1、土坡稳定性计算书
计算依据:
1、 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-
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
计算土坡稳定性采取圆弧条分法进行分析计算, 因为该计算过程是大量反复计算, 故本计算书只列出对应计算公式和计算结果, 省略了反复计算过程。
本计算书采取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作用力。
一、 参数信息:
基
2、础参数:
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距离ha(m)
4
基坑内侧水位到坑底距离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)
土重度γ(kN/m3)
土内摩擦角φ(°)
粘聚力C(kPa)
极限摩擦阻力(kPa)
饱和重度γsat
3、kN/m3)
1
粘性土
7
20
15
12
8
22
二、 计算原理:
依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, 通常滑动面靠近圆弧, 可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡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、 作用于土条弧面上法向反力Ni, 3、 作用于土条圆弧面上切向阻力或抗剪力Tri, 4、 土条弧面上总孔隙水应力Ui, 其作用线经过滑动圆心, 5、 土条两侧面上作用力Xi+1, Ei+1和Xi, Ei。如图所表示:
当土条处于稳定状态时
4、 即Fs>1,上述五个力应组成平衡体系。考虑安全贮备大小, 根据《规范》要求, 安全系数要满足≥1.35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 --土层粘聚力;
γ --土层计算重度;
θi --第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向夹角;
φ --土层内摩擦角;
bi --第i条土宽度;
hi --第i条
5、土平均高度;
h1i --第i条土水位以上高度;
h2i --第i条土水位以下高度;
q --第i条土条上均布荷载
γ' --第i土层浮重度
其中, 依据几何关系, 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 --土坡与水平面夹角;
h1i计算公式:
h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin
6、β+α)-H]}
当h1i ≥ hi 时, 取h1i = hi;
当h1i ≤0时, 取h1i = 0;
h2i 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公式, 经过循环计算, 求得最小安全系数Ksjmin:
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7、
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
示意图以下:
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计算结论以下:
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]
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