崩塌计算书.docx
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崩塌计算书
边坡工程安全等级为二级,采用“理正岩土计算”软件对边坡进行稳定性分析计算,危岩体潜在滑动面为直线平面滑动。
(一)削坡后边坡稳定性验算
1、2-2剖面削坡后稳定性计算
[计算简图]
----------------------------------------------------------------------
[计算条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
计算方法:
通用方法
计算目标:
计算安全系数
边坡高度:
18.900(m)
不考虑水的作用影响:
安全系数计算范围:
(0.500~10.000)
[坡线参数]
坡线段数2
序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)
18.75012.50055.0
28.5296.40036.9
[岩层参数]
层数3
序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度
(m)(kN/m3)frb(kPa)
12.00019.4150.0
22.00021.6250.0
30.00024.91000.0
控制截面数量:
2
岩层序号控制截面1控制截面2
截面坐标X(m)7.06017.280
岩层1厚度(m)0.0001.800
岩层2厚度(m)4.9606.240
岩层3厚度(m)5.1209.870
[结构体参数]
结构单元数量:
3
荷载参数
编号水平荷载竖向荷载
(kN)(kN)
10.00.0
20.00.0
30.00.0
结构面参数
编号水平投影竖向投影粘聚力摩擦角水压力调整系数
(m)(m)(kPa)(度)
11.5000.00025.015.0---
26.3205.29025.015.0---
34.5009.88925.015.0---
内部结构面参数
编号鋓+1粘聚力摩擦角裂隙水埋深
(度)(kPa)(度)(m)
10.00.00.0---
20.00.00.0---
----------------------------------------------------------------------
[计算结果]
----------------------------------------------------------------------
安全系数为:
1.064<1.300
编号NiNi'UiTiEiEi'PwiXi
140.040.00.045.30.00.00.00.0
2480.7480.70.0314.645.345.30.00.0
3103.4103.40.0281.322.222.20.00.0
注:
1.Ni---单元i中结构面上的正压力,单位kN;
2.Ni'---单元i中结构面上的有效正压力,单位kN;
3.Ui---单元i中结构面上的裂隙水压力,单位kN;
4.Ti---单元i中结构面上的剪切力,单位kN;
5.Ei---单元i左侧面正压力,单位kN;
6.Ei'---单元i左侧面有效正压力,单位kN;
7.Pwi---单元i左侧面上的裂隙水压力,单位kN;
8.Xi---单元i左侧面剪切力,单位kN。
2、3-3剖面削坡后稳定性计算
[计算简图]
----------------------------------------------------------------------
[计算条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
计算方法:
通用方法
计算目标:
计算安全系数
边坡高度:
14.550(m)
不考虑水的作用影响:
安全系数计算范围:
(0.500~10.000)
[坡线参数]
坡线段数3
序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)
16.3409.06055.0
23.8602.19029.6
34.9803.30033.5
[岩层参数]
层数3
序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度
(m)(kN/m3)frb(kPa)
12.00019.4150.0
20.43021.6250.0
30.00024.91000.0
控制截面数量:
2
岩层序号控制截面1控制截面2
截面坐标X(m)5.07011.160
岩层1厚度(m)0.0001.700
岩层2厚度(m)5.2105.500
岩层3厚度(m)2.0304.400
[结构体参数]
结构单元数量:
3
荷载参数
编号水平荷载竖向荷载
(kN)(kN)
10.00.0
20.00.0
30.00.0
结构面参数
编号水平投影竖向投影粘聚力摩擦角水压力调整系数
(m)(m)(kPa)(度)
12.0000.00025.015.0---
22.3001.61025.015.0---
37.63010.78625.015.0---
内部结构面参数
编号鋓+1粘聚力摩擦角裂隙水埋深
(度)(kPa)(度)(m)
10.00.00.0---
20.00.00.0---
----------------------------------------------------------------------
[计算结果]
----------------------------------------------------------------------
安全系数为:
1.186<1.300
编号NiNi'UiTiEiEi'PwiXi
165.965.90.057.00.00.00.00.0
2162.1162.10.095.857.057.00.00.0
3296.2296.20.0345.442.542.50.00.0
注:
1.Ni---单元i中结构面上的正压力,单位kN;
2.Ni'---单元i中结构面上的有效正压力,单位kN;
3.Ui---单元i中结构面上的裂隙水压力,单位kN;
4.Ti---单元i中结构面上的剪切力,单位kN;
5.Ei---单元i左侧面正压力,单位kN;
6.Ei'---单元i左侧面有效正压力,单位kN;
7.Pwi---单元i左侧面上的裂隙水压力,单位kN;
8.Xi---单元i左侧面剪切力,单位kN。
3、4-4剖面削坡后稳定性计算
[计算简图]
----------------------------------------------------------------------
[计算条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
计算方法:
通用方法
计算目标:
计算安全系数
边坡高度:
9.840(m)
不考虑水的作用影响:
安全系数计算范围:
(0.500~10.000)
[坡线参数]
坡线段数3
序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)
15.1907.41055.0
21.9200.82023.1
34.9801.61017.9
[岩层参数]
层数2
序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度
(m)(kN/m3)frb(kPa)
14.00019.4150.0
20.00021.6250.0
控制截面数量:
2
岩层序号控制截面1控制截面2
截面坐标X(m)3.9306.290
岩层1厚度(m)1.1501.440
岩层2厚度(m)4.3106.000
[结构体参数]
结构单元数量:
2
荷载参数
编号水平荷载竖向荷载
(kN)(kN)
10.00.0
20.00.0
结构面参数
编号水平投影竖向投影粘聚力摩擦角水压力调整系数
(m)(m)(kPa)(度)
13.0000.00025.015.0---
28.2509.56825.015.0---
内部结构面参数
编号鋓+1粘聚力摩擦角裂隙水埋深
(度)(kPa)(度)(m)
10.00.00.0---
----------------------------------------------------------------------
[计算结果]
----------------------------------------------------------------------
安全系数为:
1.268<1.300
编号NiNi'UiTiEiEi'PwiXi
1138.5138.50.088.40.00.00.00.0
2405.0405.00.0334.688.488.40.00.0
注:
1.Ni---单元i中结构面上的正压力,单位kN;
2.Ni'---单元i中结构面上的有效正压力,单位kN;
3.Ui---单元i中结构面上的裂隙水压力,单位kN;
4.Ti---单元i中结构面上的剪切力,单位kN;
5.Ei---单元i左侧面正压力,单位kN;
6.Ei'---单元i左侧面有效正压力,单位kN;
7.Pwi---单元i左侧面上的裂隙水压力,单位kN;
8.Xi---单元i左侧面剪切力,单位kN。
二、锚杆设计验算
1、岩土侧向压力
(1)侧向压力合力计算
强分化岩体破碎,参照侧向土压力计算,按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330--2013)式6.2.3-1~6.2.3-4计算:
式中:
Ea——相应于标注组合主动土压力合力(KN/m);
Ka——主动土压力系数;
H——边坡高度,取值13.15m;
γ——重度,取值21.56KN/m3;
C——岩体结构面黏聚力,取值25kPa;
φ—岩体结构面内摩擦角,取值15°;
q——地表均布荷载标准值(KN/m2),取值0;
δ——土对挡土墙墙背的摩擦角,取值10°;
β——填土表面与水平面夹角,取值0°;
α——支挡墙背与水平面夹角,取值125°;
计算得岩石侧向压力合力Ea为92.75kN/m。
(2)侧向压力水平分力计算
=Ea/0.9H
计算得岩土压力水平分力修正值力
为7.84kN/m。
2、锚杆轴向拉力
按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330--2013)式10.2.1推荐的公式计算:
=
*Sxj*Syj/
式中:
——锚杆所受轴向拉力(kN);
Sxj、Syj——锚杆的水平、垂直间距,取值2.0m;
——岩石侧向压力水平分力;
——锚杆倾角(°),取值15°;
计算得锚杆轴向拉力
为32.45kN。
3、锚杆钢筋截面面积
锚杆钢筋截面面积应符合《建筑边坡工程技术规范》(GB50330--2013)式8.2.2-1推荐的公式计算要求:
式中:
——锚杆钢筋截面面积(m2);
——普通钢筋抗拉强度设计值(kPa),取值300000kPa;
Kb——锚杆杆体抗拉安全系数,取值2.0;
计算锚杆钢筋截面面积
为2.16×10-4m2;
设计锚杆钢筋直径为25mm,截面面积4.91×10-4m2大于
,符合要求。
4、锚杆锚固段长度
(1)锚杆锚固体与岩土层的长度
应符合《建筑边坡工程技术规范》(GB50330--2013)式8.2.3推荐的公式计算要求:
式中:
——锚固段长度(m);
——锚杆锚固体抗拔安全系数,取值2.4;
——岩土层与锚固体极限粘结强度标注值,根据勘查报告,取值250kPa;
——锚杆锚固体直径(m);
计算锚固段长度
为0.92m;
设计锚杆锚固段长度均大于
,符合要求。
(2)锚杆杆体与锚固砂浆间的锚固长度
应符合《建筑边坡工程技术规范》(GB50330--2013)式8.2.4推荐的公式计算要求:
式中:
——锚筋与砂浆间的锚固长度(m);
——锚筋直径,取值0.025m;
——杆体根数,取值1根;
——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值,取值2400kPa;
计算锚筋与砂浆间的锚固长度
为0.41m;
设计锚杆锚固段长度均大于
,符合要求。
三、格构梁强度验算
格构梁提供的弯矩按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219--2006)式35推荐的公式计算:
M——格构承受的弯矩,kN.m;
Fy、fy′——钢筋抗拉、抗压强度,取值300N/mm2;
Ast、Ast′——受拉钢筋、受压钢筋截面面积,取值942.6N/mm2;
γs——受拉区砼塑性影响系数,取值1.0;
ho——截面有效高度,取值350mm;
a′——纵向受压钢筋合力砂浆保护层厚度,取值50mm;
计算得格构梁提供的弯矩M为183.81kN/m>1.5Ea=1.5*92.75=139.12kN/m;满足要求。
三、已有挡土墙加固后稳定性验算
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
4.000(m)
墙顶宽:
1.200(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.350
背坡倾斜坡度:
1:
-0.100
墙底倾斜坡率:
0.000:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
23.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.400
地基土摩擦系数:
0.500
墙身砌体容许压应力:
690.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
190.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力:
70.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
110.000(kPa)
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
45.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
20.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
30.000(度)
地基土容重:
21.560(kN/m3)
地基土浮容重:
10.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
300.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数:
1.200
墙踵值提高系数:
1.300
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.500
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
地基土粘聚力:
0.000(kPa)
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
1
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
19.0009.0000
作用于墙上的附加集中荷载数:
1(作用点坐标相对于墙左上角点)
荷载号XYP作用角是否为被动土压力
(m)(m)(kN/m)(度)
1-2.100-7.0000.0000.000√
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
45.000(度)
填土对横坡面的摩擦角:
20.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
计算参数:
稳定计算目标:
给定圆心,半径计算安全系数
圆心X坐标:
-2.720(m)
圆心Y坐标:
8.880(m)
半径:
12.510(m)
筋带对稳定的作用:
筋带力沿圆弧切线
=====================================================================
第1种情况:
一般情况
[土压力计算]计算高度为4.000(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
43.996(度)
Ea=69.024(kN)Ex=62.914(kN)Ey=28.393(kN)作用点高度Zy=1.333(m)
墙身截面积=6.800(m2)重量=156.400(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
滑移力=62.914(kN)抗滑力=92.396(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.469>1.200
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.506(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.333(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.333(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=83.885(kN-m)抗倾覆力矩=301.770(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.597>1.400
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力=184.793(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=217.884(kN-m)
基础底面宽度B=2.200(m)偏心距e=-0.079(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.179(m)
基底压应力:
趾部=65.882踵部=102.111(kPa)
最大应力与最小应力之比=102.111/65.882=1.550
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.079<=0.250*2.200=0.550(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=65.882<=360.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=102.111<=390.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=83.997<=300.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=6.800(m2)重量=156.400(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.506(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.333(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.333(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=184.793(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=217.884(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.179(m)
截面宽度B=2.200(m)偏心距e1=-0.079(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.079<=0.300*2.200=0.660(m)
截面上压应力:
面坡=65.882背坡=102.111(kPa)
压应力验算满足:
计算值=102.111<=690.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-5.001<=190.000(kPa)
(六)整体稳定验算
圆心:
(-2.72000,8.88000)
半径=12.51000(m)
安全系数=1001.000
总的下滑力=0.000(kN)
总的抗滑力=0.000(kN)
土体部分下滑力=0.000(kN)
土体部分抗滑力=0.000(kN)
筋带的抗滑力=0.000(kN)
整体稳定验算满足:
最小安全系数=1001.000>=1.300
四、边坡加固后稳定性验算
------------------------------------------------------------------------
计算项目:
稳定计算2-2剖面
------------------------------------------------------------------------
[计算简图]
----------------------------------------------------------------------
[计算条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
计算方法:
通用方法
计算目标:
计算安全系数
边坡高度:
18.900(m)
不考虑水的作用影响:
安全系数计算范围:
(0.500~10.000)
[坡线参数]
坡线段数2
序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)
18.75012.50055.0
28.5296.40036.9
[岩层参数]
层数3
序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度
(m)(kN/m3)frb(kPa)
12.00019.4150.0
22.00021.6250.0
30.00024.91000.0
控制截面数量:
2
岩层序号控制截面1控制截面2
截面坐标X(m)7.06017.280
岩层1厚度(m)0.0001.800
岩层2厚度(m)4.9606.240
岩层3厚度(m)5.1209.870
[结构体参数]
结构单元数量:
3
荷载参数
编号水平荷载竖向荷载
(kN)(kN)
10.00.0
20.00.0
30.00.0
结构面参数
编号水平投影竖向投影粘聚力摩擦角水压力调整系数
(m)(m)(kPa)(度)
11.5000.00025.015.0---
26.3205.29025.015.0---
34.5009.88925.01
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