一种加筋边坡稳定性分析方法_2

文档序号:9576379阅读:来源:国知局
坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0041] 图11为实施例2的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0042] 图12为实施例3的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0043] 图13为实施例4的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0044] 图14为实施例5的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0045] 图15为实施例6的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0046] 图16为实施例7的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0047] 图17为实施例8的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0048] 图18为实施例9的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为力 矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0049] 图19为实施例10的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为 力矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0050] 图20为实施例11的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为 力矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0051] 图21为实施例12的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为 力矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0052] 图22为实施例13的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为 力矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0053] 图23为实施例14的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为 力矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
[0054] 图24为实施例15的λ-F曲线结果示意图,其中曲线一为力平衡曲线,曲线二为 力矩平衡曲线,坐标系中横坐标为tan λ值,纵坐标为安全系数F。
【具体实施方式】
[0055] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明:
[0056] 如图1所示,由土工布、土工格栅、土工织物等土工合成材料构成的拉筋带,铺设 在填土中起到稳固边坡的作用,形成加筋边坡。首先计算素土边坡的临界滑动面,拉筋带布 置时超过滑动面一定距离,如果拉筋带落在滑动面内部,则发挥不了加筋的作用,认为加筋 力为零,ls代表拉筋带在滑动面以内的长度,U代表拉筋带嵌固在稳定土体内部的长度。图 1中,A(xd, yd),B(Xi, yj和C(xg, yg)分别代表边坡顶点、拉筋带与滑动面的交点和拉筋带在 填土内部末端端点。边坡中可等间距布置拉筋带,也可以采用不同间距方式。
[0057] 根据Mitchell和Christopher (1990) 土工布拉拔试验的研究成果,拉筋带从滑动 面外侧稳定土体中拔出所能提供的抗滑力可用以下公式求得:
[0059] 式(11)中,t为拉筋带所能提供的抗滑力;k为和拉筋带与土体接触面上摩擦力有 关的系数,一般在〇. 6~1. 0之间;资为土的内摩擦角;孓为拉筋带在稳定土体内部的平均 应力山为拉筋带埋入稳定土体内部的长度;如图1所示,心是个未知量,无外荷载时,可以 粗估为土体自重。
[0060] 在加筋边坡中,通常要为筋材抗滑力留一定的余地,故假定一个安全系数匕,用极 限抗滑力除以安全系数得到拉筋带提供的安全抗滑力如下:
[0062] 式(12)中,tan%, ,其他符号的含义与式(11)相同。
[0063] 加筋材料在稳定土体内部的平均应力%可根据下式计算:
[0065] 式(13)中,γ为填土容重,&为拉筋带埋入稳定土体内部上覆土柱的平均高度, Ρ为边坡坡面的上覆荷载。
[0066] 拉筋带在稳定土体中的嵌固长度可以按照下式计算:
[0067] le= X g~xi (14)
[0068] 将(13)和(14)式代入式(12)可以求出拉筋带可提供的安全抗滑力。
[0069] 在设计计算时,比较式(12)中计算求得的抗滑力和拉筋带抗拉强度设计值T a, 确定滑动面上拉筋带所提供的抗滑力T,其中,1、1;和T的单位均为kN/m。如果t "< T a,则 在该层拉筋带与滑动面交点处,拉筋带所提供的抗滑力T = ,在加筋边坡的上部,即存在 这种情况;如果t"> T a,则在该层拉筋带与滑动面交点处,拉筋带所提供的抗滑力T = Ta, 在边坡中下部,通常存在这种情况。
[0070] 加筋边坡中拉筋带虽然水平铺设,但是在剪切力作用下拉筋带会发生变形,拉筋 带作用力的方向会与水平方向成一定的夹角,如图2所示,拉筋带所提供的抗滑力T与水平 方向的夹角为η,〇< η < α,α为土条底面与水平面的夹角,通常比较保守的做法是假 设η = 〇,此时拉筋带对边坡稳定所作的贡献最小;当η = α时,拉筋带所提供的抗滑力 τ沿着土条底面向上,对边坡稳定所作的贡献最大,实际上,当柔韧性较好的筋材抵抗力得 到充分发挥时,可能会出现η = 〇的情况。
[0071] 其中,拉筋带所提供的抗滑力τ与水平方向的夹角η由下式确定:
[0072] η = μ * α (15)
[0073] 式(15)中,μ为表征加筋力与土条底面倾角的一个系数,范围为0~1。
[0074] 对边坡稳定性进行分析时,如果土条底边中点没有拉筋带,则为普通土条,受力与 未加筋边坡相同,如果土条底边中点与拉筋带相交时,则需要考虑拉筋带所提供的抗滑力。 如果拉筋带的末端包含在滑动面内部,则不考虑拉筋带所提供的抗滑力,视为拉筋带没有 发挥作用。
[0075] 将边坡划分为η个垂直的土条,在划分土条时增加一个约束条件:以拉筋带与滑 动面的交点作为土条底边的中点,向两侧划分土条,如图3所示。划分土条时,每次遇到拉 筋带与滑动面的交点,都自动将这一交点作为土条底边的中点,也就是使得拉筋带所提供 的抗滑力作用点位于土条底边的中点,以简化力矩平衡方程,另外在遇到坡顶转折点时,要 分开划分土条,土条中间不能包含坡面转折点。
[0076] 严格条分法要求土条满足所有的静力平衡条件,即两个力平衡条件及一个力矩平 衡条件,从边坡中取出一土条为隔离体,如图4所示,土条Α为土体沿滑动面向下滑动的情 形,土条B为土体沿滑动面向上滑动的情形。土条受力分析如图5和6所示,图5为图4中 右侧土条A的受力分析示意图,图6为图4中左侧土条B的受力分析示意图。图中, ZRl分别代表第i个土条左侧条间力和右侧条间力;h ^和h Rl*别代表Z u和Z Rl的作用点 的位置代表第i个土条的重力;N i代表第i个土条底边的法向力;T i为第i个土条底边 拉筋带提供的抗滑力,n i为第i个土条底边拉筋带所提供的抗滑力T i与水平方向的夹角, ni的变化范围为〇 < I η I < I α I。对于没有铺设拉筋带的位置,即底边没有拉筋带的土 条,1^=0,与普通土条相同。β i为第i个土条顶面与水平面的夹角,θ θ Ri分别为第 i个土条左侧条间力和右侧条间力与水平方向的夹角,a i为第i个土条底边与水平面的夹 角,上述角度都是从水平面开始逆时针转动为负,顺时针转动为正。为第i个土条土条 底边发挥的抗剪力;
[0078] 式(16)中,c和供分别为土的粘聚力和内摩擦角,F为边坡安全系数;图7为土条 几何尺寸示意图,如图7所示,h为第i个土条底边的长度,h i为第i个土条的高度,b 第i个土条的宽度。
[0079]
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1