滑坡专业课程设计计算模版.doc
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岩土工程课程设计计算书 1前言 1.1任务由来 河西下街滑坡复活变形始于8月雨季,诱发因素重要为特大暴雨,据记录表白,该月降水量超过历史年平均降水量(308mm)。滑坡体中一股常年不断泉水对坡体浸泡也是滑坡产生变形滑动重要因素。此外,滑坡体原始坡度较大,约35~46°左右,二得公路建设过程中,滑坡前缘边坡开挖形成了高约3~8m临空面,修建有挡墙。在雨水、地质环境条件和人类工程活动综合伙用下,该滑坡发生滑动变形并致使50m长挡土墙发生开裂变形,其中约7m钢筋混凝土挡墙发生倾倒破坏。二得公路是得荣县连接云南唯一通道,滑坡体自8月复活以来,每年均有不同限度变形破坏现象,前缘发生坍塌,曾多次阻断公路。当前,滑坡前缘坍塌土体和倾倒混凝土挡墙占据了二得公路大半某些,现可通行公路仅4m单车放行道,严重阻碍了城区交通。滑坡体上分布有数条裂缝,已将前缘挡土墙推倒,如不及时进行治理必将对二得公路正常运营产生不良影响,阻断交通,导致直接和间接经济损失,同步给生产和人民生活等带来诸多不便。 1.2重要目、任务 1.2.1重要目 由于该滑坡、不稳定斜坡迹象明显,危害严重,采用切实可行治理工程已经迫在眉睫。前缘发生坍塌而多次阻断公路,严重阻碍了城区交通。在勘查成果基本上,遵循地质灾害防治基本原则,按照可行性研究报告提出治理工程推荐方案,对症下药,提出针对各类地质灾害点切实可行治理办法。对滑坡稳定性进行分析评价、对滑坡治理工程分项构造进行计算、并绘制构造设计详图和编写施工图设计阐明书。 1.2.2重要任务 ①拟定滑坡特性,防治范畴、目的及原则; ②防治工作构造设计; ③防治实行效果预测; ④提出工程施工组织及工程监测设计方案; 1.2.3防治原则 防治工程以对症下药、综合治理、安全可靠、技术可行、经济合理、方案优化、施工以便为总原则,详细讲: (1).通过勘查人员现场调查和分析,及勘查和可研报告,在综合分析滑坡、不稳定斜坡发育特性、诱发因素基本上,针对起特性提出针对性治理办法,拟定合理、可行治理方案。针对河西下街滑坡变形重要是降雨、地表水下渗和地下水等因素引起一系列特性,可分为强、弱变形区,拟定其治理方案为“抗滑桩+地表截水、盲沟+挡土墙”治理办法。 (2).依照地质灾害危险性和危害性大小,拟定本治理工程为普通永久性工程,各级防治工程必要安全可靠,力求保证滑坡在工程年限内整体稳定。 (3).设计要针对滑坡类型和特性,因地制宜,遵循各类工程配合使用、综合整治原则,并尽量缩短施工周期。 (4).在治理工程中,应在滑坡体上建立监测网络,实时监控治理工程和治理后滑坡动态,检测治理效果,为此后地质灾害监测预警提供根据。 1.3设计根据: 本施工图设计报告编制重要根据如下: (1).《河西下街滑坡勘查报告》 (2).《河西下街滑坡勘查图件》 (3).关于技术规程,规范及原则。重要有: 《混凝土构造设计规范》(GB50010-) 《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-) 《建筑抗震设计规范》(GB50011-) 《砌体构造设计规范》(GB5003-) 《岩土工程设计》 成都理工大学 许强 李天斌 2.治理工程必要性和急迫性 红岩子滑坡位于得荣县城定曲河上游约115km 处定曲河左岸,是一复活变形老滑坡体,乡(域) 至得(荣) 公路从滑坡区对岸坡脚通过。红岩子滑坡由三个某些构成,即红岩子老滑坡体、红岩子滑坡上滑体及红岩子崩滑体,其中红岩子老滑坡面积01035km2 ,体积约70 ×104m3 ;滑坡上滑体面积约0101km2 ,体积约1418 ×104m3 ;红岩子崩滑体面积01006km2 ,体积约9 ×104m3 。老滑坡体后缘发育拉张裂缝数条,长约30 ~ 50m ,断续延伸长约150m。红岩子崩滑体后部也已形成了一条基本贯通,宽013~015m ,深115~210m 拉张裂缝,前缘表层坡体溜滑,剪出口变形特性明显,滑坡中部平台前沿张拉裂缝进一步贯通,崩滑体靠上游前沿坡体表层坡面泥石流也进一步发育。种种迹象表白红岩子滑坡复活变形有加剧发展趋势,其后果将堵断定曲河河道,滑坡溃坝后将对下游得荣县城安全带来严重威胁。 二得公路是得荣县连接云南唯一通道,滑坡体自8月复活以来,每年均有不同限度变形破坏现象,前缘发生坍塌,曾多次阻断公路。当前,滑坡前缘坍塌土体和倾倒混凝土挡墙占据了二得公路大半某些,现可通行公路仅4m单车放行道,严重阻碍了城区交通。滑坡体上分布有数条裂缝,已将前缘挡土墙推倒,如不及时进行治理必将对二得公路正常运营产生不良影响,阻断交通,导致直接和间接经济损失,给生产和人民生活等带来诸多不便。 因而,为保证滑坡影响范畴内人民生命财产安全,保证本地社会政治稳定及经济持续稳定发展,及时采用切实有效治理工程办法已迫在眉睫。[ 3.地理地质环境 3.1地形地貌: 河西下街滑坡表面呈阶梯状,坡度较陡,平均坡度约50°。滑体横向长约135米,纵向宽约120米,面积0.016Km2,滑坡厚度1~8m,体积11.3×104 m3。依照近期变形强弱,可将滑坡体划分为强变形区和弱变形区。强变形区横向长95.0m,体积约7.8×104 m3。弱变形区横向长40m,体积约3.5×104 m3。滑坡后缘存在陡壁,坡面上存在数条裂缝,滑坡变形迹象明显。 3.2地质灾害体基本特性 3.2.1滑坡体物质构造特性 据调查及物探资料,红岩子2#滑坡岩土体构造特性重要为冰水堆积物(Q3fgl)经塌滑而成,勘察区内岩土层从上至下依次为:上部为灰色至黄灰、灰白色碎块石土,中部为浅灰黄色角砾石土,下部为灰-浅灰白色、黄色薄-厚层状、透镜体结晶灰岩。 3.2.2形态特性 红岩子2#滑坡位于县城河西下街,属于县城河西第四系大堆积体南端某些,为原自然沉积冰水堆积物上复活变形体,距县城中心区域仅300m。滑坡外形呈圈椅状,周界明显,北侧及后缘发育明显滑坡陡坎及陡壁,北侧陡坎高1~3.0m,陡坎壁为新鲜裸露面,滑坡迹象明显,后缘壁高约5~8米,标高2455米。滑体前缘以公路内侧为界,标高2385米,先后缘相对高差85米,南侧以裸露基岩为界。滑体表面呈阶梯状,坡度较陡,平均坡度约50°。滑体横向长约135米,纵向宽约120米,面积0.016Km2。滑坡平均厚为1~8m,体积11.3×104m3。依照近期变形强弱,将滑坡体划分为强变形区和弱变形区,强变形区横向长95.0m,体积约7.8×104 m3。弱变形区横向长40m,体积约3.5×104 m3,滑体内细小冲沟发育,表层岩土体由于塌滑后构造相对松散,坡体内地形较陡,后缘坡度30°~35°,中前部为35°~55°。 3.2.3滑体构造特性 依照勘查报告,红岩子2#滑坡滑体厚为:1.0~8.0m,重要物质成分为粉质粘土、粉砂土夹碎块石,构造疏松,碎块石重要成分为片岩、灰岩及大理岩等,滑体表面植被茂密,局部开垦为农作物耕地,坡体上拉张裂缝发育,局部形成小陡坎。 3.2.4滑动带及滑床特性 依照勘查报告,红岩子2#滑坡滑动带为上部碎块石土与中下部角砾石土接触带,为沿新近滑动软弱构造面,滑带厚:0.2~0.5m,重要成分为粉质粘土夹角砾,含水量较大,普通不不大于30%,滑面呈弯弧形,中后部陡峻,坡度为35°-45°,中前部略缓,坡度为25°-30°,前缘反翘,为-5°--1°。滑带以上滑体土较为松散,块石粒径较大,干,滑带如下滑床土体稍密、稍湿,充填骨料重要为角砾石,块石含量较少,为更新世(Q3fgl)冰水堆积层,滑体土构造特性与滑床土特性无明显差别,而在力学特性上则由于其构造上相对松散而显得较差。 滑床为原状更新世(Q3fgl)冰水堆积层,稍密、稍湿,透水性普通,完整性较好,重要成分为角砾石土,胶结普通,厚度较大,覆盖于泥盆系基岩之上。 3.2.5地下水特性 滑体处在地形高陡地段,地下水补给重要来源于坡体后缘岩土体内基岩裂隙水和土体上层滞水、毛细孔隙水以及大气降水,地下水通过松散冰水堆积层以自重作为径流动力从山顶向坡脚渗流,在滑坡体上和坡脚以泉点形式渗出,补给定曲河。 3.3滑坡形成机理 滑坡在区域构造上经历了多期较强烈构造运动,区内重要构造形迹为得荣复背斜,红岩子滑坡处背斜SW 翼,区内基岩内层间褶皱、挠曲也较发育,岩石较为破碎,断裂构造大体上呈南北向展布,主干断裂构造形迹有中格——潘拥断层(F31) ,断层走向NE20°。滑坡区内重要构造形迹以节理、裂隙为主,大气降水使得坡面岩土体某些饱水,力学性能下降,在陡峻地形条件下产生浅层滑动,从而诱发红岩子滑坡在前缘和后缘地形陡峻部位产生浅层复活,而地形地貌条件、地层及岩性构造、地质构造、地表不良工程地质作用等因素增进了浅层滑体变形加剧,也是滑坡复活变形产生重要因素。 3.3.1滑坡形成主控条件及影响因素 3.3.1.1地层岩性 地层岩性是滑坡形成物质条件,该滑坡发育于泥盆系中下统下段中绿色钙质泥片岩、绿泥黝帘透闪片岩、夹灰-浅灰白色薄-厚层状、透镜体结晶灰岩及浅灰-深灰色绢云石英片岩中,基岩产状246°∠46°。 第四系底层覆盖厚度大,由上到下:上部浅灰黄色粉质粘土夹碎石角砾层,该层重要分布于滑坡后缘,物质构成重要为粉质粘土夹碎块石,硬塑;中部红黄色粉质粘土加块石、漂砾层。该层重要分布于滑体中部,物质粘土硬塑,局部含泥钙质;下部与基岩接触为浅灰色砂土加砂砾石及浅黄色粉质粘土夹碎石块,块石成分以灰岩、花岗岩、绿片岩为主,花岗岩中档风化,岩土体构造较为松散。 第四系全新统分布于滑坡上部,重要以灰岩、花岗岩、火山超基性岩等为主。由于无力风化作用强烈,表层岩土体因风化作用常产生风化裂隙,表层土体饱水后稳定条件下降,为滑坡产生提供了物质条件。 3.3.1.2地质构造 构造构造往往是岩体强度薄弱部位,构造裂隙发育破坏了岩体完整性,并为地下水径流提供了通道,同步,使风化作用向深部发展。滑坡受区域构造应力影响,重要构造形迹以节理、裂隙为主,其中以一组190°~210°∠80°~85°剪节理及另一组120°~130°∠50°~65°张性裂隙较为发育,对岩石起重要破坏作用。 3.3.1.3地形地貌条件 滑坡区地貌属高原剥蚀型深切河谷地貌,河谷呈V 型谷。区内地貌特点是:山高坡陡,沟谷狭窄,岩石裸露,植被稀少,冲沟发育,区内沟深岭窄,地形崎岖,侵蚀与溶蚀作用强烈,坡体冲沟发育;地形呈折线型,即上陡中缓下陡,上部垮滑体地形坡度约30°~38°,后缘陡壁高约20m ;中部为老滑坡平台,地形坡度8°~15°;下部溜滑体~40°,红岩子崩滑体坡度约30°地形坡度约28°~ 50°,其中前缘陡坎高约10m 。为滑坡形成提供了良好临空条件。 3.3.1.4气象水文条件 滑坡处在金沙江畔干热河谷气候区,重要受青藏高原气候影响,受西风环流南支急流和印度洋气候控制,昼夜温差大,降雨充沛。滑坡区内岩土体因受高原气候强烈昼夜温差作用,特别是该区地处干热河谷,各种自然风化营力作用强烈,形成了斜坡破坏有利环境条件。[ 3.3.1.5滑坡特性 红岩子滑坡区滑坡体平面图见图一.依照其变形迹象,活动特性等,可将红岩子滑坡区别如下三个某些加以阐述。 图一 红岩子滑坡区滑坡体平面图 (1)红岩子老滑坡 红岩子老滑坡外形似一圈椅状,滑坡东西长240m ,南北宽160m ,先后缘相对~80°。地形坡度为:后缘32°38°,中部12°~17°,下部37°~40°。下部滑体内发育有冲沟,前缘覆盖于河床残留阶地之上。滑床为第四系上更新世冰水堆积地层,成分为粉质砂土夹碎块石、漂石层,系松散堆积体土层内滑坡,滑面形态呈弯弧形。滑带及滑床顶面坡度为:后缘45°~35°,前缘反翘,为-2°~1°。 滑体下部由于岩土体构造、地形地貌条件及外动力地质作用等综合伙用坡面泥石流较为发育,滑坡体内未见地下水露头或湿地分布。 (2) 红岩子滑坡上滑体特性 红岩子上滑体外形似三角形,滑体先后缘相对高差80m ,滑体长约100m ,宽约160m ,后缘形成一陡壁,拉张裂缝带呈断续分布,前缘覆盖于老滑体中部;坡体内地形较陡;岩土体构造特性重要为冰水堆积物经垮滑而成,物质成分为浅灰黄色粉质砂土夹碎块石、角砾构成。滑体滑动带为中上部沿老滑带滑动,中下部为沿新近垮塌软弱构造面滑动,滑动带似一弧形,滑带土为更新世冰水堆积层经滑移后而成,滑带土构造特性与滑体土特性无明显差别,而在力学特性上则由于其构造相对松散而显得较差。雨季时地表水沿裂缝带入渗产生相对较高孔隙水压力,加之岩土体局部饱水后物理力学性能减少,形成垮滑,而在其他时间内也由于岩土体在自重应力下卸荷作用,形成局部下滑。 ⑶ 红岩子崩滑体特性 崩滑体形似三角形,滑体长60m ,宽100m ,平均厚3m ,先后缘相对高差60m ,地形陡峻,平均坡度40°,重要由更新世冰水积物固构成,物质成分重要为半固态-固结态泥钙质粉砂土夹块石、含大块冰川源砾。滑体构造相对松散,滑面呈弧形,坡度45°~50°,滑面埋深约10m ,东西向呈持续延伸,已形成贯通状态,滑体稳定性条件较差。后缘拉张裂缝长约60m ,宽约30 ~50cm ,深约115~210m ,呈持续弧形分布。滑体前缘陡坎已有不同限度崩落,定曲河在雨季涨水时对坡脚冲刷掏蚀作用,对滑体稳定性十分不利。 3.3.2滑坡形成机制分析 滑坡区内陡峻地形地貌条件及岩体内存在高地应力作用,其对边坡岩土体应力分布产生较大影响,重要体现为坡体内高地应力集中,坡体内积累应力向临空方向膨胀回弹同步在临空面附近特别是在坡脚及地形变化较大处产生新应力集中,在斜坡体自重及区域构造应力作用下,坡体向临空面方向顺层面沿坡脚部位剪应力集中带形成剪切破坏面,并在坡脚出露,呈持续蠕动变形;大气降水沿风化、变形裂隙入渗岩土体,滑带土力学性能明显减少,随着变形持续发展,坡体上岩土体逐渐松弛,坡体变形进入累进式破坏阶段。 随着地表水不断下渗,地下径流活动不断加剧,追踪面不断扩大,地表变形趋于明显,在久雨或暴雨作用下,后缘裂隙充水产生静压力,另一方面导致滑带土软化,使其抗剪强度迅速下降,最后导致整体滑坡。 计算参数选用: 表一 河西下街滑坡稳定性计算滑带抗剪强度参数记录表 剖面编号 工况 采用值 C (KPa) φ (°) Ⅰ-Ⅰ′ 20 32 Ⅱ-Ⅱ′ 11 29 Ⅲ-Ⅲ′ 8 26 天然重度平均值为20.0kN/m3,饱和重度为21.0kN/m3。 4. 滑坡稳定性分析及推力计算 4.1滑坡稳定性分析 4.1.1计算原理 图二 条块受力简图 本次计算采用瑞典条分法和传递系数法进行计算,瑞典条分法假设条件为:不考虑条块间互相有效作用力。计算公式为: 式中: K—稳定性系数; Wi—第i条块重量(KN/m); Ci—第i条块内聚力(kpa); φi—第i条块内摩擦角(。); αi—第i条块滑面倾角(。); Ui—第i条块间水压力(kpa); Ubi—第I条块底滑面上水压力(kpa); Li—第i条块滑面长度(m); Qi—第i条块上地震力(KN/m)。 传递系数法,也称不平衡推力传递法,该办法基本假设条件为条间力方向,即规定条块向下作用力方向与该条块滑面平面。计算公式为: 在滑面上满足破坏方程: 依照以上公式可得到下式: 式中: 其中ψi为传递系数,Ti为条块i下滑力,Ri为条块i抗滑力,别的物理量与瑞典条分法中相似。[ 4.1.2计算模型及工况 本次计算目,是为滑坡稳定性评价及治理设计提供根据,依照该滑坡机制,在进行稳定性分析计算时,重要考虑降雨对滑坡体影响,考虑荷载重要有:滑坡体自重、地下水产生动水压力。计算时还要考虑地震力影响。 综合考虑上述几种荷载对滑坡作用,将滑坡稳定性计算划分为两种工况: 第一种工况(工况Ⅰ):天然状况,地下水位取勘察期间实际水位; 第二种工况(工况Ⅱ):暴雨工况,考虑滑坡体全饱水状态; 第三种状况(工况Ⅲ):地震工况,考虑地震水平惯性力; 计算选用工况Ⅱ为设计工况。 4.1.3计算成果 按照上述工况进行计算,计算成果汇总于表4-5。依照计算成果,对滑坡进行稳定性分析评价,将稳定性划分为四级:稳定系数Fs>1.15为稳定,1.15≥Fs>1.05基本稳定,1.05≥Fs>1.0为欠稳定,Fs<1.0为不稳定。滑坡H1、H2和H3各剖面,在各种工况下推力和稳定性计算条分图详见下图所示: 图三 滑坡Ⅰ条分图 图四 滑坡Ⅱ条分图 图五 滑坡Ⅲ条分图 表二 各工况下稳定系数 工况 剖面 天然 暴雨 地震 瑞典条分 传递系数法 瑞典条分 传递系数法 瑞典条分 传递系数法 Ⅰ-Ⅰ 0.993733 0.999 0.826397 0.8312 0.944438 0.9495 Ⅱ-Ⅱ 1.043493 1.0738 0.807509 0.8347 0.896796 0.9208 Ⅲ-Ⅲ 0.994233 1.001 0.849405 0.8562 0.939221 0.9455 在计算过程中结合滑坡区工程地质条件合理选用参数,其中一剖面:内聚力C=16kpa,内摩擦角φ=32,;二剖面:内聚力C=11kpa,内摩擦角φ=29;三剖面:内聚力C=8kpa,内摩擦角φ=26。天然重度γ0=20KN/m3,饱水重度γsat=21KN/m3 ;降水条件下水位取1/4倍滑块厚度处。各种工况下计算参数如表二所示。 表三 各种工况下计算参数选用 工况 天然容重(KN/m3 ) 饱和容重(KN/m3) C(Kpa) φ(。) 天然 20 21 16 32 暴雨 20 21 11 29 地震 20 21 8 26 依照表二计算成果,剖面Ⅱ-Ⅱ′、Ⅲ-Ⅲ′稳定性相对较高,剖面Ⅰ-Ⅰ′稳定性较低,结合滑坡区内工程地质条件,进一步阐明了参数选取合理,与变形破坏机制相吻合。在天然状况下稳定性系数在0.74~1.0之间,处在极限平衡,不稳定状态,开始变形失稳。在暴雨或地震作用下,将也许发生滑坡。由于二得公路位于滑坡下,坡体失稳后,将阻断交通,导致直接和间接经济损失。于是,因而,为保证滑坡影响范畴内人民生命财产安全,对次滑坡进行治理。 4.2滑坡推力计算 本次滑坡推力计算采用是规范规定剩余下滑力传递法。将滑动方向和速度大体一致滑体视为一种计算单元,在顺滑动主轴方向地质纵断面上按 滑面产状、岩土性质及地面转折点划分为若干地质条块,由后向前计算各条块分界面上剩余下滑力,即是该部位滑坡推力,最后一块剩余下滑力就是整个滑坡下滑力。 滑坡推力计算按传递系数法由下式计算: 式中: Pi-第i条块剩余下滑力; Ψi-传递系数; Ti—为条块i下滑力; Ri—为条块i抗滑力; Ks—为安全系数。 滑坡推力计算模型如图六所示: 图六 滑坡推力计算模型 滑坡推力计算中设计安全系数 ,考虑该滑坡重要性及危害性,选用如下: 工况Ⅰ:采用 =1.20; 工况II:采用 =1.10 工况Ⅲ:采用 =1.10 对三个滑坡进行推力计算,以便为滑坡支挡构造选用和验算提供根据。计算成果汇总于表三。 表四 滑坡剩余下滑推力计算成果总汇(单位:kN/m) 计算工况 Ⅰ-Ⅰ Ⅱ-Ⅱ Ⅲ-Ⅲ 天然 1677.70 2227.37 2683.06 暴雨 1186.74 2486.04 1745.61 地震 2199.48 2811.32 .52 4.3重要结论 滑坡体推力计算成果表白,由滑坡推力看出天然工况稳定性比其他两工况好点,另一方面是地震工况。因此治理工程环绕暴雨工况进行,治理工程课采用抗滑桩作为重要支挡构造。 5.滑坡治理工程施工图设计 5.1治理方案选用 通过地面调查及钻孔等资料,综合分析研究,为减少下滑力,增长抗滑力,使坡体处在相对较稳定状态,须在滑坡前缘布置抗滑桩,再在坡体表面设立排水工程,可以达到预定目,对于设计中本工程治理采用方案为“抗滑桩+排水”。依照治理对象特点,分别选取适本地段设立抗滑桩。排水系统,设立排水沟。[ 5.2抗滑桩计算与设计 5.2.1桩平面布置位置及间距选用原则 桩布置在应设在滑坡体较薄,锚固段地基强度较高、滑面较平缓等综合考虑较好地段。平面上多成排布置。排走向与滑体滑动方向互相垂直。设计初步选定为将桩不知在滑体下部,该部位下滑力相对较小,坡面较缓,宜在此处设桩。 桩间距也应依照实际状况综合拟定,两桩之间在能形成土拱条件下,土拱支撑力和桩侧摩擦力之和应不不大于一根桩所能承受滑坡推力。普通取5-6m。本设计中取6m。 5.2.2抗滑桩桩身计算原则 以设计工况和校核工况推力计算成果为根据,通过度析知Ⅰ-Ⅰ剖面稳定性较其她较低,故选用其在暴雨工况为设计计算原则,滑坡推力为2075.77KN。桩布置形式详见施工图。 查有关规范知,桩截面尺寸及有关长度初步取值如下:桩截面尺寸为2.0×3.0m,受荷段16m,锚固段8m计算,桩总长24m,桩间距6m,桩总共9根。采用“m”法计算,桩底支承条件为自由支承。 抗滑桩计算深度均为=b+1=3m 5.2.3抗滑桩桩身材料选取 (1)混凝土强度级别为C30,桩护壁混凝土强度级别为C20. (2)钢筋:HPB235级,HRB335级 (3)混凝土保护层厚度:桩为50mm,梁为35mm。 5.2.4桩体受力计算 5.2.4.1设计资料及有关参数选用 设计抗滑桩长度为24m,受荷段16m,锚固段8m,间距6m,桩截面b×a=2×3=6m2,桩截面惯性矩I=ba3/12=2×33/12=4.5m4, 桩截面模量W=ba2/6=3m3, 桩混凝土(C30)弹性模量E=26×103Mpa, 桩抗弯刚度EI=2.6×104×4.5×103=1.17×108KN·m2, 桩计算宽度B=bp+1=2+1=3m, 桩变形系数 桩计算深度αh2=0.31×8=2.48m<2.5m,属于刚性桩,桩底端边界条件按自由端考虑。 图七 桩身内力计算示意图 5.2.4.2外力计算 作用于每根桩上滑坡推力E=En×s=2075×6=12450KN。 应力分布按三角形分布计算: 由于该滑面较陡,桩前抗力可不考虑,故桩前抗力为零。 5.2.4.3受荷段桩身内力计算(设计算界面距地面为y米) 剪力: 弯矩: 5.2.4.4锚固段内力计算 (1)拟定转动中心位置 : 由方程(1)拟定: (1) 因此:5.3 m (2)桩转角: 代入有关参数得△φ=0.004rad (3)桩侧应力: =(100000+40000y)(5.3-y)×0.004 =2120+448y-160y2 最大桩侧应力位置: 令 448-320y=0 则y=1.4m (4)剪力: 最大剪力位置: 令 480y2-1305.65y-6264=0 则y=5.22m 依照上面计算式,可以计算任意截面处剪力,以及绘制相应剪力图。 (5)弯矩: 代入有关参数: 40y4-224y3-3180y2+12450y+66400 最大剪力位置: 令 160y3-672y2-6360y+12450=0 则y=1.76(m) 依照上述计算式,可以计算任意截面处剪力,以及绘制相应弯矩图。 (6)桩侧应力复核: Kpa 桩侧应力符合规定。[ 表五 各截面内力计算 各截面内力计算 y Q M σ 受荷段 1 48.6 16.2 - 2 194.4 129.6 - 3 437.4 437.4 - 4 777.6 1036.8 - 5 1215 2025 - 6 1749.6 3499.2 - 7 2381.4 5556.6 - 8 3110.4 8294.4 - 9 3936.6 11809.8 - 10 4860 16200 - 11 5880.6 21562.2 - 12 6998.4 27993.6 - 13 8213.4 35591.4 - 14 9525.6 44452.8 - 15 10935 54675 - 16 12441.6 66355.2 2120 锚固段 1 5380 75295.2 2408 2 -2035.6 76664.8 2376 3 -8836.8 70604.8 2024 4 -14063.6 58171.2 1352 5 -16756 41380 360 6 -15954 23207.2 -952 7 -10697.6 7588.8 -2584 8 -26.8 -579.2 -4536 图八 桩剪力计算图 图九 桩弯矩计算图 图十 锚固段桩侧应力计算图 5.2.5抗滑桩构造设计 5.2.5.1抗滑桩纵向受拉钢筋配备 最大弯矩处,依照下面计算公式: =77033.2×1.35×1.1=115272KN·m =0.0634< =0.55 选用HRB335级钢筋 选用直径为32则主筋根数为: 均不不大于0.2%和 ,均满足规定。 5.2.5.2抗滑桩斜截面设计 Vmax=39160-18190.65×5.971-1508.525×5.9712+338.5×5.9713=-111171KN >Vmax 依照下面计算式计算: 箍筋选HRB335级直径为18,采用三肢箍筋, 箍筋间距为: mm 取间距为100mm > ,配筋率满足规定。 5.3排水工程计算与设计 从勘察资料可知,滑坡体排水极不畅通,严重影响滑坡稳定性,因而,治理设计拟采用以截排水沟为重要排水办法,在滑坡后缘设立人字形截水沟,防止雨水沿山坡流入滑坡体。 排水工程设计原则按滑坡地区暴雨降水量计算,取Sp=14.4mm/h。按《室外排水设计规范》有关规定,取径流系数φ=0.3。依照关于资料,拟定汇水面积F=0.016km2,按下列计算设计频率地表水汇流量: =0.3×30×0.016=0.144m3/s 式中: —设计频率地表水汇流量(m3/s); —设计降雨强度(mm/h); —径流系数; F—汇水面积(km2); 求得频率地表水汇流量 =0.144m3/s。 渠道截面形式采用梯形,渠道材料选用M7.5浆砌片石,粗糙率n=0.02。最佳水力要素计算公式如下: =0.256m 式中: —水力最佳断面水深(m); n——渠床糙率; —渠道设计流量(m3/s); m—渠道内边坡系数0.5; i—渠底比降; —水力最佳断面底宽(m); —水力最佳断面过水面积(m2); —水力最佳断面湿周(m); —水力最佳断面水力半径(m/s); —水力最佳断面流速(m/s); 分别得到: =0.104m,=0.056m,=5.878m/s。 依照《排水与灌溉工程设计规范》中规定,排水沟设计水位应低于堤顶不少于0.2m。在考虑了足够安全储备后,取h=0.4m,b=0.4m,m=0.5。截面面积A=0.24m2,湿周x=1.3m,水力半径R=0.185m。排水沟设计过流量按下式计算: 满足设计规定。 式中: Q—设计过流量; R—水力半径(m); i—水力坡降: A—过流断面面积(m2); C—流速系数(m/s),采用满宁公式计算: n——糙率。 由于Q不不大于频率地表水汇流量 =0.144m3/s,满足设计规定。 6.参照文献 许强,李天斌编著 岩土工程设计 成都理工大学,; 东南大学,浙江大学,湖南大学等合编 土力学 北京:中华人民共和国建筑工业出版社 。 刘兴远,雷用,康景文编著 边坡工程 北京:中华人民共和国建筑工业出版社 。 岩土工程编著委员会编著 《岩土工程手册》中华人民共和国建筑工业出版社,1994 三峡库区地质灾害防治工作指挥部 《三峡库区三期地质灾害防治工程设计技术规定》- 配套讲稿:
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