赵尚毅《安全系数讨论》课件

1、边（滑）坡工程设计中边（滑）坡工程设计中安全系数的讨论安全系数的讨论郑颖人郑颖人赵尚毅赵尚毅后勤工程学院建筑系后勤工程学院建筑系重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆市地质灾害防治工程技术研究中心1、引言、引言不同的计算方法不同的计算方法,边坡的安全系数边坡的安全系数定义不同。定义不同。 条分法图条分法图极限平衡法极限平衡法 有限元强度折减法有限元强度折减法有限元法有限元法 有限元超载法有限元超载法1 引引 言言u不同的安全系数定义引起边（滑）不同的安全系数定义引起边（滑）坡的稳定安全系数坡的稳定安全系数 与滑坡推力值不同与滑坡推力值不同 造成边（滑）坡设计的混乱。造成边（滑）坡设计的混乱。

2、传递系数法的两种表达形式传递系数法的两种表达形式b 、显式表达式、显式表达式a 、隐式表达式、隐式表达式112121/tan)sin(cos) ()cos(sin) (iisiiiiiiiiiiiiiiiiFFDWWLcDWWFsiiiiiiF/tan)sin()cos(111111111)()(ninijnjininijnjisTTRRF)cos(sin) (21iiiiiiDWWTiiiiiiiiiilcDWRtan)sin(cos111tan)sin()cos(iiiiij式中式中式中式中设设 ;安全系数定义改变。安全系数定义改变。1SF中2、边（滑）坡安全系数的定义、边（滑）坡安全系数

3、的定义llsdldlcF001)tan(下滑力抗滑力dldltgc)(1SFs1Fcc 1tantansF求求 两种方法两种方法:直接解，降低直接解，降低 与与ctg（1）强度储备）强度储备 安全系数安全系数(2) 超载储备安全系数超载储备安全系数 00s20s20s2ddtanFcdFdtanFc1超载储备安全系数相当于折减粘聚力超载储备安全系数相当于折减粘聚力c值的值的强度储备安全系数。强度储备安全系数。求安全系数两种方法：直接解；增大荷载。求安全系数两种方法：直接解；增大荷载。 dtanFcdtancFFs2s2s1（3）下滑力超载储备安全系数）下滑力超载储备安全系数 lldldlc0s

4、30F)tan(1dldltgcFS)(3算例算例1：均质土坡，坡高均质土坡，坡高H=20m,粘 聚 力粘 聚 力 c = 4 2 k P a ， 土 重 度， 土 重 度=20kN/m3，内摩擦角，内摩擦角=17，求坡角求坡角=30、35、40、45、50、90时边坡的稳时边坡的稳定安全系数，不同安全系数定义定安全系数，不同安全系数定义条件下的计算结果见下表。条件下的计算结果见下表。3、不同定义对稳定安全系数的影响、不同定义对稳定安全系数的影响方法方法坡角坡角/()303540455090国际惯例国际惯例1.551.551.411.411.31.31.21.21.121.120.640.64

5、强度储备安全系数强度储备安全系数边坡规范边坡规范超载安全系数超载安全系数滑坡规范滑坡规范下滑力超载下滑力超载安全系数安全系数1.551.551.411.411.31.31.21.21.121.120.640.64u解析方法方法方法坡角坡角/()303540455090SpencerSpencer法法1.551.551.411.411.31.31.21.21.121.120.640.64强度储备安全系强度储备安全系数数有限元强度折减有限元强度折减1.561.561.421.421.311.311.211.211.121.120.650.65强度储备安全系强度储备安全系数数折减粘聚力折减粘聚力c

6、c值的值的强度储备安全强度储备安全系数系数2.842.842.062.061.651.651.41.41.211.210.550.55增大重力荷载的增大重力荷载的超载储备安全系超载储备安全系数数 2.842.842.062.061.651.651.41.41.211.210.550.55u有限元法4 不同安全系数的定义对滑坡推力计算的影响不同安全系数的定义对滑坡推力计算的影响由强度折减安全系数得到的滑坡推力sFststFRRE只增大下滑力安全系数得到的滑坡推力只增大下滑力安全系数得到的滑坡推力tsstsstsstEFFRRFRFREsR岩土体下滑力；岩土体下滑力；tR岩土体抗滑力；岩土体抗滑力

7、；tR不平衡推力法中的推力分析不平衡推力法中的推力分析算例比较算例比较 sF安 全安 全系数系数0.850.901.001.051.101.151.251.30显显示示解解93519433965497659886999902510029隐隐式式解解10102096396547725509618473807913 /0. 920.931.001.041.091.131.221.27不同安全系数下滑坡剪出口的剩余推力不同安全系数下滑坡剪出口的剩余推力(KN) 稳定系数稳定系数0.808iFiFiFiF算例算例2：滑体饱和重度：滑体饱和重度= 20kN/m3，滑面土，滑面土体强度参数：粘聚力体强度参

8、数：粘聚力c=16.9kPa，内摩擦，内摩擦角角= 8.5，滑面如图，滑面如图1。算例算例3：滑体饱和重度：滑体饱和重度= 20kN/m3，滑面，滑面为一单一直线滑面，倾角为一单一直线滑面，倾角30，滑面土体，滑面土体强度参数：粘聚力强度参数：粘聚力c=18kPa，内摩擦角，内摩擦角= 20，如图，如图2。 5 结结 论论1）按照传统的计算方法采用目前国）按照传统的计算方法采用目前国际上使用的强度储备安全系数是较际上使用的强度储备安全系数是较合理的，也符合边（滑）坡受损破合理的，也符合边（滑）坡受损破坏的实际情况，建议一般情况下采坏的实际情况，建议一般情况下采用强度储备安全系数作为边（滑）用强度储备安全系数作为边（滑）坡的稳定安全系数。坡的稳定安全系数。2）在特殊