边坡支护毕业设计-土木工程.docx

河南理工大学本科毕业设计 摘 要 摘 要 巴东县云沱段连接线公路旁部分二级边坡，边坡类型为岩质边坡。由于组成边坡的岩体节理、裂隙极其发育，岩石风化程度较强，以及边坡开挖产生卸荷拉张裂隙，边坡大部分地段处于极限稳定状态，使得坡面岩块及碎块石土常发生坍塌，坠落现象，使得该路段通行危险性较大，这就严重影响了该路段的正常通行，边坡的支护治理工程迫在眉睫。 本边坡支护设计，根据实际情况采用了两种支护方式：第一，位于边坡顶部高度大概有3m的碎石土覆盖层部分，为了防止覆盖层的下滑，采用重力式挡土墙支护，首先进行了挡土墙的选型，然后进行挡土墙抗滑移和抗倾覆稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算；第二，公路旁边坡主体016m高度是破碎岩石、风化带，首先利用理正软件，采用圆弧滑动法进行了稳定性分析和剩余下滑力的计算，为了防止边坡出现滑动，同时避免坡面岩体崩落伤及路面行人，采用锚喷支护方式，计算了锚杆截面积、锚固长度等，并在坡角设置了3m高的浆砌块石护坡，此外简单的介绍了边坡绿化及坡面排水；最后简单的提到了一些施工问题。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关键字：重力式挡土墙；理正边坡稳定性分析；锚喷支护；截水沟排水62河南理工大学本科毕业设计 AbstractAbstract Part of the second rock rank of the slope in yuntuo Badong county. Rock mass joints、cracks is extremely well-developed, degree of rock weathering is stronger，and slope excavation cause relaxed-tension cranny, most part of the slope is in limit equilibrium state, that make side slope rocks and rock fragments collapsing、falling frequently，all of these make it dangerous coming though，so these have a serious impact on road passage，slope protecting works is firing.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。This design of the slope support，according to the actual conditions,designs two kind of support means：firstly，rock fragments on the top of the slope，which is three meters high，we design gravitational retaining-soil wall structure in case of rock fragments falling，this design include the gravitational retaining-soil wall structure type、the checking computation of anti-sliding stability、the checking computation anti of overturning stability、the checking of the slope base bearing capacity and wall strength checking；Secondly，slope body is breaking rocks and weathering zone，I use LiZheng software analyze slope analysis of structural stability and calculation of the remaining slide power，according to result，I design bolt spray supporting，calculate the length of the bolt sectional area and so on. Also I briefly introduce slope greening and slope drainage;Finally, a brief mention of some construction issues.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。Keywords: gravity retaining wall; LiZheng slope stability analysis; bolting and shotcrete lining; cut drainage ditch.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。河南理工大学本科毕业设计 目 录 目 录摘 要I彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。AbstractII謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。第一章 前 言1厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.1 选题目的和意义1茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.2 发展现状1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.3 本设计内容2籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。第二章 工程概况4預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.1 工程概况4渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.2 工程地质资料4铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。第三章 挡土墙设计8擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。3.1 设计基本资料8贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。3.2 挡土墙选型9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。3.3 抗倾覆稳定性验算10蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。3.4 抗滑移稳定性验算13買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。3.5 挡土墙重新设计15綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.6 地基承载力验算18驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.7 强度验算20猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。第四章 边坡稳定性分析24锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。4.1 安全系数24構氽頑黉碩饨荠龈话骛。4.2 规范一般规定24輒峄陽檉簖疖網儂號泶。4.3 计算工况25尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4.4 荷载条件25识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4.5 稳定性计算25凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。4.6 边坡稳定性评价33恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。4.7 剩余下滑力的计算33鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。第五章 边坡支护40硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。5.1 支护准备40阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。5.2 岩石侧压力计算41氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。5.3 锚杆轴向拉力标准值41釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。5.4 锚杆钢筋截面积计算42怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。5.5 锚固长度43谚辞調担鈧谄动禪泻類。5.6 护坡及马道绿化45嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。5.7 排水措施设计46熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。第六章 部分施工要点49鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。6.1 施工安全49纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。6.2 施工准备49颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。6.3 现场平面布置50濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。6.4 锚杆施工51銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。6.5 钢筋网喷射混凝土52挤貼綬电麥结鈺贖哓类。6.6 坡面防护与绿化55赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。6.7 边坡排水56塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。参考文献57裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。附 录58仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。致 谢59绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。河南理工大学本科毕业设计 第一章 前 言第一章 前 言1.1 选题目的和意义在大量的工程实践过程中，大都存在对边坡工程病害特征和性质认识不清，治理工程措施不力等诸多问题，常常会造成边坡工程的变形和破坏。或因治理方案过于保守，造成不必要的浪费。因此，预测边坡失稳的破坏时间、规模，以及危害程度，事先采取防治措施，减轻地质灾害，达到满足经济合理和安全可靠的双重目标，对高边坡病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得尤为重要。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。本科生毕业论文（设计）的编写是教学计划中必不可缺的重要组成部分，是培养、锻炼我们本科生综合能力的必备环节，是对我们所学基础知识和专业知识水平及能力的检验，提升我们掌握科学研究的方法和发现问题、分析问题、解决问题的能力，使我们能把书本理论知识应用于实际工作中。通过这次毕业论文，同时对我们的动手动笔能力均得到很大的锻炼，对我们踏入社会去竞争，创造自信心，充分培养学生实践能力，创新能力和创业能力的奠定有极其重要的意义是一个理论联系实际的过程。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。1.2 发展现状（1）边坡研究历史 边坡灾害防治的支护设计的结构类型丰富多样，其发展可大致分为以下几个阶段：第一阶段（20世纪50年代以前），大量采用抗滑挡墙结合支撑锚杆，曾取得一定效果，但由于滑坡推力大，致使抗滑挡墙体积庞大、胸坡缓，墙基必须置于滑面以下一定深度，施工开挖对滑体稳定影响大。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。第二阶段（20世纪60、70年代），在相应疏截滑带水的情况下，采用抗滑桩支挡，工程效果明显；国外多采用钢筋混凝土钻孔桩和钢桩，用群桩加承台共同受力。国内采用矩形截面的钢筋混凝土挖孔桩（最大截面4m7m，长达46米），抗滑桩因提供的抗力大，施工对滑体的扰动小、安全、见效快，在这一时期曾被广泛采用。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。第三阶段（20世纪80年代以后），随着锚固技术的发展，在滑坡前缘使用群孔疏干前部岩土，预应力锚索在边坡加固中得到了广泛的应用，在工程实践中演化出了各种各样的结构形式，主要有：预应力锚索地墩或地梁；预应力锚索抗滑挡墙；预应力锚索抗滑桩；预应力锚索抗滑桩板墙；预应力锚索格构。预应力锚索的应用大大地改善了抗滑结构的受力状态，降低了工程造价。据不完全统计，在同样的条件下，锚索抗滑桩比普通抗滑桩节约投资30%左右。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。（2）发展趋势 边坡稳定性问题的考虑是工程建设中必不可少的一块，传统的稳定性分析方法如瑞典圆弧法，不平衡传递系数法，简布法等依然是现在实际工程在分析边坡稳定性时主要运用的方法。随着科学力量的进步，一些新的分析方法也在不断的出现，如用有限元法对边坡的岩土体在计算机上进行模拟，设置各种支护形式进行对比，以确定最有效的支护方案。但是随着边坡形式的不断变化，人类的工程越来越大，边坡的高度不断增加，遇到的地质问题日益复杂，我们以后所面临的边坡加固及支护问题也会愈加复杂，对欠稳定的边坡的支护要求越来越高，采用综合防护必将是未来发展的趋势。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。计算机程序在边坡领域内的模拟和计算的开发会更进一步的得到很好的利用。GPS等高科技手段会更进一步将边坡工程动态化、信息化，是其更精确更快速。因此边坡的稳定性分析方法将朝着更加新的理论、新的方法、新的技术迈进，更能将安全可靠和经济效益双目标结合在一起，更进一步的满足人类的需求。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。1.3 本设计内容本文首先介绍了边坡的工程地质条件，而后岩质边坡支护设计，根据实际情况采用了两种支护方式：第一，位于边坡顶部高度大概有3m的碎石土覆盖层部分，为了防止覆盖层的下滑，采用重力式挡土墙支护，设计进行了挡土墙抗滑移和抗倾覆稳定性验算、地基承载力验算、墙身抗剪强度验算和墙身抗压强度验算；第二，公路旁边坡主体016m高度是破碎、风化带，为了防止边坡出现滑动，同时避免坡面岩体崩落伤及路面行人，采用锚喷支护方式。首先进行了稳定性分析，稳定性分析采用了圆弧滑动法，利用理正岩土软件采用简化bishop方法计算安全系数，确定边坡处于不稳定的状态，然后利用理正软件计算边坡剩余下滑力，为锚喷支护提供参数。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。考虑到边坡的美观本文还并简单的介绍了马道绿化和边坡坡面绿化的绿化措施。在边坡排水中，采用了排水沟和截水沟设计，计算了排水沟的设计流量和地表排水沟水力计算，设计了截面形状和面积。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。河南理工大学本科毕业设计 第二章 工程概况第二章 工程概况2.1 工程概况巴东县位于湖北省西南部，长江中上游两岸。巴东县新县城到云沱段区间的运托连接线边坡，位于在建公路旁，该边坡东起一栋六层民房处，西止于黄家沟大桥桥头，总长216m，高度217m，坡度为50270，边坡类型为岩质边坡。由于组成边坡的岩体节理、裂隙极其发育，岩石风化程度较强，以及边坡开挖产生卸荷拉张裂隙，边坡大部分地段处于极限稳定状态，使得坡面岩块及碎块石土常发生坍塌，坠落现象，使得该路段通行危险性较大，这就严重影响了该路段的正常通行，边坡的支护治理工程迫在眉睫。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。2.2 工程地质资料（1）地形、地貌勘察边坡位于黄家沟东侧，黄家沟位于长江南岸，沟谷处坡脚约为50，自南向北流入长江。该短边颇为近期修建连接线公路时凿山生成，高度017m，边坡走向180270，坡角5090，边坡处于极限稳定状态，破面岩块及碎石土常有零星崩塌、坠落现象发生。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。（2）岩土工程特征边坡区地层结构简单，由上往下可分为以下几层：坡积土（Q4el+dl）：黄褐色，由粉质粘土夹碎石组成，碎石含量20%30%，碎石棱角分明，粒径10100mm，其成分主要为下浮泥质灰岩，灰岩风化残积物，厚度一般为1.53.0m。该层土下部以棕黄色粉质粘土为主。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。泥质灰岩（T2b3）：青灰色、黄灰色，中厚巨厚层状泥质灰岩。单层厚度一般为0.21.0m。岩体裂隙发育，多为层状结构，局部为块状结构。本层总厚度达392m，按风化程度和构造成因不同，本次勘察将其分为强风化带、中风化带和断层破碎带。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。在地质构造上属扬子淮地台次级构造单元，上扬子台折带八面山弧形褶皱地带的东北端，其北部为大巴山台褶带，西部为四川坳陷，东部为江汉坳陷。八面山弧形褶皱带，其结构线在南部为北东走向至北部逐渐转向东南走向。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。该段边坡自桩号0+000+79m，岩层倾向为168190，自1+032+13m段岩层倾向为330335，从产状及野外观察综合分析，此段边坡为向倾，其轴面向南东方向倾斜，两翼倾角变化较大，属斜歪褶皱，其核部位于桩号0+79懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。0+103m之间，该地段岩层裂隙较发育，岩体类型为类。除向斜构造外，该段边坡桩号1+771+86段发育一个小规模断层F1，断面产状16075，属于逆断层，整个E-E剖面总长达到了400m，破碎带裂隙密度大且不规则，岩体不完整，呈现镶嵌、碎裂结构，碎块间结合较差，岩体类型为类（E-E部分地质剖面图见图2.1）。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。图2.1 工程地质剖面图（单位：m）节理裂隙：根据现场调查统计资料，该段边坡发育的节理、裂隙主要为三组（见表2.1）。从裂隙方向的光滑程度等判断，绝大部分节理为剪性，裂隙面平整或者略有起伏，多呈现闭合状，部分微张裂隙间由岩石碎屑和粘性土填充。三组裂隙倾向与坡向相反或大角度相交，对边坡稳定性有利。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。表2.1 边坡节理裂隙表倾向（）倾角（）平均间距（m）第一组16019570750.7m1.0m第二组01560751.5m1.8m第三组708051551.6m（3）地质资料该边坡西侧与黄家沟相邻，黄家沟为季节性冲沟，沟谷下切较深，边坡区地表径流条件好，排水条件畅通，雨季时地表水流由南向北排入长江，边坡区地势较高，地下水埋深度大，故未见有地下水出露，边坡的坡面处于相对干燥状态，边坡提水文地质条件简单。地下水对该边坡基本无影响。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。巴东县处于亚热带气候区，具有空气湿润、雨量充沛、少冰雪、严寒等特点，多年平均气温17.5，七月份平均气温28.3，最高气温达41.4，一月平均气温5.9，最低气温9.1。相对湿度66%81%，常年主导风向为东南。多年平均降雨量为1082.74mm，最大年降雨量为1532.44mm（1954年），最小降雨量为625.2mm（1970）。由于地处鄂西暴雨中心，降雨量有集中、强度大的特点，每年59月份为雨季，其降雨量占全年降雨量的80.4%，一小时最大降雨量75.98mm（1991.8.6），1月最大降雨量193.3mm（1982.7.5），七月最大降雨量237.5mm，特殊的气象条件是诱发各种地质灾害的重要原因。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。（4）边坡等级的确定边坡工程应该根据其破坏后可能产生的破坏后果（危及人的生命、造成经济损失、产生不良社会影响）的严重性、边坡类型和边坡高度等因素，按表2.2确定边坡工程安全等级。根据建筑边坡工程技术规范（GB503302013）：納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。一个边坡工程的各段，可根据实际情况采用不同的安全等级；对危害性极严重、环境地质条件复杂的边坡工程，其安全等级应根据工程情况适当提高；風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。很严重：造成重大人员伤亡；严重：可能造成人员伤亡或者财产损失；不严重：可能造成财产损失。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。破坏后果严重很严重的下列边坡工程，其安全等级应该定为一级：有外倾软弱结构面控制的边坡工程；工程滑坡地段的边坡工程；边坡塌滑区有重要建（构）筑物的边坡工程。该段边坡为近期修建公路时开挖形成的边坡，其坡高10m，段长115m，占总长的53.24%；介于10m和15m之间，段长38m，占总长的17.69%；高度为1517m，段长为63m，占总长29.16%。边坡体基本属于岩质边坡类型，破体下方为一般城市道路，破坏后果严重，根据表2.2综合确定此段边坡工程安全等级为二级。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。（5）岩土力学参数根据岩土体物理力学实验结果，结合巴东县类似地质条件边坡物理力学特性，综合确定边坡支护设计参数参考值（表2.3）攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。表2.2 边坡工程安全等级边坡类型边坡高度H（m）破坏后果安全等级岩质边坡岩体类型为I类或II类H30很严重一级严重二级不严重三级岩体类型为III类或IV类15H30很严重一级严重二级H15很严重一级严重二级不严重三级土质边坡10H15很严重一级严重二级H10很严重一级严重二级不严重三级表2.3 边坡支护工程设计参数一览表岩土名称重度（kN/m3）变形模量 E0（Gpa）泊松比单轴抗压强度 frc（Mpa）抗剪强度岩石对挡墙基底摩察系数岩土体锚固体粘结强度特征值frb（kPa）等效内摩擦角 （）C（kPa）（）碎石土21.50.0150256030泥质灰岩强风化带26.04.50.37603225050中风化带26.58.00.3521.7110350.6040060断层破碎带26.055320.6015050裂隙结构面5525河南理工大学本科毕业设计 第三章 挡土墙设计第三章 挡土墙设计3.1 设计基本资料挡土墙高度H5m，属于小型挡土墙，高度不大，断面较大，放置于边坡顶部，自重合适，可以维持墙体的稳定，计划用石料砌筑，设计浆砌块石重力式挡土墙，以防止覆盖层的滑落。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。（1）安全系数的确定依据建筑边坡工程技术规范（GB503302013）有如下规定。抗滑移安全系数：Fs=1.3；抗倾覆安全系数：Fh=1.6；挡土墙地基承载力验算中，fP1.2f，其中f为持力层地基承载力特征值。根据砌体结构设计规范（GB500032011）,挡土墙应进行墙身强度验算，毛石砌体抗压强度设计值如表3.1，抗剪强度设计值如表3.2，夹覡闾辁駁档驀迁锬減。表3.1 毛石砌体抗压强度设计值（摘录）（单位：Mpa）砌体强度等级砂浆强度等级MU30M7.5M5M2.500.690.610.530.18表3.2 抗剪强度设计值（摘录）（单位：Mpa）砂浆强度等级M5M2.5M1M0.40.160.110.070.04（2）设计工况及荷载工况：自重+饱和水；设计荷载：自重，土压力。各种设计参数荷载绘制如下表格：表3.3 表各设计参数取值土体饱和重度kN/m3土体等效内摩察角（）挡土墙重度0kN/m3墙背与土体见摩擦角（）承载力特征值f（kPa）21.83022152003.2 挡土墙选型 挡土墙选型需要考虑墙顶、墙背形式、基础和填料等等内容。考虑到施工的便利，采用直背式挡土墙，其坡面坡度采用1:0.25；挡土墙墙顶高度设计略大于人体肩宽，采用70cm墙顶宽； 挡土墙的稳定性和强度，在很大程度上取决于基础的稳定性和强度。实际工程中，挡土墙的破坏很多情况下都是由于基础不良引起的。由于挡土墙基底位于边坡顶部，为了减小基地应力和增加倾覆稳定性，采用扩大基础。基础各尺寸见图3.1；视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。 挡土墙后填料选择非常重要，填料要有利于减少主动土压力和就地取材。在计算主动土压力时，内摩擦角大，有利于减少主动土压力，所以采用碎石土；偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。墙身排水孔见图3.1。采用直径为5cm的圆形孔，泄水孔间距采用2.5m，泄水孔向外侧倾斜5%，为防止水分渗入地基，最下一排泄水孔的出水处的底部緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。将铺设厚度为0.5m的粘土隔水层，泄水孔的进口处将设置粗粒料的反滤层，以防止孔道堵塞。图3.1 挡土墙剖面图（单位：mm）3.3 抗倾覆稳定性验算（1）土压力采用库伦土压力计算，不考虑墙前被动土压力的影响。 Ea=12H2Ka （3.1）騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。 Ka=sin(+)sin2sin2+-Kqsin+sin-+sin+sin-+2sincoscos+-2Kqsin+sin-+sincosKqsin-sin+sincos （3.2）疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。 Kq=1+2qsincosHsin+ （3.3）镞锊过润启婭澗骆讕瀘。 =2cH （3.4）榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。式中：Ea相应于荷载标准组合的主动土压力合力（kN/m）； Ka主动土压力系数； H挡土墙高度取，3.2m； 土体重度，21.8kN/m3； c土的粘聚力，由于是碎石土，0kPa； 土的内摩擦角，30；q地表均布荷载标准值，为0；土对挡土墙墙背的摩擦角，可按表3.4取值，0.5=15；填土表面与水平面的夹角，20；支挡结构墙背与水平面的夹角，90。表3.4 土对挡土墙背的摩擦角挡土墙情况摩擦角墙背平滑，排水良好（0.000.33）墙背粗糙，排水良好（0.330.50）墙背很粗糙，排水良好（0.500.67）墙背与填土间不可能滑动（0.671.00）首先Kq=1+2qsincosHsin+=1+20sin90cos2021.83.2sin90+20=1邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。=2cH=2021.83.2=0令A=sin+sin2sin2+-=sin90+20sin290sin290+20-30-15=1.14嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。令B=Kqsin+sin-+sin+sin- B=Kqsin90+15sin90-15+sin30+15sin30-20=1.06令C=2sincoscos+-=0令D=Kqsin+sin-+sincos =1sin90+20sin30-20+0=0.16 =0.40 E=Kqsin-sin+sincos =1sin90-15sin30+15+0=0.68=0.83Ka=AB+C-2DE=1.141.06+0-20.40.83=0.45Ea=12H2Ka=1221.83.220.45=51kN（2）挡土墙重心位置参数x0的计算： x0=G1X1+G2X2+G3X3G=210.6+490.95+100.4880=0.80m （3.5）该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。（3）抗倾覆稳定性验算按下列公式计算：Eax=Easin- （3.6）劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。Eaz=Eacos- （3.7）臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。 xf=b-zcos （3.8）鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。 zf=z-btan0 （3.9）穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。Ft=Gx0+EazxfEaxzf （3.10）隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。式中：Ft挡土墙抗倾覆稳定安全系数； b挡土墙底面水平投影宽度，1.65m； x0挡土墙中心到墙趾的水平距离； z岩土压力作用点到墙踵的竖直距离；G挡土墙重度。图3.2 挡土墙抗倾覆稳定性计算简图（单位：mm）（3）抗倾覆稳定性验算按下列公式计算： Eax=Easin-=51sin90-15=49kN Eaz=Eacos- =51cos90-15=13kN z=H-0.33+0.3=2.93+0.3=1.27mxf=b-zcos=1.65-1.07cos90=1.65m zf=z-btan0=1.07-1.65tan0=1.07mFt=Gx0+EazxfEaxzf =800.8+131.65491.07=1.63 到此，将计算成果绘制表格如下：表3.5 挡土墙抗倾覆稳定性计算成果表墙高h（m）墙重G（kN）xo（m）zf（m）xf（m）土压力（kN）抗倾覆安全系数Kq规范要求值EaEaxEaz3.2800.81.071.655149131.6挡土墙的抗倾覆稳定系数Ft=1.631.6，挡土墙的抗倾覆稳定性满足规范要求。3.4 抗滑移稳定性验算挡土墙抗滑移稳定性计算公式为： Fs=(Gn+Ean)Eat-Gt1.3 （3.11）浹繢腻叢着駕骠構砀湊。 Gn=Gcos0 （3.12） Gt=Gsin0 （3.13） Ean=Eacos(-0-) （3.14） Eat=Easin(-0-) （3.15）式中：Ea每延米主动岩土压力合力（kN/m）；FS挡土墙抗滑稳定系数； G挡土墙每延米自重（kN/m）； 墙背与墙底水平投影的夹角，90； 0挡墙底面倾角,0； 墙背与岩体的摩擦角，可按表3.4选用； 挡土墙与地基土体的摩擦系数，宜由实验确定，也可按表3.6选用； 土的内摩擦角,30。表3.6 岩土与挡墙底面摩擦系数岩土类型摩擦系数粘性土可塑0.200.25硬塑0.250.30坚塑0.300.40粉土0.250.35中砂、粗砂、砾砂0.350.40碎石土0.400.50极软岩、软岩、较软岩0.400.60表面粗糙的坚硬岩、较硬岩0.650.75图3.3 挡土墙抗滑移稳定性计算简图（单位：mm）计算中取0.6，取0.5=15。 Gn=Gcos0=80cos0=80kN Gt=Gsin0=80sin0=0kNEan=Eacos-0- =51cos90-0-15=13kN Eat=Easin-0- =51sin90-0-15=49kNFs=(Gn+Ean)Eat-Gt=80+130.649-0=1.14表3.7 挡土墙抗滑移稳定性计算成果表墙高H（m）墙重（kN）土压力（kN）抗滑安全系数FS规范要求值GGnGtEaEanEat3.2808005113491.141.3Fs=1.141.6，挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。（3）挡土墙抗滑移稳定性计算简图：图3.6 挡土墙抗滑移稳定性计算简图（单位：mm） 挡土墙抗滑移稳定性计算成果表如下：表3.9 挡土墙抗滑移稳定性计算成果表墙高H（m）墙重（kN）土压力（kN）抗滑安全安全系数FS规范要求值GGnGtEaEanEat3.27372145123461.71.3Fs=1.71.3，挡土墙的抗滑移稳定性满足要求。3.6 地基承载力验算计算公式如下： ZN=My-M0N （3.16）贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。e=b2-ZNb4 （3.17）嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。 Pminmax=Nb16eb （3.18）薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。faPminmax1.2fa （3.19）齡践砚语蜗铸转絹攤濼。式中：e墙底合力偏心距； fa修正后的地基承载力特征值（kN）； b挡土墙基底宽（m）； ZN基底合力对墙底的力臂（m）； N作用于基底合力的法向分力之和（kN）； My各力系对墙趾的稳定力矩之和(kN/m)； M0各力系对墙趾的倾覆力矩之和(kN/m)。计算简图见图3.7，其中：My =Ea1xf+Gx0 =730.84+51sin151.5 =90kN/mM0=Ea2zf=51cos150.97=48kN/mN =Gcos0+Eacos-20 =73cos11.3+51cos52.4=103kN ZN=My-M0N=90-48103=42103=0.40m e=b2-ZN=1.52-0.40=0.35mPminmax=Nb16eb=1031.5160.351.5=164.80kPa图3.7 地基承载力计算简图(单位：mm)将计算成果绘制表格3.10：表3.10 挡土墙地基承载力验算成果表墙基宽b墙基底面倾角0（）合力偏心距e（m）总稳定力矩My（kNm）总倾覆力矩M0（kNm）总垂直力N（kN）基底最大应力Pmax（kPa）基底最小应力Pmin（kPa）地基承载力特征值f（kPa）1.511.30.359048103164.80200挡土墙合力偏心距：e=0.35b4=1.54=0.375m 基底最大应力：Pmax=142.8kPa1.2f=1.2200=240kPa，因此地基承载力满足规范要求。绅薮疮颧訝标販繯轅赛。3.7 强度验算挡土墙强度验算选择墙身薄弱截面为控制截面，计算简图如下：图3.8 挡土墙墙身强度验算计算简图（单位：mm）（1）偏心抗压验算根据砌体结构设计规范，砌体偏心受压构件承载力计算NfA （3.20）式中：N轴向力设计值（kN）；A截面面积m2；f砌体抗压强度设计值（kN） 高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力影响系数。的计算方法：当3时：=11+12（eh）2 当3时：=11+12eh+11210-12式中：e轴向力的偏心距，当为石砌体时，不宜超过0.6y； 构建的高厚比，对矩形截面=H0h； 不同砌体材料构件的高厚比修正系数，按表3.11选用，这里取1.5；H0受压构件的计算高度，这里取2.6m； h矩形截面的轴向力偏心方向的边长； y截面重心到轴向力偏心方向的截面边缘的距离； 0轴心受压构件的稳定系数，0=11+2（是砂浆强度等级有关的系数，当砂浆强度等级M5时，=0.0015；砂浆强度等级=M2.5时，=0.002；砂浆强度等级0时，=0.009），这里取=0.002。饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。表3.11 高宽比修正系数砌体材料类别烧结普通砖、烧结多孔砖1.0混凝土及轻骨料混凝土砌块1.1.蒸压砂灰砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石1.2粗料石、毛石1.5 计算如下：=H0h=1.52.61.27=3.07由上图计算出轴向的偏心距：e=0.22，eh=0.221.27=0.17查阅砌体结构设计规范（GB50003-2011）知：=0.73N=103kNfA=0.736901.27=639.7kN挡土墙偏心受压满足规范要求。（2）挡土墙抗剪承载力的验算挡土墙的抗剪承载力应满足下列要求：VfV+0A （3.21）当rG=1.35时=0.23-0.0650f （3.22）烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。式中：V剪力设计值；A水平截面荷载； fV砌体抗剪强度设计值；修正系数；当G=1.2时，砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取0.64,；当G=1.35时，砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体0.66，这里取0.66；鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。剪压复合受力影响系数；f砌体的抗压强度设计值；0永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力，其值不应大于0.8f。W=57kN Ea=Easin=51sin15=13kN （3.24） 0=Ea+W=57+13=60kN （3.25） =0.23-0.0650f =0.23-0.06560690 =0.224 A=1.25m2fV+0A=160+0.660.224601.25=211kN将计算结果绘制成表3.12。由表格知： V=49kNfV+0A=211kN,挡土墙的抗剪承载力满足要求。挡土墙设计完毕，挡土墙将作为均布荷载作用于下一章进行的边坡稳定性分析中。表3.12 挡土墙抗剪强度验算成果表计算截面面积A（m2）水平截面平均压应力0（kPa）砌体抗剪强度设计值（kPa）剪力设计值V（kN）抗剪力（kN）1.256016049211河南理工大学本科毕业设计 第四章 边坡稳定性分析第四章 边坡稳定性分析4.1 安全系数长期以来，工程界广泛使用安全系数来进行边坡的稳定性评价。工程师通常采用抗滑力除以滑动力来定义安全系数。这一做法具有简单容易操作的优点，但是也带有较多的经验成分。由于稳定性计算中有较多的不确定性因素，为保证设计的边坡处于稳定状态，应使计算的稳定系数大于1，以使其具有一定的安全储备，也就是要规定一个稳定系数设计现值安全系数。用极限平衡法分析边坡稳定性时，一般采用边坡稳定系数与规范法规定的设计安全系数对比来加以判断，当边坡稳定性系数大于设计安全系数时就认为边坡是安全稳定的；否者就认为是不稳定的。撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。安全系数是结构和岩土工程里最早出现，也是使用范围最广的一种衡量安全度的指标。传统的安全系数定义为：K=结构可能提供的抗滑力导致结构破坏的作用力确定安全系数的允许值是一个关乎建筑物安全和工程投资的重大问题，安全系数即使仅仅增加0.05，也意味着工程投资的巨额增加。正是应为这个原因，国内外对边坡工程设计安全系数的规定十分重视。边坡设计安全系数是根据边坡工程的重要性、外界条件对边坡的影响、边坡的性质和规模、边坡失稳的后果及整治的难易程度等因素综合考虑后对安全系数的限值，取值大小与采用的分析方法有关，同时在一定程度上也反映了社会经济水平及风险接受水平。在进行边坡工程的设计时，必须按照相关行业的技术标准来选择设计安全系数，只有这样边坡的安全稳定才有保