围堰边坡稳定计算.docx
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围堰边坡稳定计算.docx
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围堰稳定性计算(示意)
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,因为围堰顶标高****m,故假定迎水面水位标高达到**m的最不利情况,还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。
一、参数信息:
条分方法:
瑞典条分法; 基坑外侧水位标高:
10.50m基坑内侧水位标高:
5.50m
荷载参数:
由于围堰上无恒载,故不考虑外部荷载
土层参数:
序号
名称
填土厚度
坑壁土重度γ
坑壁土内摩擦角φ
内聚力C
饱容重
1
填土
2.50(m)
18.00(kN/m3)
20.00(°)
10.00(kPa)
22.00(kN/m3)
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,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着:
1、土条自重2、作用于土条弧面上的法向反力3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足≥1.3的要求。
三、计算公式:
Fs=∑{cili+[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]cosθitanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)bi+qbi]sinθi式子中:
Fs--土坡稳定安全系数;
ci--土层的粘聚力;
li--第i条土条的圆弧长度;
γ--土层的计算重度;
θi--第i条土中线处法线与铅直线的夹角;
φi--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;
γ'--第i条土的平均重度的浮重度;
q--第i条土条土上的均布荷载;
其中,根据几何关系,求得hi为:
hi=(r2-[(i-0.5)×bi-l0]2)1/2-[r+l0-(i-0.5)×bi]tanα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;
li的几何关系为:
li={arccos[((i-1)×bi-l0)/r]-arccos[(i×bi-l0)/r]×2×r×π}/360 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Fs:
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
2.426
26.124
6.328
5.340
8.280
计算结论如下:
稳定性安全系数Fs=2.426>1.30满足要求!
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