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
1
8.750
12.500
55.0
2
8.529
6.400
36.9
[岩层参数]
层数
3
序号
控制点丫坐标
容重
(m)
(kN/m3)
frb(kPa)
1
2.000
19.4
150.0
2
2.000
21.6
250.0
3
0.000
24.9
1000.0
序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)
控制截面数量:
2
锚杆和岩石粘结强度
岩层序号控制截面1控制截面2
结构单元数量:
3
Jr+[>-*[//-
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)
(
1
1.500
0.000
25.0
15.0
2
6.320
5.290
25.0
15.0
3
4.500
9.889
25.0
15.0
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)
1
0.00.0
0.0
---
2
0.00.0
0.0
---
[计算结果]
安全系数为:
1.064v1.300
编号
Ni
Ni'UiTiEi
Ei'
Pwi
Xi
1
40.0
40.00.045.3
0.0
0.0
0.0
0.0
2
480.7
480.70.0314.6
45.3
45.3
0.0
0.0
3
103.4
103.40.0281.3
22.2
22.2
0.0
0.0
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
截面坐标X(m)
5.070
11.160
岩层1厚度(m)
0.000
1.700
岩层2厚度(m)
5.210
5.500
岩层3厚度(m)
2.030
4.400
[结构体参数]
结构单兀数量:
3
号
竖向荷载
(kN)
2
控制截面1控制截面2
编号
州、,夹Q
何载参数
控制截面数量:
岩层序号
水平荷载
(kN)
0.00.0
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)
(
1
2.000
0.000
25.0
15.0
2
2.300
1.610
25.0
15.0
3
7.630
10.786
25.0
15.0
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)
1
0.00.0
0.0
---
2
0.00.0
0.0
---
[计算结果]
安全系数为:
1.186V1.300
编号
Ni
Ni'UiTiEi
Ei'
Pwi
Xi
1
65.9
65.90.0
57.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2
162.1
162.10.0
95.8
57.0
57.0
0.0
0.0
3
296.2
296.20.0
345.4
42.5
42.5
0.0
0.0
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
二Z1
k
■
八厂F
.1,j
.■,
[计算条件]
[基本参数]
计算方法:
计算目标:
边坡高度:
不考虑水的作用影响:
安全系数计算范围:
[坡线参数]
通用方法计算安全系数
9.840(m)
(0.500~10.000)
坡线段数
3
序号
水平投影(m)竖向投影(m)倾角(°)
1
5.190
7.410
55.0
2
1.920
0.820
23.1
3
4.980
1.610
17.9
[岩层参数]层数
序号
2
控制点丫坐标
(m)
4.000
0.000
1
2
控制截面数量:
岩层序号
截面坐标X(m)岩层1厚度(m)岩层2厚度(m)
[结构体参数]结构单元数量:
州、,夹Q
何载参数
水平荷载
(kN)
0.0
0.0
(kN/m3)
19.4
21.6
2
控制截面
3.930
1.150
4.310
编号
1
2
结构面参数
编号水平投影
0.0
0.0
容重锚杆和岩石粘结强度
frb(kPa)
150.0
250.0
1控制截面2
6.290
1.440
6.000
竖向荷载
(kN)
竖向投影粘聚力
摩擦角
水压力调整系数
(m)
(m)
(kPa)
(度)
1
3.000
0.000
25.0
15.0
2
8.250
9.568
25.0
15.0
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)
1
0.00.0
0.0
---
[计算结果]
编号
Ni
Ni'UiTiEi
Ei'
PwiXi
1
138.5
138.50.088.4
0.0
0.0
0.0
2
405.0
405.00.0334.6
88.4
0.0
0.0
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。
安全系数为:
1.268V1.300
0.0
88.4
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》(GB
50330--2013)式623-1〜623-4计算:
(6.2+3-1)
si□(住+Q
sin2nsin2(住+0—
{KqEsin(a+^)sin(a-<5>
+sin(^?
+6)写in(甲一0)]+2^sinrrcos^cos(a+0—卩一为
—ZyKusinCtt+^sint^—/?
)+^simcos^j
(6,2.3-2)
(6,2,3-3>
(&2.3-4)
X』Kq$in(口一刃sin《华+$)+qsimco申}
2c
式中:
E——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;
3
丫——重度,取值21.56KN/m;
C岩体结构面黏聚力,取值25kPa;
©—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;
S――土对挡土墙墙背的摩擦角,取值10°;
B——填土表面与水平面夹角,取值0°;
a――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
e'ah=Ea/0.9H
计算得岩土压力水平分力修正值力e'ah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:
Nak=e'ah*Sxj*Syj/cos:
-
式中:
Nak——锚杆所受轴向拉力(kN);
Sj、Syj――锚杆的水平、垂直间距,取值2.0m;
e'ah——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Nak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:
KbNakAs-
fy
式中:
As——锚杆钢筋截面面积(m2);
fy――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As为2.16X10-4m2;
设计锚杆钢筋直径为25mm截面面积4.91X10-4m2大于As,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:
、KNak
la-
'D•frbk
式中:
la——锚固段长度(m);
K锚杆锚固体抗拔安全系数,取值2.4;
frbk――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la为0.92m;
设计锚杆锚固段长度均大于la,符合要求。
⑵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824推荐的公式计算要
求:
KNak
la-
n江dfb
式中:
la――锚筋与砂浆间的锚固长度(m);
d――锚筋直径,取值0.025m;
n——杆体根数,取值1根;
fb――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la为0.41m;
设计锚杆锚固段长度均大于la,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-fyAstyRho+f/Astz(九-才)
M格构承受的弯矩,kN.m;
Fy、fy'――钢筋抗拉、抗压强度,取值300N/m金
Ast、Ast'受拉钢筋、受压钢筋截面面积,取值942.6N/mm;
丫s——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。
、已有挡土墙加固后稳定性验算
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:
竖向投影长(m)换算土柱数
0
:
1(作用点坐标相对于墙左上角点)作用角是否为被动土压力
坡面线段数:
1折线序号水平投影长(m)19.0009.000作用于墙上的附加集中荷载数荷载号XYP
(m)(m)(kN/m)(
1-2.100-7.0000.0000.000V
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)
圆心丫坐标:
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
[计算条件]
(kN)
(kN)
1
0.0
0.0
2
0.0
0.0
3
0.0
0.0
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)
1
1.500
0.000
25.0
15.0---
2
6.320
5.290
25.0
15.0---
3
4.500
9.889
25.0
15.0---
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)
1
0.00.0
0.0
---
2
0.00.0
0.0
---
[锚杆(索)控制参数]边坡工程重要性系数:
锚固体与地层粘结工作条件系数:
锚杆钢筋抗拉工作条件系数:
钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数:
交互锚杆钢筋的抗拉强度:
锚杆(索)配筋荷载分项系数:
[锚杆(索)参数]锚杆(索)道数
1.0
1.00
0.69
0.60
否
1.30
序号支护类型水平间距竖向间距入射角锚固体直径
自由段长度锚固段长度
筋锚筋fy钢筋与砂浆(m)(m)(
(MPa)fb(kPa)
°)
(mm)
(m)
(m)
1
锚杆
2400.0
2.000
5.760
15.0
90
2.000
7.000
1D25
2
锚杆
2400.0
2.000
2.000
15.0
90
2.000
7.000
1D25
3
锚杆
2400.0
2.000
2.000
15.0
90
3.000
6.000
1D25
4
锚杆
2400.0
2.000
2.000
15.0
90
3.000
4.000
1D25
5
锚杆
2400.0
2.000
2.000
15.0
90
3.000
4.000
1D25
6
锚杆
2400.0
2.000
2.000
15.0
90
2.000
3.000
1D25
7
锚杆
2400.0
2.000
2.000
15.0
90
2.000
3.000
1D25
7
[计算结果]
配
安全系数为:
1.382>1.300
编号
Ni
Ni'UiTiEi
Ei'
Pwi
Xi
1
50.1
50.10.036.9
0.0
0.0
0.0
0.0
2
589.5
589.50.0263.4
74.6
74.6
0.0
0.0
3
203.1
203.10.0235.9
87.1
87.1
0.0
0.0
注:
1.Ni--
-
单元i中结构面上的正压力,
单位kN;
2.Ni'--■
单兀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--■
单兀i左侧面正压力,
单位kN;
6.Ei'---
单兀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--
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- 崩塌 计算