局部滑移边坡的抗滑桩桩位优化设计方法_2

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不会发生剪切破坏。
[0049]第六步:滑坡抗滑粧补偿剩余下滑推力与最优抗滑粧粧位的确定:
[0050] 1)滑坡抗滑粧补偿剩余下滑推力的确定:
[0051] 堆积层滑坡局部滑出破坏部位既是边坡最不稳定部位,也是抗滑粧治理的关键部 位;因此,当抗滑粧粧位位于局部破坏坡体部位前段时,抗滑粧根本发挥不了任何抗滑治理 作用;当抗滑粧粧位位于滑移体后段时,如果抗滑粧粧位至滑坡局部滑出破坏部位的坡体 剩余下滑推力值还大于临界剩余下滑推力判据值,此时抗滑粧则同样也发挥不了任何抗滑 治理作用;滑坡抗滑粧补偿剩余下滑推力AP为:
[0052]AP=PnX化-Fjsi) (6)
[0053]式中;
[0054] AP-滑坡抗滑粧补偿剩余下滑推力;
[0055]Pn-局部破坏部位上部的剩余下滑推力值;
[0056]Fm-滑坡局部破坏位置稳定系数;
[0057] K-滑坡安全系数。
[0058]2)滑坡抗滑粧最优抗滑粧粧位的确定:
[0059]W滑坡后缘为起点,分别计算滑坡条块位置上部坡体的剩余下滑推力值,当某条 块位置上部坡体的剩余下滑推力值Pi等于或大于抗滑粧补偿剩余下滑推力AP时,即Pi>A 即寸,则该条块与下部条块的交接点便是该滑坡抗滑粧最优粧位。
[0060] 本发明的原理与依据如下:
[0061] 为防治滑坡的发生,往往需要修建一些抗滑工程;在设计抗滑工程之前,首先要计 算剩余滑坡下滑推力的大小;采用剩余下滑力法计算滑坡推力,其基本思想为:剩余滑坡下 滑推力等于滑坡向下滑动的力与阻滑力之差;基本假定条件为:
[0062] 1)每一计算段的滑动面为直线,整个滑动面在剖面上为折线;
[0063] 2)剩余滑坡下滑推力作用方向平行于该条块的底面,且作用点在分界线的中央;
[0064] 3)当作用力合力出现负值时,取Pi=O;针对滑移面呈折线的滑坡,在滑移体中取 第i条块,假定第i-1条块传来的推力Pi-I的方向平行于第i-1块的低滑面,而第i条块传送给 第i+1条块的推力Pi平行于第i条块的底滑面;
[0065] 可求;
[0066]稳定性系数:
[0067]抗滑力:馬= t恥巧+讀,Ni=Wi COSCIi [006引滑动力:Ti=Wi Sinai
[0069]不平衡推力系数:I/'/, cos(a,.-巧I)-sin(a,.-巧!'Kan灼,
[00川可确定第i个坡体条块剩余下滑力:Pi=Pi-iih-i+FsTi-Ri
[0072]式中;
[0073] Pi-第i个坡体条块剩余下滑力;
[0074] Pdi-第i个坡体条块下滑力;
[007引日广第i个坡体条炔基岩面倾角;
[0076] 疚一第i个坡体条块的内摩擦角;
[0077] C广第i个坡体条块的粘聚力;
[0078]Wi-第i个坡体条块的自重;
[0079] N广第i个坡体条块的作用于滑动面上的法向力;
[0080]Ii-第i个坡体条块与基岩面的接触长度;
[0081]Fs-稳定性系数。
[0082]根据实际测量计算结果可W确定堆积层边坡的平均倾角a,局部破坏位置处的内 摩擦角口;同时定义滑面剪切反力为T,滑移体重量为W,剩余下滑推力为P;可W得出滑面 剪切反力T、滑移体重量W与剩余下滑推力P之间构成S角受力关系;通过运用正弦定理(指 出了任意S角形中S条边与对应角的正弦值之间的一个关系式)即可求出剩余下 滑推力P与滑移体重量W之间的函数表达关系;

[0084] 利用微分学原理(令f^XD)=0,则在X。处可求出函数的最小值P所对应的滑移面倾 角9),令^ =O,就可W求得最危险滑移面的倾角〇,进而求得局部破坏位置形成所需要的 CU 极限剩余下滑推力Poi;
[0085]坡面倾角无变化:
[0087]坡面倾角变化e值:
[0089] 式中;
[0090]Pdi-滑移位置在第i个坡体条块内的临界剩余下滑推力;
[0091] 丫一边坡坡体的天然容重;
[0092]Qi-第i个坡体条炔基岩面倾角;
[0093] 巧一第i个坡体条块的内摩擦角;
[0094] 出一第i个坡体条块滑移坡体的高度;
[0095] 0-坡面转折处的附加倾角。
[0096] 将上述剪切滑移面的临界剩余下滑推力值Pd作为该部位的滑坡临界剩余下滑推 力判据。
[0097] 本发明的有益效果是:本发明主要根据滑坡坡体极限平衡条件,首先确定坡体局 部失稳滑移位置与其相应临界剩余下滑推力值,并依次确定滑坡局部破坏稳定性系数与补 偿剩余下滑推力值;W滑坡补偿剩余下滑推力值与局部失稳滑移位置为基本评价设计参 数,确定治理滑坡的最优抗滑粧粧位,W达到对滑坡进行科学、有效治理目标。
【附图说明】
[0098] 图1本发明流程示意图。
[0099] 图2边坡条块划分与下滑推力方向示意图。
[0100] 图3堆积层滑坡滑移示意图。
[0101] 图4滑移面为平面条件下的受力简图。
[0102] 图5滑移体受力矢量图。
[0103] 图6滑坡抗滑粧最优粧位示意图。
【具体实施方式】
[0104] 下面结合附图对本发明作进一步说明;
[0105] 为更好的说明本发明,本发明结合某具体堆积层边坡抗滑粧治理工程来加W详细 论述其可行性,W说明其实际意义和价值。
[0106] 某一复杂堆积层滑坡的坡体,利用本方法对本滑坡局部失稳滑移的稳定性进行分 析评价,并确定其相应最优抗滑粧粧位。具体评价与设计步骤如下:
[0107] 第一步:滑坡下伏基岩面倾角、坡体垂直埋深与坡体及下伏基岩面物理力学性质 参数的确定:
[0108] 采用地质调查、勘探与物探手段综合确定堆积层边坡下伏基岩整体滑移面倾角a、 坡体垂直埋深H。运用原位测试或室内±工试验综合测定坡体及下伏基岩面的物理力学性 质参数:(/,C,0),具体数据见表一。
[0109] 表一、边坡基本参数一览表
[0111] 第二步:滑坡坡体的条分方法与剩余下滑力及条块下滑力的确定:
[0112] 1)滑坡坡体的条分方法的确定:
[0113]根据边坡下伏基岩整体滑移面倾角a的变化,在下伏基岩滑移面倾角a发生较大变 化部位做垂直线,将坡体进行条分成n个垂直条块。
[0114] 本工程依据上述原理,参照表一中所列参数,将其整个边坡划分为7个条块。
[0115] 2)坡体条块剩余下滑力及条块下滑力的确定:
[0116]依据原理及式(1)、(2),确定第i个坡体条块剩余下滑力,见表二:
[0117] Pi=Pi-iih-i+FsT广Ri (1)
[011引 Pdi = Ti-Ri (2)
[0119] 其中;
[0120] 稳定性系数:
[01 引]抗滑力:巧=iV;tan巧 +切,Ni=WiCOSQi
[0122] 滑动力=Ti=WiSinai
[0123] 不平衡推力系数:斬=COS(巧-巧|)-siii(a,-A,)tan灼,
[0125] 表二、各个坡体条块剩余下滑力计算值一览表
[0126]
[0127] 注:其中Fs=I.10。
[0128] 第=步:滑坡主动滑移区、局部压缩变形锁固区及超稳定区的确定:
[0129] 根据边坡坡体条分块体下滑力大小,将其大于零的边坡坡体定义为边坡主动滑移 区。将剩余下滑力大于零,但块体下滑力小于零的边坡坡体定义为边坡压缩变形锁固区。将 其剩余下滑力小于零的边坡坡体定义为边坡局部超稳定区。W此可确定堆积层边坡主动滑 移区、压缩变形锁固区与超稳定区,见图(3)。
[0130] 由表格2中数据分析可得出,由于条块1~4的下滑力值Pdi>0、Pd2 >0、Pd3 > 0、Pd4> 0,所Wl~4为主滑区,条块5~6的下滑力值P化<0、Pd6<0且剩余下滑推力P5>0、P6>0,所 W条块5~6为压缩变形锁固区,条块7的下滑力值Pd7<0,且剩余下滑推力P7<0,所W条块7 为超稳定区。
[0131] 第四步:滑坡最危险局部破坏区域与临界剩余下滑推力判据的确定:
[0132] 将滑坡局部超稳定锁固段条块5、6部位确定为滑坡可能最危险局部破坏部位。
[0133] 由于本边坡坡面倾
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