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[摘 要] 本文在滑坡病害整治设计经验的基础上,结合对规范理解及工作中的实际运用,重点探讨滑坡推力计算参数、安全值的选用问题及抗滑桩结构设计中强度安全系数问题。
[关键词] 滑坡 滑带土 抗滑桩 支挡结构 安全系数
一、前言
当前,对滑坡病害的性质和分类的宏观分析理论已趋于成熟,但是在病害整治的具体设计中由于受到试验、地质勘探等手段的限制,使得在滑坡推力计算中选用各种滑带土的物理、力学指标及安全值参数造成困难,这就需要技术人员对所掌握的数据结合经验进行比选、推算,合理确定选用参数。
抗滑桩是支挡滑坡的一种有效整治措施,而抗滑桩结构不完全同于一般支挡结构,特别是结构强度安全系数在规范及支挡结构设计规则中涉及很少,现结合对规范的理解和设计经验提出一点建议以供参考。
二、滑坡滑带土的强度指标确定
规范规定:滑带土的强度指标,可采用土的试验资料或用反算值以及经验数据等分析后选用。
在实践中试验数据一般不宜直接采用。滑带土的试验资料除原状砂类土在高等级试验室可以做三轴试验得出比较实际的内摩擦角值外,粘性土或在普通试验室只能对滑带土的重塑土进行三轴试验或直剪试验,从其残余强度中获得滑带土的内摩擦角值。而往往在试验中由于受诸多因素影响,所得出的结果与实际偏差较大,对比发现该数值普遍偏小,因此对于试验数据一般不能拿来直接采用,仅只在确定具体数值时对照参考。
采用反算法求滑带土的综合内摩擦角。滑坡形成发展到后壁错落舌部隆起且出口面明显时,可以视滑体此时受力处于极限平衡状态,即滑坡在舌部出口处的推力为零,将滑体分成若干个计算土块根据相关资料计算推力,通过代数方法或图解方法可以得到综合内摩擦角值。由于视滑体受力处于极限平衡状态,现状比较符合实际滑坡推力情形,故认为在当前试验手段下,滑坡推力计算选用内摩擦角值应以反算法求得的内摩擦角值为主要依据。粘聚力值可根据土体成分用经验数据。
三、滑坡推力计算时安全值K的选定
规范规定:用反算法求算滑坡推力的安全系数K,一般采用1.05~1.25。实际在选用安全值K时应综合考虑各方面因素影响。
1、对滑坡的认识程度及资料的准确程度的掌握
首先,对滑坡病害原因分析是否确切,对滑坡病害的进一步发展是否掌握,勘测、勘探资料的精度特别是滑坡范围、滑动面位置的确定准确与否对滑坡推力分块计算影响很大。若精度越高(例如对滑坡的范围、深度、原因十分清楚,测量、勘探资料可靠,发现明显的镜面擦痕、舌部出口面、错落后壁等),则K选用小一些,反之应大一些。
2、工程的重要性和滑坡的危害程度
充分认识滑坡破坏可能造成的后果及整治工程的实际效果,注意在整治方案中考虑比选各种综合整治措施,迅速及时消除外界条件影响,例如:由于地表水地下水的作用促使滑坡病害加剧发展,在滑体外设天沟拦截地表水,设置支撑渗沟或渗水隧洞截排、疏干或降低地下水是行之有效的综合整治措施,遵循综合整治为主,支挡为辅的原则。因此由于综合整治措施的合理完善K值可以考虑取小些,反之则取大些。
四、抗滑桩结构设计强度安全系数的确定
《铁路路基支挡结构物设计规则》规定:抗滑桩的结构设计,可按极限状态法计算。极限状态包括承载能力极限状态和正常使用极限状态两种情况,又设计规则规定:抗滑桩桩身按受弯构件设计,无特殊要求时,可不作变形、抗裂、挠度等项验算。因此,在抗滑桩结构设计中仅考虑承载能力的极限状态。
1、在抗滑桩结构设计中一直延用《钢筋混凝土结构设计规范》,其受弯承载力公式表达为KM 2、规范中规定了对于一般工民建结构的结构强度安全系数,可由于抗滑桩的受力状态有别于一般工民建结构,故在铁路抗滑桩使用安全系数时进行了必要的修正。本文认为安全系数有必要进一步修正减小的理由如下:
(1)在计算桩所受滑坡推力时,只是简单地把滑坡推力分配给每一根抗滑桩,没有考虑到抗滑桩侧向摩擦力的作用。
(2)计算滑坡推力时,已考虑了比较可靠的安全系数,并且呈非线性递增。
(3)抗滑桩一般不承受动荷载,只是承受在内力计算时已考虑的永久性荷载。
(4)滑坡推力分布图形根据滑体土石性质采用矩形、梯形或三角形,从已知的试验中表明均对结构安全有利。
(5)历史上对已建成的抗滑桩虽发生过事故,但没有发生过由于结构强度不足而产生破坏的先例。
(6)滑坡病害以综合整治为主,除抗滑桩外其他措施的合理实施,很大程度上缓解了滑坡病害,亦有可能减小了滑坡推力。
综上所述认为在抗滑桩结构设计中,单一安全系数在正截面受弯计算中取1.10~1.15为宜。
滑坡病害整治工程是一个比较复杂的系统工程,任何设计规范、规则也只是原则性地加以规定,没有更多更深的实用细节可采用,因此要求我们技术人员在工作中不断摸索总结完成设计以确保工程安全。
[关键词] 滑坡 滑带土 抗滑桩 支挡结构 安全系数
一、前言
当前,对滑坡病害的性质和分类的宏观分析理论已趋于成熟,但是在病害整治的具体设计中由于受到试验、地质勘探等手段的限制,使得在滑坡推力计算中选用各种滑带土的物理、力学指标及安全值参数造成困难,这就需要技术人员对所掌握的数据结合经验进行比选、推算,合理确定选用参数。
抗滑桩是支挡滑坡的一种有效整治措施,而抗滑桩结构不完全同于一般支挡结构,特别是结构强度安全系数在规范及支挡结构设计规则中涉及很少,现结合对规范的理解和设计经验提出一点建议以供参考。
二、滑坡滑带土的强度指标确定
规范规定:滑带土的强度指标,可采用土的试验资料或用反算值以及经验数据等分析后选用。
在实践中试验数据一般不宜直接采用。滑带土的试验资料除原状砂类土在高等级试验室可以做三轴试验得出比较实际的内摩擦角值外,粘性土或在普通试验室只能对滑带土的重塑土进行三轴试验或直剪试验,从其残余强度中获得滑带土的内摩擦角值。而往往在试验中由于受诸多因素影响,所得出的结果与实际偏差较大,对比发现该数值普遍偏小,因此对于试验数据一般不能拿来直接采用,仅只在确定具体数值时对照参考。
采用反算法求滑带土的综合内摩擦角。滑坡形成发展到后壁错落舌部隆起且出口面明显时,可以视滑体此时受力处于极限平衡状态,即滑坡在舌部出口处的推力为零,将滑体分成若干个计算土块根据相关资料计算推力,通过代数方法或图解方法可以得到综合内摩擦角值。由于视滑体受力处于极限平衡状态,现状比较符合实际滑坡推力情形,故认为在当前试验手段下,滑坡推力计算选用内摩擦角值应以反算法求得的内摩擦角值为主要依据。粘聚力值可根据土体成分用经验数据。
三、滑坡推力计算时安全值K的选定
规范规定:用反算法求算滑坡推力的安全系数K,一般采用1.05~1.25。实际在选用安全值K时应综合考虑各方面因素影响。
1、对滑坡的认识程度及资料的准确程度的掌握
首先,对滑坡病害原因分析是否确切,对滑坡病害的进一步发展是否掌握,勘测、勘探资料的精度特别是滑坡范围、滑动面位置的确定准确与否对滑坡推力分块计算影响很大。若精度越高(例如对滑坡的范围、深度、原因十分清楚,测量、勘探资料可靠,发现明显的镜面擦痕、舌部出口面、错落后壁等),则K选用小一些,反之应大一些。
2、工程的重要性和滑坡的危害程度
充分认识滑坡破坏可能造成的后果及整治工程的实际效果,注意在整治方案中考虑比选各种综合整治措施,迅速及时消除外界条件影响,例如:由于地表水地下水的作用促使滑坡病害加剧发展,在滑体外设天沟拦截地表水,设置支撑渗沟或渗水隧洞截排、疏干或降低地下水是行之有效的综合整治措施,遵循综合整治为主,支挡为辅的原则。因此由于综合整治措施的合理完善K值可以考虑取小些,反之则取大些。
四、抗滑桩结构设计强度安全系数的确定
《铁路路基支挡结构物设计规则》规定:抗滑桩的结构设计,可按极限状态法计算。极限状态包括承载能力极限状态和正常使用极限状态两种情况,又设计规则规定:抗滑桩桩身按受弯构件设计,无特殊要求时,可不作变形、抗裂、挠度等项验算。因此,在抗滑桩结构设计中仅考虑承载能力的极限状态。
1、在抗滑桩结构设计中一直延用《钢筋混凝土结构设计规范》,其受弯承载力公式表达为KM
(1)在计算桩所受滑坡推力时,只是简单地把滑坡推力分配给每一根抗滑桩,没有考虑到抗滑桩侧向摩擦力的作用。
(2)计算滑坡推力时,已考虑了比较可靠的安全系数,并且呈非线性递增。
(3)抗滑桩一般不承受动荷载,只是承受在内力计算时已考虑的永久性荷载。
(4)滑坡推力分布图形根据滑体土石性质采用矩形、梯形或三角形,从已知的试验中表明均对结构安全有利。
(5)历史上对已建成的抗滑桩虽发生过事故,但没有发生过由于结构强度不足而产生破坏的先例。
(6)滑坡病害以综合整治为主,除抗滑桩外其他措施的合理实施,很大程度上缓解了滑坡病害,亦有可能减小了滑坡推力。
综上所述认为在抗滑桩结构设计中,单一安全系数在正截面受弯计算中取1.10~1.15为宜。
滑坡病害整治工程是一个比较复杂的系统工程,任何设计规范、规则也只是原则性地加以规定,没有更多更深的实用细节可采用,因此要求我们技术人员在工作中不断摸索总结完成设计以确保工程安全。