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土坡稳定性计算书
计算依据:
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
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
计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。
一、参数信息:
基本参数:
条分方法
瑞典条分法
基坑开挖深度h(m)
4.3
条分块数
50
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
2
0.84
0.8
2
2.3
0.92
1
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
2.2
2
1
土层参数:
序号
土名称
土厚度(m)
土的重度γ(kN/m3)
土的内摩擦角φ(°)
粘聚力C(kPa)
饱和重度γsat(kN/m3)
1
填土
2.3
18
15
22
19
2
粘性土
2.1
19.3
18
31
20.3
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≥1.35的要求。
圆弧滑动法示意图
三、计算公式:
Ksj=∑{cili+[ΔGibi+qbi]cosθitanφi}/∑[ΔGibi+qbi]sinθi
式子中:
Ksj --第j个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值;
ci --土层的粘聚力;
li--第i条土条的圆弧长度;
ΔGi-第i土条的自重;
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;
q --第i条土条土上的均布荷载;
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Ksjmin:
------------------------------------------------------------------------------------
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 1.125 83.382 -347.547 188.070 395.170
示意图如下:
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2步 1.742 32.873 -0.020 6.327 6.327
示意图如下:
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下:
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.4421.350 满足要求! [标高 -2.300m ]
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.7421.350 满足要求! [标高 -4.300 m]
五、结论和建议:
结论和建议:
1.第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.4421.350 满足要求! [标高 -2.300m ]
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