern2Price、2.3耦合法Spencer、Sarma方法)以及考虑结构与岩土耦合效应的为充分考虑坡体岩土与抗滑支挡加固工程结构有限元或有限差分法等。的相互作用,实现滑坡岩土体与抗滑结构的耦合。图2为耦合法计算结果示意图。2滑
4、坡推力工程应用分类根据抗滑支挡工程结构与被加固滑坡体的相对力学关系,滑坡推力计算方法可概括为分离法、虚力法及结构与岩土数值耦合法。211分离法是指在进行滑(边)坡稳定性分析、滑坡推力大小图1滑坡推力虚力法计算示例计算时,将坡体与抗滑结构分离开来,亦即不考虑抗Fig.1Landslidethrustcalculatedbynominalforcemethod滑结构的力学行为与特征,只考虑结构设置位置,对土体单元进行单独受力分析,计算滑坡体下滑在各不3滑坡推力对比研究同块体或部位产生的滑坡推力,在滑坡病害治理工程对于某类土质边坡模型,物理力学参数如表1。实践中常采用的传递系数法(推力传递法)就是
5、一种各种计算方法所得滑坡推力值如表2所示。图3为典型的分离法,由于其计算分析简便快捷,故在工程耦合法所得桩侧应力。进行有限元数值模拟时,桩结实践中广泛应用。2.2虚力法收稿日期:2007206204;修回日期:2007210225是指在进行滑(边)坡稳定性分析、滑坡推力大小作者简介:程建军(1979—),男,在读博士,工程师,从事工程计算时,考虑坡体与结构的联系,鉴于滑坡岩土体与边坡设计理论与滑坡防治技术研究。抗滑支挡加固工程结构作用的复杂性,为方便计算,中国地质灾害与防治学报48ZHONGGUODIZHIZAIHAIYUFANGZHIXUEBAO2007年坡推力进行假定。分离法与虚力法在进
6、行桩身应力求解时还需假定桩侧地基系数,在工程实践中,假定不同的地基系数,即所采用方法不同,通常有“K”和“m”2种方法“,K”认为桩侧地基系数是常数,不随深度变化“,m”认为桩侧地基系数随深度按直线比例变化。从图3可以看到,本例中桩侧抗力对应的地基系图2滑坡推力耦合法计算结果示意图数即不是常数,也不是按直线比例变化,这说明对于Fig.2landslidethrustcalculatedbycoupledmethod桩侧地基系数的假定一定要依照滑坡岩土体的性质。1-滑动方向指向;2-桩侧应力分布因此“K”法比较适合地基为较完整岩层的情形。而构模拟采用SIGMAΠW有限元计算软件中自带的考虑“m
7、”法可用于地基为密实土层或严重风化破碎岩层的情形。对于“K”和“m”法的适用条件在工程中必须抗弯作用的梁(beam)单元。图3中看到桩侧最大应力值为6103126kPa,按照矩形桩计算,模拟时输入的明确。耦合法则不需要假定地基系数,计算所得滑坡桩截面宽度(b)为118m,按照桩计算宽度公式:推力较为合理。1表3不同方法所得桩侧应力与内力对比Bp=Kf·KB·b=1.0×1+b=b+1bTable3Latera
