土坡稳定性计算计算书.doc

土坡稳定性计算书
计算依据：
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著
4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著
5、《地基与基础》第三版
计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。
本计算书采用毕肖普法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还同时考虑了土条两侧面的作用力。
一、参数信息:
基本参数：
条分方法
毕肖普法
基坑开挖深度h(m)
4.9
条分块数
10
基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)
4
基坑内侧水位到坑底的距离hp(m)
5.8
放坡参数：
序号
放坡高度L(m)
放坡宽度W(m)
平台宽度B(m)
1
4.9
2.5
3
荷载参数：
序号
类型
面荷载q(kPa)
基坑边线距离a(m)
荷载宽度b(m)
1
局布
3
1
1
土层参数：
序号
土名称
土厚度(m)
土的重度γ(kN/m3)
土的内摩擦角φ(°)
粘聚力C(kPa)
极限摩擦阻力(kPa)
饱和重度γsat(kN/m3)
1
粘性土
7
20
15
12
8
22
二、计算原理:

根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，该土条上存在着:
1、土条自重Wi，2、作用于土条弧面上的法向反力Ni，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力或抗剪力Tri，4、土条弧面上总的孔隙水应力Ui，其作用线通过滑动圆心，5、土条两侧面上的作用力Xi+1，Ei+1和Xi，Ei。如图所示：

当土条处于稳定状态时，即Fs>1,上述五个力应构成平衡体系。考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.35的要求。
三、计算公式:
Ksj=∑(1/mθi)(cbi+γbihi+qbitanφ)/∑(γbihi+qbi)sinθi
mθi=cosθi+1/Fstanφsinθi
式子中：
Fs --土坡稳定安全系数；
c --土层的粘聚力；
γ --土层的计算重度；
θi --第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角；
φ --土层的内摩擦角；

bi --第i条土的宽度；
hi --第i条土的平均高度；
h1i --第i条土水位以上的高度；
h2i --第i条土水位以下的高度；
q --第i条土条上的均布荷载
γ' --第i土层的浮重度
其中，根据几何关系，求得hi为：
h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}
式子中：
r --土坡滑动圆弧的半径；
l0 --坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；
α --土坡与水平面的夹角；

h1i的计算公式:
h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}
当h1i ≥ hi 时，取h1i = hi；
当h1i ≤0时，取h1i = 0；
h2i的 计算公式：
h2i = hi-h1i；
hw --土坡外地下水位深度；

θi=90-arccos[((i-0.5)×bi-l0)/r]
四、计算安全系数:
将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Ksjmin：
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计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第1步 1.353 29.594 -0.324 7.247 7.255
示意图如下：

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计算结论如下：
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.353>1.350 满足要求! [标高 -4.900 m]

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）