建筑边坡规范中几个问题.ppt
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1、建筑边坡规范中几个问题,重庆市地质灾害防治工程技术研究中心 中国人民解放军后勤工程学院,教授,郑颖人,一、边坡安全系数的几种定义 二、边坡稳定安全系数几种极限分析 方法的分析与选取 三、关于不平衡推力法显示解 四、地震情况下的稳定分析 五、新规范中修改了稳定安全系数 六、6.2.8条中,原规范 现改为 七、岩体结构面实用分类方法研究,一、边坡安全系数的几种定义 1、强度储备安全系数 采用减少强度的安全系数,减少抗滑力,国际上和国内水利、水电规范明确采用这种安全系数,边坡体的垂直条分和受力分析,求 两种方法:直接解,降低 与,2、 超载安全系数,3、 只增大下滑力,不增大抗滑力的安全系数(传递系
2、数法显示解应用) 不是严格的安全系数,目前一些边坡规范中采用,很低安全系数会产生很大推力,这就是为什么以往安全系数一般采用1.15低值。,采用增大荷载 的安全系数,不同定义安全系数不同,不同定义滑坡推力不同,增大下滑力安全系数推力最大,二、边坡稳定安全系数几种极限分析 方法的分析与选取,边(滑)坡岩土侧压力采用两种方法计算 1、经典土压力公式表达,常用改进的库仑土压力与朗金土压力公式,滑移线假设为直线,建筑部门常用。 2、极限分析方法表达,常用11种稳定分析方法,选取几种准确简便的分析方法作用规范方法。 坡高30m以下,两种方法接近,1、侧向土压力计算,主动土压力 改进库仑公式,2、侧向岩石压
3、力计算,式中:边坡外倾结构面倾角(); cs边坡外倾结构面粘聚力(kPa);,边坡外倾结构面内摩擦角();,主动岩石压力 结构面控制,3、倾斜边坡侧向土压力计算,主动土压力,当为岩石边坡时, 为外倾结构面倾角,4、二阶边坡侧向土压力计算,主动土压力,上阶边坡的高度与总的边坡高度的比值;,材料的受力过程(弹性-塑性-破坏) 材料受力从弹性到塑性再到破坏。 (1)弹性状态材料受力后变形,但可恢复 . (2)材料满足屈服准则,进入塑性。 (3)塑性状态材料出现不可恢复的塑性变形 (4)材料满足破坏准则, 材料分离破坏。 (5)破坏状态目前尚无 破坏准则,但材料整体 破坏可采用极限分析法,5、常用稳定
4、分析方法的比较与分析,传统极限 分析法分类 条分法: (1)非严格条分法 采用两个平衡方程求3个未知数,滑面底部反力,安全系数与条间作用力的方向,需要假设条间作用力方向,(2)严格条分法 采用3个平衡方程求4个未知数,滑面底部反力,安全系数与条间作用力的方向及其位置,需要假设条间作用力方向或位置,常用稳定分析方法的比较与分析,评述与选用,采用Morgenstern-Price法、Sarma法、Spencer法 严格Janbu法常不收敛 ,一般不采用 不用瑞典法用简化Bishop法(用于圆弧滑面) 采用不平衡推力法隐式解(用于非圆弧滑面) 水利水电规范采用Morgenstern-Price法、S
5、arma法、简化Bishop法、不平衡推力法隐式解; 建筑边坡规范采用简化Bishop法、不平衡推力法隐式解;,、增加了对复杂情况可采用数值 分析法(数值极限分析法)的规定,近年制定的规范都引入了对于复杂问题可采用数值方法或数值极限方法(有限元强度折减法)。 采用数值方法(不能计算安全系数) 数值极限方法(可算边坡安全系数) 水利水电部门规范中和实际工程设计中,主要采用数值极限方法中有限元强度折减法、或超载法。,要求: 10,三、关于不平衡推力法显示解,假设条间力与 滑面平行, 原来只有隐式解。,显示解较隐式解多作了一个假设,令传递系数中安全系数为1,不需迭代计算方便,用于无计算机时代。,计算
6、安全系数有一定误差,有时不大,有时很大,偏于危险 计算滑坡推力偏大,是当前滑坡计算中安全系数低的原因,安全系数1.15相当于1.25 结论:不采用显示解,2004年后颁布规范,个规范已修改。,滑面形成示意图,三种方法的 稳定系数曲线,不平衡推力法计算中存在的问题 滑面倾角越大, 隐式解与显示解误差增大,计算简图,倾角大于10度作修正 修正办法:作圆弧,增加条分,四、地震情况下的稳定分析,主动土压力系数,地震角,采用国家现行标准建筑抗震鉴定标准 (GB50023) 地震角,水平地震系数,在条分法中要知道综合水平地震系数,各规范都将建筑抗震规范中的水平地震系数乘以综合影响系数,取1/4,由此得到综
7、合水平地震系数 ,目前地基规范、铁路、公路、水利规范都这样做。,五、新规范中修改了稳定安全系数,1、永久边坡安全系数比其它规范都高些 2、原规范圆弧滑面安全系数降低0. 05,现在标准统一,采用了简化Bishop法 安全系数比原规范增加0. 05,边坡稳定安全系数,3、原考虑抗震安全系数采用1.2、1.15、1.10,后来有人提出是否过高,改为1.15、1.10 、1.05, 这个安全系数与铁路等规范基本一致, 经计算,度烈度,一般建筑边坡提高推力5%10%;8度烈度,一般建筑边坡提高推力13%20% 考虑地震作用后推力增加不多,用上述安全系数一般达不到控制工况,稳定岩石坡面的倾角(),稳定且
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