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均质土坡折线滑面稳定性分析

2022-03-16马乐许马楠

河南水利与南水北调 2022年1期
关键词:条块安全系数计算结果

马乐许,马楠

(河南省水利水电学校,河南 周口 466000)

1 案例

某一均质土坡的某一滑动面为折线,计算参数如表1。取滑坡推力安全系数为1.05,试计算该滑坡第③条块(见图1 所示)的剩余下滑力。

表1 滑动面计算参数表

1.1 分析1

按《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2011)6.4.3 分析。滑坡推力计算示意图见图1。

图1 滑坡推力计算示意图

当滑动面为折线形时滑坡推力计算见式(1):

式中:Fn、Fn-1—第n、n-1块滑体的剩余下滑力;ψ—传递系数;Gnt、Gnn—第n块滑块自重沿滑动面、垂直滑动面的分力;rt—滑坡推力安全系数;Φn、cn、Ln—分别为第n 块滑体沿滑动面土的内摩擦角、凝聚力标准值及滑动面长度。

第①条块产生的推力:F1=rtG1t-(G1ntanφ1+c1L1)=3 600×1.05-1 100=2 680.00(kN/m)。

第②条块产生的推力:F2=F1ψ1+rtG2t-(G2ntanφ2+c2L2)=2 680×0.76+8 700×1.05-7 000=4 171.80(kN/m)。

第③条块产生的推力:F3=F2ψ2+rtG3t-(G3ntanφ3+c3L3)=4 171.80×0.90+1 500×1.05-2 600=2 730.00(kN/m)。

1.2 分析2

按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013附录A.0.3:第n条块剩余下滑力如式(2):

式中:Fn、Fn-1—第n、n-1 块滑体的剩余下滑力;ψ—第n-1条块对第n 条块的传递系数;Tn—第n 条块的下滑力;Rn—第n条块的抗滑力;Fs—安全系数。

显而易见,按不同规范就有不同结果。那么,孰对孰错?

2 分析讨论

①比较(1)(2)两公式计算结果可见:(1)式是将条块上的下滑力乘以安全系数,而(2)式则是将条块上的抗滑力除以安全系数,所得结果便不相同。倘若取安全系数Fs=1,即极限平衡状态时,则二者计算结果相同。②《建筑地基基础设计范规》中对滑坡防治提出:因施工或其他因素有可能形成滑坡地段,必须采取可靠预防措施,对具有发展趋势并威胁建筑物安全者,应及早综合整治,防治滑坡继续。滑坡危害极大,山区建设对滑坡问题必须重视乃是强制规定,计算结果较安全。《公路路基设计规范》TJGD30-2004 同此。《建筑边坡工程技术范规》对边坡稳定性评价中指出,对建筑边坡进行稳定性评价,针对的主要是选作建筑场地的自然斜坡,或因开挖填筑形成的边坡、施工中出现新的不利因素的边坡、运行条件发生变化的边坡,而且在计算沿结构面滑动的稳定性时,应根据结构形态采用平面或折线滑面,采用刚体平衡法。要求是严格执行,而较上述必须略轻,计算结果偏小。《规范》经科学智慧淬取提炼的精华,为后来者所必须遵从。

3 结论

边坡稳定性理论各种计算方法日臻完善,均是假定土体是理想塑性材料,滑块视作一个刚体;传递系数法依据每个条块静力平衡关系建立公式,按照极限平衡理论分析计算,而未顾及土条力矩平衡及土体的应力应变关系。诸多方法的根本区别是对相邻土体条块之间的内力作何假定来增加已知条件使超静定问题变为静定问题而求解,这些假定的物理意义不同,所建立的平衡条件也不相同,使用时必须注意其使用场合。

应用《规范》是为了解决实际工程问题,为人类谋生存发展,为社会建设服务,应深刻领会规范的现实意义。为此必须首先弄清楚其理论根据,明确其理论参数的意义背景,其次是紧密结合实际问题,创造合理模型确定关键技术参数,使理论指导实践,为工程建设服务。

综上,建设工程地基基础问题,应用《建筑地基基础设计范规》指导生产实践,解决工程问题,而滑坡防治工程要用《建筑边坡工程技术范规》来处理解决,更符合实际。同时也呼吁并期待相关部门加强调研,团结协作,科学攻关,建立相互兼容的统一规范,在工程应用中不致引起混乱。

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