某公路邊坡支護工程的穩(wěn)定性分析計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32364某公路邊坡支護工程的穩(wěn)定性分析計算過程案例 1115711.1安全系數(shù)確定 1314821.1.1放坡情況下安全系數(shù) 1147891.1.1擋墻斷面安全系數(shù) 686291.2剩余下滑力確定 10263341.2.1滑動面的選擇 1088661.2.1剩余下滑力的計算 111.1安全系數(shù)確定安全系數(shù)是評價邊坡穩(wěn)定性的一項重要指標，其定義為滑動面中抗滑力與滑動力的比值，公式如下K=根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2015）第7.2.2條要求：滑坡穩(wěn)定性分析應將工程地址類比方法和力學計算相結(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?；路€(wěn)定安全系數(shù)按下表取值：公路等級滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)正常工況非正常工況Ⅰ高速公路、一級公路1.20～1.301.10～1.20二級公路1.15～1.201.10～1.15三、四級公路1.10～1.151.05～1.10擬建項目位置處于干線公路，設(shè)計目標是能適應各種車輛行駛，車流量適中，未設(shè)置分車道行駛，采用二級公路標準取值安全系數(shù)FS1.1.1放坡情況下安全系數(shù)采用瑞典條分法以及揚布普遍條分法進行對比計算；1.1.1.1瑞典條分法該法假定土坡沿著圓弧面滑動，并認為土條間的作用力對土坡的整體穩(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算軟件分析，使用瑞典條分法計算如下：計算簡圖采用規(guī)范:通用方法滑裂面形狀:圓弧形滑面計算后得最不利滑動面:滑動圓心＝(5.012,21.428)(m)滑動半徑＝17.656(m)滑動安全系數(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)詳細計算信息如下：坡面信息如下表：坡面線號水平投影豎直投影11.5382.79425.5724.401310.0117.90646.0430.00055.0604.00365.9031.82674.0762.87981.5840.00092.0380.000102.2490.000坡面結(jié)點編號X（m）Y（m）00.0000.000-11.5382.794-29.1107.195-319.12115.101-425.16415.101-530.22419.104-636.12720.930-740.20321.809-841.78721.809-945.82421.809-1048.07321.809附加節(jié)點編號X（m）Y（m）140.93417.002231.53612.508322.2947.58048.5154.1015-18.1110.0006-26.927-11.191748.073-11.191838.83018.234931.50511.9581022.65710.4791115.3329.102不同土性區(qū)域參數(shù)如下表：區(qū)號重度（KN/m3粘結(jié)強度（Kpa）粘聚力（Kpa）內(nèi)摩擦角（度）118.500120.00012.00025.000218.000120.00010.00015.000317.000120.0006.00021.000根據(jù)《公路滑坡防治設(shè)計規(guī)范》（JTG/T3334-2018）表5.1.5進行穩(wěn)定性評價。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為計算所得的穩(wěn)定系數(shù)，F(xiàn)計算所得Fp1.1.1.2揚布普遍條分法揚布普遍條分法是建立在圓弧滑動面穩(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算，分析公式可以用于任意形狀滑動面上的穩(wěn)定性分析。這種方法與經(jīng)典的瑞典圓弧滑動法主要區(qū)別在于可取任意滑動面，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，臨界滑動面上應力的分布，同時因為考慮了土條間得作用力，也可以求出土條分界面上的安全系數(shù)。0由于需要將土體進行條分，為了得出更精確得計算結(jié)果，條分寬度需要盡可能精細，并且方程迭代次數(shù)需求量大，所以選擇理正巖土軟件進行分析計算，計算結(jié)果如下：計算簡圖采用規(guī)范:通用方法滑裂面形狀:折線形滑面滑動安全系數(shù)Fp計算詳細信息如下：最危險滑動面信息：線段標號起始坐標（m，m）終止坐標（m，m）11.682，2.90814.474，5.928214.474，5.92819.239，10.332319.239，10.33221.883，15.101土條信息：IXlαCφwntEr11.681.0415.6310.0015.004.591.2112.7211.9324.681.0415.6310.0015.0011.779.9615.5124.1835.681.0415.6310.0015.0022.9518.7118.3036.7646.681.0415.6310.0015.0032.1327.4621.0849.6657.681.0415.6310.0015.0041.3036.2121.8762.8968.680.4415.6310.0015.0020.4818.1711.0668.6579.111.0415.6310.0015.0054.1748.4827.7882.34810.111.0415.6310.0015.0062.8756.7730.4296.33911.111.0415.6310.0015.0071.5665.0631.06110.631012.111.0415.6310.0015.0080.2671.3535.70125.241111.111.0415.6310.0015.0088.9581.6438.34140.151214.110.3815.6310.0015.0034.5531.7814.61145.661314.471.1742.7510.0015.0081.6876.0338.09122.031415.331.3642.7510.0015.0092.4685.7241.4895.771516.331.3642.7510.0015.0089.4482.5442.4670.931617.331.3642.7510.0015.0086.4279.3641.4547.501718.330.3242.7510.0015.0019.7818.119.5542.221818.570.7642.756.0021.0046.3939.6825.4131.951919.120.1642.756.0021.009.698.275.3232.242019.242.0660.996.0021.0065.7457.1041.511.392120.242.0660.996.0021.0035.0824.0026.81-4.592221.241.3360.996.0021.006.360.009.470.00表中符號意義：I——土條編號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)由于只是更換了計算方法，土層信息，坡面信息，節(jié)點信息數(shù)據(jù)等都與圓弧法計算數(shù)據(jù)相同，不多贅述。對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)面也反映出了計算結(jié)果的準確性。擬用計算剩余下滑力的方法去設(shè)計擋土墻，需要考慮到一定的土條間作用力，所以本設(shè)計接下來的安全系數(shù)分析方法均采用揚布普遍條分法。1.1.1擋墻斷面安全系數(shù)擬建擋墻高度設(shè)為8m，所以在設(shè)計邊坡線距離道路標高8m處設(shè)置擋土墻斷面，擋墻斷面的施工涉及到挖方，挖方所得的土料進行分類，用于后文擋土墻設(shè)計時墻后填土，單一土料的填土便于用兩種方法計算擋土墻的穩(wěn)定性。擋墻斷面示意圖如下：擋墻斷面示意圖計算方法采用揚布普遍條分法計算安全系數(shù)，計算結(jié)果如下：計算簡圖：計算簡圖采用規(guī)范:通用方法滑裂面形狀:折線形滑面滑動安全系數(shù)Fp最危險滑動面信息：線段標號起始坐標（m，m）終止坐標（m，m）1-0.559,0.00011.399,7.883211.399,7.88316.676,15.101詳細計算信息如下：坡面信息：坡面線號水平投影（m）豎直投影（m）10.8591.43820.7581.03330.3831.52941.0000.00058.9917.10166.0430.00075.0604.00385.9031.82694.0762.879101.5840.000112.0380.000122.2490.000坡面結(jié)點編號X（m）Y（m）00.0000.000-10.8591.438-21.6176.471-32.0008.000-45.0008.000-511.99115.101-620.03515.101-725.09419.104-830.99720.930-935.07321.809-1038.65721.809-1140.69521.809-1242.94321.809附加節(jié)點編號X（m）Y（m）135.80417.002228.40612.508317.1657.58041.3854.1015-21.2410.0006-32.057-11.191742.943-11.191831.70118.234926.37511.9581017.52710.4791110.2029.102土條信息：IXlαCφwntEr1-0.560.6731.3912.025.00.000.0010.428.7020.000.1331.3912.025.00.000.002.0610.4230.110.9031.3912.025.017.348.2718.9621.7040.860.9131.3912.025.052.3238.1537.2031.7651.620.4631.3912.025.039.2130.2225.4036.3362.001.2031.3912.025.0107.3781.1668.9248.1171.000.4631.3912.025.038.1829.3124.9052.7681.381.2031.3912.025.091.0869.2160.4965.1794.380.7431.3912.025.050.1937.5834.1971.03105.001.2031.3912.025.078.7958.6954.1385.92116.001.2031.3912.025.080.4660.1254.9998.74127.000.0931.3912.025.06.134.594.1899.70137.081.2031.3910.015.082.3571.9240.5291.95148.081.2031.3910.015.084.2171.7441.1587.72159.081.2031.3910.015.086.0875.5641.7981.021610.080.1531.3910.015.011.079.735.3580.141710.201.2031.3910.015.088.1377.5542.4872.921811.200.2431.3910.015.017.5115.438.4171.451911.401.6951.8310.015.081.8475.9248.3538.702012.400.3851.8310.015.017.2615.2710.2232.412112.621.6951.836.021.070.9658.3145.2812.062211.620.6251.836.021.021.6819.0915.375.722311.991.6951.836.021.050.8038.8234.55-5.232414.991.6951.836.021.027.5516.3522.18-5.332515.991.1651.836.021.05.450.009.030.00注：土條右側(cè)切向力均為0表中符號意義：I——土條編號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。計算后所得安全系數(shù)Fp1.2剩余下滑力確定1.2.1滑動面的選擇剩余下滑力定義為土體的下滑力減去其抗滑力，然而滑動面安全系數(shù)的定義是這兩者之間的比值，在設(shè)計擋土墻前，需要計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滑動面（最小安全系數(shù)）并不等于產(chǎn)生剩余下滑力最大的滑動面。從廣義上來說，剩余下滑力也等于計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算剩余下滑力的滑動面。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