建筑邊坡規(guī)范中幾個問題研究ppt課件
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建筑邊坡規(guī)范中幾個問題研究,1,一、邊坡安全系數(shù)的幾種定義 二、邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)幾種極限分析 方法的分析與選取 三、關(guān)于不平衡推力法顯示解 四、6.3.3條是永久直立邊坡的側(cè)向巖 石壓力與破裂角計算規(guī)定 五、地震情況下的穩(wěn)定分析 六、新規(guī)范中修改了穩(wěn)定安全系數(shù) 七、6.2.8條中,原規(guī)范 現(xiàn)改為 八、巖體結(jié)構(gòu)面實用分類方法研究,2,一、邊坡安全系數(shù)的幾種定義 1、強度儲備安全系數(shù) 采用減少強度的安全系數(shù),減少抗滑力,國際上和國內(nèi)水利、水電規(guī)范明確采用這種安全系數(shù),邊坡體的垂直條分和受力分析,3,求 兩種方法:直接解,降低 與,4,2、 超載安全系數(shù),3、 只增大下滑力,不增大抗滑力的安全系數(shù)(傳遞系數(shù)法顯示解應(yīng)用) 不是嚴(yán)格的安全系數(shù),目前一些邊坡規(guī)范中采用,很低安全系數(shù)會產(chǎn)生很大推力,這就是為什么以往安全系數(shù)一般采用1.15低值。,采用增大荷載 的安全系數(shù),5,不同定義安全系數(shù)不同,6,不同定義滑坡推力不同,增大下滑力安全系數(shù)推力最大,7,通常計算坡體推力時都要引入安全系數(shù)后進入計算,如先折減強度,再計算推力,或考慮超載安全系數(shù)再計算推力,這樣做較為合理。 當(dāng)前有些規(guī)范采用極限分析法,計算推力時采用標(biāo)準(zhǔn)組合,計算中不考慮安全系數(shù),然后乘以一個綜合分項系數(shù),這種做法在推力很小時會使安全系數(shù)降低,需要進一步研究,8,二、邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)幾種極限分析 方法的分析與選取,邊(滑)坡巖土側(cè)壓力采用兩種計算方法計算 (1)經(jīng)典土壓力公式表達(dá),常用改進的庫侖土壓力與朗金土壓力公式,滑移線假設(shè)為直線,建筑部門常用。 (2)極限分析方法表達(dá),常用11種穩(wěn)定分析方法,選取幾種準(zhǔn)確簡便的分析方法作用規(guī)范方法。 坡高30m以下,兩種方法接近,9,1、側(cè)向土壓力計算,主動土壓力 改進庫侖公式,10,2、側(cè)向巖石壓力計算(結(jié)構(gòu)面控制),式中:邊坡外傾結(jié)構(gòu)面傾角(); cs邊坡外傾結(jié)構(gòu)面粘聚力(kPa);,邊坡外傾結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角();,主動巖石壓力,11,3、傾斜邊坡側(cè)向土壓力計算,主動土壓力,當(dāng)為巖石邊坡時, 為外傾結(jié)構(gòu)面傾角,12,4、二階邊坡側(cè)向土壓力計算,主動土壓力,上階邊坡的高度與總的邊坡高度的比值;,13,5、傳統(tǒng)極限 分析法分析 條分法: (1)非嚴(yán)格條分法 采用兩個平衡方程求3個未知數(shù),滑面底部反力,安全系數(shù)與條間作用力的方向,需要假設(shè)條間作用力方向,14,(2)嚴(yán)格條分法 采用3個平衡方程求4個未知數(shù),滑面底部反力,安全系數(shù)與條間作用力的方向及其位置,需要假設(shè)條間作用力方向或位置,15,常用穩(wěn)定分析方法的比較與分析,16,17,評述與選用,采用Morgenstern-Price法、Sarma法、Spencer法 嚴(yán)格Janbu法常不收斂 ,一般不采用 不用瑞典法用簡化Bishop法(用于圓弧滑面) 采用不平衡推力法隱式解(用于非圓弧滑面) 水利水電規(guī)范采用Morgenstern-Price法、Sarma法、簡化Bishop法、不平衡推力法隱式解; 建筑邊坡規(guī)范采用簡化Bishop法、不平衡推力法隱式解;,18,、增加了對復(fù)雜情況可采用數(shù)值 分析法(數(shù)值極限分析法)的規(guī)定,近年制定的規(guī)范都引入了對于復(fù)雜問題可采用數(shù)值方法或數(shù)值極限方法(有限元強度折減法)。 采用數(shù)值方法(不能計算安全系數(shù)) 數(shù)值極限方法(可算邊坡安全系數(shù)) 水利水電部門規(guī)范中和實際工程設(shè)計中,主要采用數(shù)值極限方法中有限元強度折減法、或超載法。,19,要求: 10,三、關(guān)于不平衡推力法顯示解,假設(shè)條間力與 滑面平行, 原來只有隱式解。,20,顯示解較隱式解多作了一個假設(shè),令傳遞系數(shù)中安全系數(shù)為1,不需迭代計算方便,用于無計算機時代。,21,計算安全系數(shù)有一定誤差,有時不大,有時很大,偏于危險 計算滑坡推力偏大,是當(dāng)前滑坡計算中安全系數(shù)低的原因,安全系數(shù)1.15相當(dāng)于1.25 結(jié)論:不采用顯示解,2004年后頒布規(guī)范,個規(guī)范已修改。,22,滑面形成示意圖,三種方法的 穩(wěn)定系數(shù)曲線,不平衡推力法計算中存在的問題 滑面傾角越大, 隱式解與顯示解誤差增大,23,計算簡圖,傾角大于10度作修正 修正辦法:作圓弧,增加條分,24,四、6.3.3條是永久直立邊坡的側(cè)向巖石壓力與破裂角計算規(guī)定,對永久巖質(zhì)邊坡側(cè)向巖壓力計算和破裂角的取值原則與原規(guī)范相同。計算采用計算公式與經(jīng)驗公式兩種方法,本規(guī)范中的等效內(nèi)摩擦角作了調(diào)整。 采用經(jīng)驗公式主要是因為當(dāng)計算值很小時或為負(fù)值時,通過經(jīng)驗公式以保證工程安全。 由于經(jīng)驗公式乘了安全系數(shù),等效內(nèi)摩擦角可取大值。,25,邊坡巖體等效內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 巖石壓力的計算分別采用計算方法與經(jīng)驗方法兩種方法。設(shè)計時巖石壓力采用計算值與經(jīng)驗值中取大值;破裂角取計算值與經(jīng)驗值中取小值。,26,結(jié)構(gòu)上巖土壓力按極限狀態(tài)設(shè)計采用簡化公式 E=KEa Ea-主動土壓力 綜合系數(shù)K采用設(shè)計安全系數(shù),一般為1.3 此時當(dāng)主動土壓力很小時,偏于不安全。 某邊坡下滑力為771,抗滑力為797, 按式E=1.3(771-797)= -34KPa,不用支護 。 按常用極限平衡法,E=1.3*771-797=205KPa 按極限狀態(tài)設(shè)計,巖土壓力簡化式不適用。,27,對臨時巖質(zhì)邊坡側(cè)向巖壓力計算和破裂角的取值可適當(dāng)放松,結(jié)構(gòu)計算時采用臨時邊坡安全系數(shù)。 但坡頂有建(構(gòu))筑物荷載的臨時邊坡,應(yīng)考慮坡頂建(構(gòu))筑物荷載對邊坡塌滑區(qū)擴大影響,所以仍按第6.3.3條永久性邊坡的要求確定。,28,五、地震情況下的穩(wěn)定分析,主動土壓力系數(shù),地震角,29,采用國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn) (GB50023) 地震角,30,水平地震系數(shù),在條分法中要知道綜合水平地震系數(shù),31,各規(guī)范都將建筑抗震規(guī)范中的水平地震系數(shù)乘以綜合影響系數(shù),取1/4, 由此得到綜合水平地震系數(shù) ,目前地基規(guī)范、鐵路、公路、水利規(guī)范都這樣做。,32,六、新規(guī)范中修改了穩(wěn)定安全系數(shù),1、永久邊坡安全系數(shù)比其它規(guī)范都高些 2、原規(guī)范圓弧滑面安全系數(shù)降低 0. 05,現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,采用了簡化Bishop法安全系數(shù)比原規(guī)范增加 0. 05,33,邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),34,3、原考慮抗震安全系數(shù)采用1.2、1.15、1.10,后來有人提出是否過高,改為1.15、1.10 、1.05, 這個安全系數(shù)與鐵路等規(guī)范基本一致, 經(jīng)計算,度烈度,一般建筑邊坡提高推力5%10%;8度烈度,一般建筑邊坡提高推力13%20% 考慮地震作用后推力增加不多,用上述安全系數(shù)一般達(dá)不到控制工況,35,穩(wěn)定巖石坡面的傾角,巖石坡面與填土間的內(nèi)摩擦角(),七、6.2.8條中,原規(guī)范 現(xiàn)改為,36,原規(guī)范6.2.8條公式算出的壓力值遠(yuǎn)大于6.2.3條的計算值。 這次規(guī)范修編中,通過試算發(fā)現(xiàn)巖石坡面與填土間的摩擦角對計算壓力值的影響很大。 當(dāng) 較小時,按6.2.8公式計算值比6.2.3條遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏大,甚至大于靜止土壓力 本次修編中適當(dāng)增大巖石坡面與填土間的摩擦角,使得公式6.2.8與公式6.2.3 計算的值比較協(xié)調(diào)。,37,1、引言 結(jié)構(gòu)面定性分類方法:,結(jié)構(gòu)面的成因分類(潘別桐,1990) 原生、構(gòu)造、次生結(jié)構(gòu)面 結(jié)構(gòu)面的規(guī)模分類(谷德振,1979) 五級分類 結(jié)構(gòu)面地質(zhì)力學(xué)分類(王思敬) 破裂、破碎、層狀、泥化結(jié)構(gòu)面,結(jié)構(gòu)面實用分類方法:,國標(biāo)工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)(GB50218-94) 國標(biāo)水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(GB50287-99) 國標(biāo)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002),八、巖體結(jié)構(gòu)面實用分類方法研究,38,2. 當(dāng)前各種規(guī)范采用的實用分類方法,(1)國標(biāo)工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)(GB50218-94),巖體結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強度,39,(2)國標(biāo)水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(GB50287-99),結(jié)構(gòu)面抗剪強度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值,40,(3)國標(biāo)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 (GB50330-2002),結(jié)構(gòu)面抗剪強度標(biāo)準(zhǔn)值,41,結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度,42,3.巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面實用分類方法研究,3.1 實用分類方法基本原則, 針對性 科學(xué)性 簡單實用性與可操作性,對國標(biāo)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB 50330-2002)加以補充、完善,以加強其綜合性、科學(xué)性與實用性。,43,3.2 實用分類方法的研究思路,資料收集分析整理歸納總結(jié)補充、完善,收集資料:涉及鐵路、水利、公路、城市建筑等領(lǐng)域,收集試驗數(shù)據(jù)30余組,補充試驗數(shù)據(jù)共20余組。 影響結(jié)構(gòu)面抗剪強度參數(shù)的主要因素:結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度、裂隙寬度、充填物性狀、起伏粗糙度、巖壁軟硬、貫通性及水等7個影響因素,44,巖體結(jié)構(gòu)面實用分類與原規(guī)范比較表,45,表7 巖體結(jié)構(gòu)面實用分類與原規(guī)范比較表,46,表7 巖體結(jié)構(gòu)面實用分類與原規(guī)范比較表(續(xù)),47,48,49,結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度,50,51,52,53,54,55,56,57,58,3.3 巖體結(jié)構(gòu)面實用分類方法,(1)結(jié)構(gòu)面仍然分為五類,2、3、4類結(jié)構(gòu)面是研究重點。,(2)本次提出的分類方法分別考慮了結(jié)構(gòu)面結(jié)合狀況、起伏粗糙度、結(jié)構(gòu)面張開度、充填狀況、巖壁狀況等5個因素,提出了更多的亞類。 (3)水與結(jié)構(gòu)面連通性影響在表的附錄中考慮。,59,起伏度:當(dāng)1%,平直;12%時,略有起伏,2時為起伏,其中,為連續(xù)結(jié)構(gòu)面起伏幅度(cm),為連續(xù)結(jié)構(gòu)面取樣長度(cm),測量范圍一般為13m。 粗糙度:很光滑,感覺非常細(xì)膩如鏡面;光滑,感覺比較細(xì)膩,無顆粒感覺;較粗糙,可以感覺到一定的顆粒狀;粗糙,明顯感覺到的顆粒狀。,60,4 單獨說明,(1)水對結(jié)構(gòu)面抗剪強度的弱化作用:主要與充填物性質(zhì)和巖壁強度關(guān)系較大,一般情況下,對、類結(jié)構(gòu)面影響程度較大。對無條件進行試驗的二、三級巖質(zhì)邊坡,可參照已有試驗成果可通過取表中小值或打折的方式來取值。,61,(2)開挖爆破對結(jié)構(gòu)面強度的影響:充分考慮開挖爆破對巖質(zhì)邊坡的影響程度來確定因施工爆破、卸荷影響而不能及時支護的抗剪強度參數(shù)。,62,(3)起伏粗糙度:目前研究成果還鮮見可以在工程中實用的起伏粗糙度和結(jié)構(gòu)面抗剪強度的定量關(guān)系,本分類表中起伏粗糙程度的確定仍然以定性為主。 (4)連通性:主要考慮全連通與連通性高的結(jié)構(gòu)面。如連通性較差時,強度取上限。,63,謝謝,64,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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