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公路邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u26726第一章緒論 19751.1課題研究目的及意義 18871.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1239401.2.1穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀 162071.2.2支護(hù)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀 2208841.2.3生態(tài)護(hù)坡研究現(xiàn)狀 223667第二章工程概況 3319812.1地理位置 3264102.2氣象水文 3226902.2.1氣象氣溫 3312632.2.2水文地質(zhì) 424749第三章穩(wěn)定性分析 415053.1安全系數(shù)確定 476403.1.1放坡情況下安全系數(shù) 5186013.1.1擋墻斷面安全系數(shù) 950643.2剩余下滑力確定 1393843.2.1滑動(dòng)面的選擇 13236773.2.1剩余下滑力的計(jì)算 1429202第四章?lián)跬翂υO(shè)計(jì) 15176094.1擋土墻的選型 15292324.2擋土墻設(shè)計(jì) 1565404.3擋土墻驗(yàn)算 16297494.3.1滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 1750434.3.1抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 17緒論1.1課題研究目的及意義通過對(duì)于本課題的研究,學(xué)會(huì)如何分析工程在施工過程中邊坡的穩(wěn)定性,選擇何種支護(hù)手段才能夠有效地滿足穩(wěn)定性的要求。為保證邊坡及其環(huán)境安全,對(duì)邊坡應(yīng)采取支擋、加固與防護(hù)措施。邊坡支護(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工,既要保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全,又要控制結(jié)構(gòu)和周圍土體變形,以保證周圍環(huán)境的安全,同時(shí)也要考慮經(jīng)濟(jì)能力。邊坡穩(wěn)定性是指邊坡在巖體和土體存在一定的邊坡角度以及邊坡坡高時(shí)表現(xiàn)出的穩(wěn)定性程度。根據(jù)成因可以將邊坡分成兩種,一種是天然邊坡,另一種是人工邊坡,其中人工邊坡主要包括堤壩邊坡、開挖邊坡。根據(jù)物質(zhì)組成可以將邊坡分成三種,第一是巖體邊坡,第二是土體邊坡,第三是巖、土體復(fù)合邊坡。根據(jù)穩(wěn)定程度可將邊坡分成三種,第一是穩(wěn)定邊坡,第二是不穩(wěn)定邊坡,第三是極限平衡狀態(tài)邊坡邊坡穩(wěn)定性分析可以對(duì)施工帶來極大的便利,同時(shí)對(duì)山體的滑坡有著相當(dāng)重要的預(yù)警作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀邊坡的穩(wěn)定性會(huì)受到環(huán)境、物質(zhì)和結(jié)構(gòu)這三方面的影響,邊坡穩(wěn)定狀況取決于這三方面的特性,但是這三方面本身又是有著較為穩(wěn)定的表現(xiàn)的。諸多工程實(shí)踐證實(shí),就算是已經(jīng)對(duì)邊坡進(jìn)行了加固處理,還是有很多會(huì)有坍塌或是滑動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生,有兩方面原因,其一是在對(duì)邊坡進(jìn)行施工時(shí),對(duì)于巖土體質(zhì)量出現(xiàn)的劣化現(xiàn)象以及地質(zhì)條件的惡化情況進(jìn)行了不當(dāng)評(píng)估并得出了錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),第二是加固措施以及加固施工工藝不符合設(shè)計(jì)要求,未能有效保障施工質(zhì)量并控制失穩(wěn)現(xiàn)象。從八十年代開始,邊坡穩(wěn)定性研究已經(jīng)形成了越趨成熟的理論與方法,通過計(jì)算機(jī)可對(duì)開挖邊坡開始到破壞邊坡結(jié)束的整個(gè)過程進(jìn)行了定量模擬或者是半定量模擬。近些年,考慮到邊坡穩(wěn)定會(huì)受到諸多不確定因素的影響,在對(duì)邊坡工程的方法與理論進(jìn)行研究時(shí),國內(nèi)外創(chuàng)設(shè)性應(yīng)用了包括信息論和系統(tǒng)論等在內(nèi)的新理論以及對(duì)非確定問題進(jìn)行研究的方法等新方法,例如非線性動(dòng)力學(xué)模型、灰色模型預(yù)測法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及模糊判別法等,對(duì)于邊坡系統(tǒng)的復(fù)雜程度有了越來也深入的認(rèn)識(shí),且成果可喜。而且,巖土體變形破壞機(jī)理會(huì)表現(xiàn)出包括遺傳變異等在內(nèi)的各種生物智能特性,從巖土工程發(fā)展趨勢來看,綜合智能分析法將會(huì)占據(jù)一席之地??偠灾?,邊坡穩(wěn)定性階段如今已經(jīng)邁向了嶄新的階段,在定性的基礎(chǔ)上結(jié)合了定量,在概念模型的基礎(chǔ)上結(jié)合了仿真模擬,在監(jiān)測的基礎(chǔ)上結(jié)合了反饋分析,取得了非常多的具有深遠(yuǎn)現(xiàn)實(shí)意義的成果。1.2.2支護(hù)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀在我國的邊坡防護(hù)工程中,20世紀(jì)50年代寶雞至成都鐵路最早使用抗滑樁對(duì)邊坡進(jìn)行加固,我國的抗滑樁應(yīng)用發(fā)展過程也可劃分為三個(gè)階段第一階段是從50年代到60年代中期,這一階段為抗滑樁的初期應(yīng)用階段,50年代在史家壩滑坡中應(yīng)用抗滑樁對(duì)滑坡進(jìn)行加固,應(yīng)用幾根長抗滑樁埋置于邊坡內(nèi)對(duì)滑坡進(jìn)行加固;第二階段為60年代后期到70年代中期,這一階段為抗滑樁的發(fā)展階段,在1966年的成昆鐵路邊坡防護(hù)施工過程中首次采用大截面挖孔、灌注排式單樁,并根據(jù)此工程案例初步形成了一套相應(yīng)的抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算方法,這種形式的抗滑樁被認(rèn)為是一種重大技術(shù)革新在路基工程中得到應(yīng)用,并在邊坡防護(hù)工程中推廣使用,快速地改變了我國的滑坡治理技術(shù),這一時(shí)期的抗滑樁主要在鐵路工程的滑坡中使用;第三階段為70年代后期到現(xiàn)在,這一階段為抗滑樁的廣泛使用階段,這一時(shí)期抗滑樁的設(shè)計(jì)理論得到不斷完善,出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)型式的抗滑樁,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,有限元數(shù)值模擬方法開始應(yīng)用于抗滑樁的設(shè)計(jì)研究與理論分析,這一時(shí)期抗滑樁的設(shè)計(jì)理論得到不斷發(fā)展,錯(cuò)索抗滑樁及其他新結(jié)構(gòu)型式抗滑樁開始得到應(yīng)用,抗滑樁在邊坡防護(hù)工程中快速發(fā)展。對(duì)抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性的分析,以前主要以模型試驗(yàn)和理論分析為主,另外還有少量的工程監(jiān)測研究。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,有限元數(shù)值模擬方法開始廣泛應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性的分析。許多學(xué)者均對(duì)抗滑樁加固邊坡來讓其穩(wěn)定性得到提高展開了探究。但研究人員得到的研究結(jié)果也是各有利弊的,所以還需要持續(xù)展開探討??够瑯对O(shè)計(jì)追求的是合理和高效,需考慮的因素有很多,比如抗滑樁所處狀態(tài)、樁位、樁間距、樁身抗力大小以及樁身長度等等。1.2.3生態(tài)護(hù)坡研究現(xiàn)狀國際上其他國家的邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究以日本的最為先進(jìn),由于其國內(nèi)山地多,且公路項(xiàng)目的早期建設(shè)過程造成了大面積的荒地遺留問題,日本最早于1633年采用鋪草皮的方式來處理荒地遺留問題,這也被視為是日本的邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)的起源。20世紀(jì)30年代,邊坡植物防護(hù)技術(shù)被引進(jìn)至北美及中歐等地區(qū),主要被用于農(nóng)林業(yè)和公路工程建設(shè)等相關(guān)行業(yè)的水土流失防治工作當(dāng)中。之后不久,歐洲和關(guān)洲的部分發(fā)達(dá)國家也逐漸認(rèn)識(shí)到公路項(xiàng)目建設(shè)中邊坡生態(tài)修復(fù)和環(huán)境治理的重要性,邊坡生態(tài)修復(fù)及植被防護(hù)相關(guān)方面的研究也隨之開展。美國教授MoorishRH帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)于1943年開展了公路兩側(cè)草皮種植實(shí)驗(yàn),同期進(jìn)行了種子種類。播種時(shí)間和不同種種子協(xié)調(diào)組合的實(shí)驗(yàn)研究,得出了草皮護(hù)坡的相關(guān)方法和經(jīng)驗(yàn)”。緊隨其后,美國公司Finn于1953年最先研發(fā)出了草種噴播機(jī),隨后得到了快速的推廣應(yīng)用,相應(yīng)帶動(dòng)了草種噴播技術(shù)在公路邊坡的生態(tài)恢復(fù)和植被防護(hù)措施中的普及與應(yīng)用。McelroyMT.教授首次系統(tǒng)地研究了邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)的養(yǎng)護(hù)管理措施,為邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)的養(yǎng)護(hù)管理方面的研究奠定了基礎(chǔ)。之后,邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)入高速發(fā)展期。我國對(duì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)和機(jī)理方面的研究起步較晚,但也經(jīng)歷了手工實(shí)操到機(jī)械化作業(yè)的過程。早期我國的邊坡防護(hù)技術(shù)主要借鑒于園林生態(tài)學(xué)的思路,采用草籽微播、穴播等植樹植草的傳統(tǒng)綠化技術(shù),隨著我國高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展和國際交流的不斷增強(qiáng),國外的邊坡生態(tài)修復(fù)先進(jìn)技術(shù)被大量引進(jìn)并應(yīng)用到我國的邊坡防護(hù)工作當(dāng)中,我國的邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)也隨之開始向現(xiàn)代化發(fā)展。國外發(fā)達(dá)國家邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究和發(fā)展都經(jīng)歷了從簡單噴播綠化到生態(tài)防護(hù)、機(jī)械化防護(hù)的技術(shù)體系完善過程,同時(shí)以邊坡自然恢復(fù)為目標(biāo)。注重與本地特點(diǎn)研究和結(jié)合,形成了一系列的創(chuàng)新性技術(shù)。工程概況2.1地理位置項(xiàng)目起點(diǎn)位于原陽縣陽阿鄉(xiāng)東,通過地區(qū)為河南中北部,在地貌類型及區(qū)域劃分中屬黃河沖積平原。黃河以北為大沖積扇的的北翼,地勢有西南向東北傾,該地區(qū)是黃河沖口泛濫和改道最頻繁的地區(qū)之--,反映黃河變遷的地貌特征明顯,故河道高地、洼地、河漫灘地、背河洼地等地貌形態(tài)分布較為普遍,這些自然特征集中表現(xiàn)在原陽境內(nèi)。2.2氣象水文2.2.1氣象氣溫項(xiàng)目區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)性氣候,屬于東部季風(fēng)區(qū)暖溫帶半濕潤區(qū),其主要特點(diǎn)是四季分明,干濕明顯。春季千旱多風(fēng)沙,有時(shí)受大陸性氣團(tuán)爆發(fā)南下的影響,易造成寒流和晚霜凍;夏季炎熱多雨;秋季涼爽,但如遇北方冷氣團(tuán)增強(qiáng)南下與暖空氣相遇,往往造成連陰天和早霜凍;冬季干冷多風(fēng),雨雪稀少。年平均氣溫為14.4°C介于多年最高15.1°C和最低13.5°C之間。平均氣溫以7月份最高,元月份最低,全年溫差為27.6°C全年氣溫大于35°C的日數(shù)不多;小于0°C的日數(shù)平均每年在57天左右,而小于-10°C的日數(shù)平均不足3天。大于或等于0°C的日數(shù)平均307天。因此,項(xiàng)目沿線氣溫比較正常有利于工程進(jìn)展。地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)性氣候,屬于東部季風(fēng)區(qū)暖溫帶半濕潤區(qū),其主要特點(diǎn)是四季分明,干濕明顯。春季干早多風(fēng)沙,有時(shí)受大陸性氣團(tuán)爆發(fā)南下的影響,易造成寒流和晚霜凍;夏季炎熱多雨;秋季涼爽,但如遇北方冷氣團(tuán)增強(qiáng)南下與暖空氣相遇,往往造成連陰天和早霜凍;冬季干冷多風(fēng),雨雪稀少。2.2.2水文地質(zhì)地區(qū)水文地質(zhì)條件受地質(zhì)構(gòu)造條件控制,并和地形、地貌等條件密切相關(guān),區(qū)內(nèi)黃河以北為黃河流域天然文巖水系。地面河流以歷史形成的人工果為主。在原陽縣境內(nèi),大多河流呈東西走向,雖經(jīng)初步治理,但由于引黃淤灌,加之黃河頂托影響,自流排水困難,時(shí)有水澇災(zāi)害;黃河以南為淮河流域賈魯河水系,賈魯河源于鄭州西南候寨一帶,上游有尖崗、常莊水庫及分支索須河、丁店河,屬季節(jié)性排洪河。區(qū)內(nèi)河流受季節(jié)降水控制,具典型的干早半干早氣候區(qū)河流特征,由于區(qū)內(nèi)地勢低洼,雨季降水集中時(shí),周邊地區(qū)雨水注入境內(nèi)河流,使河水暴漲,水流湍急,危害地方??菟竟?jié)河水水位下降,地表徑流消失,被地下潛水所取代。個(gè)別河流隨著時(shí)代變遷,或經(jīng)人為改造、環(huán)境變化等因素現(xiàn)已淤?zèng)]。黃河是項(xiàng)目區(qū)主要河流,橋位區(qū)位于黃河下游地段,因河水挾帶大量泥沙,逐年淤積,河底漸高,已成懸河。在1.8~11.6m之間。含水層主要為粉砂、粉土淺水含水層,淺層地下水富水性好。黃河的側(cè)向徑流及大氣降水入滲為項(xiàng)目區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來源,補(bǔ)給條件較好,地下水資源豐富,水質(zhì)良好。穩(wěn)定性分析3.1安全系數(shù)確定安全系數(shù)是評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要指標(biāo),其定義為滑動(dòng)面中抗滑力與滑動(dòng)力的比值,公式如下K=根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2015)第7.2.2條要求:滑坡穩(wěn)定性分析應(yīng)將工程地址類比方法和力學(xué)計(jì)算相結(jié)合,并符合以下三種工況:正常工況:邊坡處于天然狀態(tài); 非正常工況Ⅰ:邊坡處于暴雨或者連續(xù)降雨的情況下;非正常工況Ⅱ:邊坡處于地震荷載等作用的情況下。滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)按下表取值:公路等級(jí)滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)正常工況非正常工況Ⅰ高速公路、一級(jí)公路1.20~1.301.10~1.20二級(jí)公路1.15~1.201.10~1.15三、四級(jí)公路1.10~1.151.05~1.10擬建項(xiàng)目位置處于干線公路,設(shè)計(jì)目標(biāo)是能適應(yīng)各種車輛行駛,車流量適中,未設(shè)置分車道行駛,采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)取值安全系數(shù)FS=1.203.1.1放坡情況下安全系數(shù)采用瑞典條分法以及揚(yáng)布普遍條分法進(jìn)行對(duì)比計(jì)算;3.1.1.1瑞典條分法該法假定土坡沿著圓弧面滑動(dòng),并認(rèn)為土條間的作用力對(duì)土坡的整體穩(wěn)定性影響不大,誤差控制在0.1~0.15左右,方法較為簡單,公式如下土條自重:抗滑力矩:滑動(dòng)力矩:邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù):其中為土的容重,為土條的斷面面積使用理正巖土計(jì)算軟件分析,使用瑞典條分法計(jì)算如下:計(jì)算簡圖采用規(guī)范:通用方法滑裂面形狀:圓弧形滑面計(jì)算后得最不利滑動(dòng)面:滑動(dòng)圓心=(5.012,21.428)(m)滑動(dòng)半徑=17.656(m)滑動(dòng)安全系數(shù)=0.828總的下滑力=508.919(kN)總的抗滑力=421.375(kN)土體部分下滑力=508.919(kN)土體部分抗滑力=421.375(kN)詳細(xì)計(jì)算信息如下:坡面信息如下表:坡面線號(hào)水平投影豎直投影13.5382.79425.5724.401310.0117.90646.0430.00055.0604.00365.9031.82674.0762.87983.5840.00092.0380.000102.2490.000坡面結(jié)點(diǎn)編號(hào)X(m)Y(m)00.0000.000-13.5382.794-29.1107.195-319.12115.101-425.16415.101-530.22419.104-636.12720.930-740.20323.809-843.78723.809-945.82423.809-1048.07323.809附加節(jié)點(diǎn)編號(hào)X(m)Y(m)140.93417.002233.53612.508322.2947.58048.5154.1015-18.1110.0006-26.927-11.191748.073-11.191838.83018.234931.50513.9581022.65710.4791115.3329.102不同土性區(qū)域參數(shù)如下表:區(qū)號(hào)重度(KN/m3粘結(jié)強(qiáng)度(Kpa)粘聚力(Kpa)內(nèi)摩擦角(度)118.500120.00012.00025.000218.000120.00010.00015.000317.000120.0006.00023.000根據(jù)《公路滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T3334-2018)表5.1.5進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。穩(wěn)定系數(shù)FF1.0≤1.05F穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定欠穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定注:Fp為計(jì)算所得的穩(wěn)定系數(shù),F(xiàn)計(jì)算所得Fp值為0.828<1.003.1.1.2揚(yáng)布普遍條分法揚(yáng)布普遍條分法是建立在圓弧滑動(dòng)面穩(wěn)定性分析的條分法之上,適用于滑面為任意形狀的土坡計(jì)算,分析公式可以用于任意形狀滑動(dòng)面上的穩(wěn)定性分析。這種方法與經(jīng)典的瑞典圓弧滑動(dòng)法主要區(qū)別在于可取任意滑動(dòng)面,以及土條間滿足土的靜力平衡條件,瑞典圓弧法并不考慮土條間的作用力,可通過極限平衡條件去確定安全系數(shù)。揚(yáng)布普遍條分法在土坡穩(wěn)定性分析中較為常用,適用范圍廣,它不光可以求出土坡沿臨界面上的安全系數(shù)K,臨界滑動(dòng)面上應(yīng)力的分布,同時(shí)因?yàn)榭紤]了土條間得作用力,也可以求出土條分界面上的安全系數(shù)。0由于需要將土體進(jìn)行條分,為了得出更精確得計(jì)算結(jié)果,條分寬度需要盡可能精細(xì),并且方程迭代次數(shù)需求量大,所以選擇理正巖土軟件進(jìn)行分析計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如下:計(jì)算簡圖采用規(guī)范:通用方法滑裂面形狀:折線形滑面滑動(dòng)安全系數(shù)Fp=0計(jì)算詳細(xì)信息如下:最危險(xiǎn)滑動(dòng)面信息:線段標(biāo)號(hào)起始坐標(biāo)(m,m)終止坐標(biāo)(m,m)13.682,2.90814.474,5.928214.474,5.92819.239,10.332319.239,10.33221.883,15.101土條信息:IXlαCφwntEr13.681.0415.6310.0015.004.591.2112.7211.9324.681.0415.6310.0015.0013.779.9615.5124.1835.681.0415.6310.0015.0022.9518.7118.3036.7646.681.0415.6310.0015.0032.1327.4621.0849.6657.681.0415.6310.0015.0041.3036.2123.8762.8968.680.4415.6310.0015.0020.4818.1711.0668.6579.111.0415.6310.0015.0054.1748.4827.7882.34810.111.0415.6310.0015.0062.8756.7730.4296.33911.111.0415.6310.0015.0071.5665.0633.06110.631012.111.0415.6310.0015.0080.2673.3535.70125.241113.111.0415.6310.0015.0088.9581.6438.34140.151214.110.3815.6310.0015.0034.5531.7814.61145.661314.471.1742.7510.0015.0081.6876.0338.09122.031415.331.3642.7510.0015.0092.4685.7243.4895.771516.331.3642.7510.0015.0089.4482.5442.4670.931617.331.3642.7510.0015.0086.4279.3641.4547.501718.330.3242.7510.0015.0019.7818.119.5542.221818.570.7642.756.0023.0046.3939.6825.4133.951919.120.1642.756.0023.009.698.275.3232.242019.242.0660.996.0023.0065.7457.1043.513.392120.242.0660.996.0023.0035.0824.0026.81-4.592221.241.3360.996.0023.006.360.009.470.00表中符號(hào)意義:I——土條編號(hào)X——起始x(m)l——土條底長(m)α——土條底部傾角(度)C——土條底部粘聚力(kPa)Φ——土條底部內(nèi)摩擦角(度)w——土條重(kN)n——土條底部法向力(kN)t——土條底部切向力(kN)Er——土條右側(cè)法向力(kN)由于只是更換了計(jì)算方法,土層信息,坡面信息,節(jié)點(diǎn)信息數(shù)據(jù)等都與圓弧法計(jì)算數(shù)據(jù)相同,不多贅述。對(duì)比分析兩種方法以后,發(fā)現(xiàn)所得安全系數(shù)相近,從側(cè)面也反映出了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。擬用計(jì)算剩余下滑力的方法去設(shè)計(jì)擋土墻,需要考慮到一定的土條間作用力,所以本設(shè)計(jì)接下來的安全系數(shù)分析方法均采用揚(yáng)布普遍條分法。3.1.1擋墻斷面安全系數(shù)擬建擋墻高度設(shè)為8m,所以在設(shè)計(jì)邊坡線距離道路標(biāo)高8m處設(shè)置擋土墻斷面,擋墻斷面的施工涉及到挖方,挖方所得的土料進(jìn)行分類,用于后文擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)墻后填土,單一土料的填土便于用兩種方法計(jì)算擋土墻的穩(wěn)定性。擋墻斷面示意圖如下:擋墻斷面示意圖計(jì)算方法采用揚(yáng)布普遍條分法計(jì)算安全系數(shù),計(jì)算結(jié)果如下:計(jì)算簡圖:計(jì)算簡圖采用規(guī)范:通用方法滑裂面形狀:折線形滑面滑動(dòng)安全系數(shù)Fp=0最危險(xiǎn)滑動(dòng)面信息:線段標(biāo)號(hào)起始坐標(biāo)(m,m)終止坐標(biāo)(m,m)1-0.559,0.00011.399,7.883211.399,7.88316.676,15.101詳細(xì)計(jì)算信息如下:坡面信息:坡面線號(hào)水平投影(m)豎直投影(m)10.8593.43820.7583.03330.3831.52943.0000.00058.9917.10166.0430.00075.0604.00385.9031.82694.0762.879103.5840.000112.0380.000122.2490.000坡面結(jié)點(diǎn)編號(hào)X(m)Y(m)00.0000.000-10.8593.438-21.6176.471-32.0008.000-45.0008.000-513.99115.101-620.03515.101-725.09419.104-830.99720.930-935.07323.809-1038.65723.809-1140.69523.809-1242.94323.809附加節(jié)點(diǎn)編號(hào)X(m)Y(m)135.80417.002228.40612.508317.1657.58043.3854.1015-23.2410.0006-32.057-11.191742.943-11.191833.70118.234926.37513.9581017.52710.4791110.2029.102土條信息:IXlαCφwntEr1-0.560.6733.3912.025.00.000.0010.428.7020.000.1333.3912.025.00.000.002.0610.4230.110.9033.3912.025.017.348.2718.9621.7040.860.9133.3912.025.052.3238.1537.2031.7651.620.4633.3912.025.039.2130.2225.4036.3362.001.2033.3912.025.0107.3783.1668.9248.1173.000.4633.3912.025.038.1829.3124.9052.7683.381.2033.3912.025.091.0869.2160.4965.1794.380.7433.3912.025.050.1937.5834.1973.03105.001.2033.3912.025.078.7958.6954.1385.92116.001.2033.3912.025.080.4660.1254.9998.74127.000.0933.3912.025.06.134.594.1899.70137.081.2033.3910.015.082.3571.9240.5293.95148.081.2033.3910.015.084.2173.7441.1587.72159.081.2033.3910.015.086.0875.5641.7981.021610.080.1533.3910.015.011.079.735.3580.141710.201.2033.3910.015.088.1377.5542.4872.921811.200.2433.3910.015.017.5115.438.4171.451911.401.6953.8310.015.083.8475.9248.3538.702012.400.3853.8310.015.017.2615.2710.2232.412112.621.6953.836.023.070.9658.3145.2812.062213.620.6253.836.023.023.6819.0915.375.722313.991.6953.836.023.050.8038.8234.55-5.232414.991.6953.836.023.027.5516.3522.18-5.332515.991.1653.836.023.05.450.009.030.00注:土條右側(cè)切向力均為0表中符號(hào)意義:I——土條編號(hào)X——起始x(m)l——土條底長(m)α——土條底部傾角(度)C——土條底部粘聚力(kPa)Φ——土條底部內(nèi)摩擦角(度)w——土條重(kN)n——土條底部法向力(kN)t——土條底部切向力(kN)Er——土條右側(cè)法向力(kN)不同土性區(qū)域參數(shù)與放坡情況下參數(shù)相同,在此不多贅述。計(jì)算后所得安全系數(shù)Fp值為0.771<1.003.2剩余下滑力確定3.2.1滑動(dòng)面的選擇剩余下滑力定義為土體的下滑力減去其抗滑力,然而滑動(dòng)面安全系數(shù)的定義是這兩者之間的比值,在設(shè)計(jì)擋土墻前,需要計(jì)算出斷面形式的坡的剩余下滑力。為了保證擋土墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性,需要找出能產(chǎn)生較大的剩余下滑力的滑動(dòng)面。由于二者的定義不同,顯而易見的問題在于求出的最危險(xiǎn)滑動(dòng)面(最小安全系數(shù))并不等于產(chǎn)生剩余下滑力最大的滑動(dòng)面。從廣義上來說,剩余下滑力也等于計(jì)算位置以上下滑力的合力再減去其上部抗滑力合力,所以結(jié)合擬建工程的實(shí)況,我做了三種假設(shè):假設(shè)一:由于滑坡整體的剩余下滑力就是斷面處的剩余下滑力,并不是每一塊滑體的剩余下滑力累加,所以取最靠近斷面處的一塊滑面作為計(jì)算剩余下滑力的滑動(dòng)面。假設(shè)二:可能最后一塊土體剩余下滑力不是很大,但累加的總的剩余下滑力卻是較大,再考慮到土體自重與土層間滑動(dòng)的因素,選取一塊滑面線跨越土層且剖面面積較大的一塊滑面作為計(jì)算剩余下滑力的滑動(dòng)面。假設(shè)三:擬建項(xiàng)目屬于小型工程,涉及的計(jì)算數(shù)據(jù)并不是很大(與各種安全閥值數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比),所以可能在比值較小處,差值也就越大,所以采用最危險(xiǎn)滑動(dòng)面作為計(jì)算剩余下滑力的滑動(dòng)面。對(duì)比如下:假設(shè)一計(jì)算圖:計(jì)算后所得剩余下滑力為77.806KN假設(shè)二計(jì)算圖計(jì)算后剩余下滑力為238.863KN假設(shè)三計(jì)算圖:計(jì)算后所得剩余下滑力為286.548KN綜上所述,由于剩余下滑力數(shù)值并不大,下滑力與抗滑力的差值與比值之間大致呈線性關(guān)系。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,并不是必須要找到最大剩余下滑力的精確位置,尋找到適合作支護(hù)設(shè)置的位置,求出該位置的剩余下滑力即可。此擬建項(xiàng)目中斷面處選擇合理,在類比三種形式位置以后,選擇最危險(xiǎn)滑動(dòng)面作為剩余下滑力計(jì)算的滑動(dòng)面是具有可行性的。3.2.1剩余下滑力的計(jì)算采用擴(kuò)大自重下滑力的計(jì)算方法(KT模型)進(jìn)行計(jì)算,公式如下:第i條塊的的剩余下滑力:第i計(jì)算條塊的抗滑力:第i計(jì)算條塊滑體在滑動(dòng)面切線上的反力;第i計(jì)算條塊剩余下滑推力向第計(jì)算條塊的傳遞系數(shù):第i計(jì)算條塊單位寬度的動(dòng)水壓力:其中,c代表?xiàng)l塊滑動(dòng)面上巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;φ代表?xiàng)l塊滑動(dòng)面上巖土體的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值;l代表?xiàng)l塊滑動(dòng)面長度;α、θ代表?xiàng)l塊底面傾角和地下水位面傾角;W代表?xiàng)l塊單位寬度巖土體自重;Nw代表?xiàng)l塊單位寬度的動(dòng)水壓力計(jì)算后所得最后一塊滑體下滑力為286.548KN,下滑力角度為33.394°擋土墻設(shè)計(jì)4.1擋土墻的選型支擋結(jié)構(gòu)是用來支承路基填土或山坡土體,防止變形失穩(wěn)的設(shè)施。在實(shí)際工程中,最常用的支擋結(jié)構(gòu)是擋土墻。擋土墻的結(jié)構(gòu)形式有很多,常見的擋土墻形式包括重力式擋土墻、衡重式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、錨桿式擋土墻、樁板式擋土墻等等。擋土墻的結(jié)構(gòu)形式主要由實(shí)際工程情況決定,包括但不限于支擋處的地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等。從取材容易,施工簡便的角度出發(fā),擬建項(xiàng)目采用重力式擋土墻進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì),重力式擋土墻主要依靠墻體自身的重力保持穩(wěn)定,墻高一般不超過12m(本設(shè)計(jì)墻高8m),但由于其斷面尺寸較大,墻身較重,對(duì)地基承載力的要求較高。4.2擋土墻設(shè)計(jì)根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2015)第5.4.1條:重力式擋土墻高度不宜超過12m,第5.4.5條:當(dāng)墻身為混凝土澆筑時(shí),不應(yīng)小于0.40m;漿砌片石時(shí),不應(yīng)小于0.50m;干砌片石時(shí),不應(yīng)小于0.60m。墻高小于10m的擋
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