抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析

抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析
【摘要】在对边坡进行施工时,由于科技手段和方法有限,不能搜集到所有可用的信息和对搜集到的信息加以整理和利用,所以通过相关方法使其转化成我们所需要的信息用于对边坡加固的稳定可靠性的分析,是很重要的举措。
【关键词】边坡施工;加固;稳定可靠性;分析
  一、前言
文章简述了抗滑桩加固边坡的稳定可靠性分析以及其研究背景,同时就抗滑桩加固边坡的稳定可靠性分析中两个最主要的技术进行了详细的分析和比较。
二、抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析概述
抗滑桩加固边坡的可靠度分析是以结构可靠性理论为基础,其研究内容主要为结构的安全性、实用性和耐久性等。边坡工程可靠性设计的目标,就是在一定的条件下,使边坡工程的可靠性,在规定的使用期限内,满足结构设计要求所达到的各项指标要求。对于边坡工程其结构可靠性应满足下列各项要求:
1.结构正常使用时,能承受各种荷载的作用。
2.结构正常使用时,能充分发挥优良的工作性能。
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3结构正常维护下,具有良好的耐久性能。
消费与民生4.规范规定的偶遇情况发生时,具有良好的稳定性。
三、抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析的研究背景
滑坡是一种重要的地质灾害,给人民生命财产带来巨大的损失,对工程建设造成严重的影响。虽然在边坡稳定性分析评价方面,国内外学者己投入了大量的精力,取得了很多研究成果,但建国以来,在基础设施建设各工程领域中,滑坡事故是常见的自然灾害,要及时预报,合理分析还存在着很多问题与困难。因此,当前仍有必要进行边坡的稳定性分析。
近年来,抗滑桩作为一种支挡结构措施,具有抗滑能力强!施工方便!治理效果好等优点,在滑坡治理中得到了广泛的应用。抗滑桩及其加固工程设计计算方法取得了一些进展,但许多方面仍然有待研究。例如在抗滑桩传统设计中存在设计太保守、安全系数过大,桩体抗
滑能力没有充分发挥等问题。因此,建立一种与抗滑桩治理滑坡的工程实际相符合的设计计算方法,对于工程的安全经济尤为重要。将边坡稳定的极限平衡理论与可靠度分析方法相结合,对边坡进行稳定性分析方面,前人已取得了大量的研究成果。但对边坡及其抗滑桩加固工程稳定性研究方面,采用更严格的分析方法,还有很多工作有待进一步研究。
四、抗滑桩加固边坡稳定可靠度分析的主要方法与比较
边坡稳定性分析是土力学的三大经典问题之一,多年来许多学者都致力于这方面的工作,使得边坡稳定理论具有十分丰富的内容。但在边坡稳定问题如此突出的今天,我们仍可以看到这些理论存在着诸多不足和有待改进的地方。边坡稳定分析方法种类繁多,各种分析方法都有各自的特点和适用范围,大体上包括极限平衡法、极限分析法、滑移线法和有限元法等确定性方法和在概率基础上发展起来的各种模糊随机分析等非确定性方法。本文主要介绍极限平衡法和有限元法。
1.极限平衡条分法
极限平衡法是岩土工程中的经典方法,具有计算模型简单,计算方法简便,计算结果能满
足工作需要等优点,因而被认为是边坡工程分析与设计中最主要的且最有效的实用分析方法,并为各国规范所采用该方法将土体视为刚体(即不考虑土条的变形),以MohrCoulomb的抗剪强度理论为基础,将滑动土体划分为若干垂直土条,并考虑静力平衡建立作用于这些垂直土条上的力(力矩)的平衡方程,求解安全系数,通常称为条分法。极限平衡法的基本特点是,只考虑静力平衡条件和土的MohrCoulomb破坏准则,也就是说通过分析土体在破坏那一刻的平衡来求解问题的解。当然在大多数情况下问题是静不定的,极限平衡法处理这个问题的对策是引入一些简化假定使得问题变得静定可解,这种处理方法使方法的严密性受到了损害,但是对计算结果的精度损害并不大,由此而带来的好处是使分析计算工作大为简化,因而在工程中获得广泛应用。
极限平衡法分析边坡稳定一般需要分两步来进行:pmh第一步,求抗滑安全系数的计算式Fs,第二步,确定最小安全系数Fs2012湖北高考一分一段表和最危险滑动面位置。第一步从物理意义上来分析是个力学过程,更确切的说是个岩土力学问题。第二步实际上是个数学问题,是个利用数字优化处理目标函数的过程。
极限平衡法概念清晰,容易被工程人员理解和掌握,能直接给出反映边坡稳定的安全系数
及潜在滑动面形状和位置,因此一直在工程界被广泛运用。但是,该方法存在一些固有的缺陷。首先,采用极限平衡法计算边坡安全系数时,需事先假定滑动面的位置和形状,经过试算到最小安全系数和最危险滑动面,给计算精度和效率带来了一定影响;此外,极限平衡法将滑坡体视为刚体,没有考虑土体的应力应变关系,没有考虑岩土边坡土体的变形以及开挖!填筑等施工活动对边坡的影响,因而其适用范围受到一定的限制。
2.有限元法
随着计算机和有限元分析方法的产生和发展,采用理论体系更为严密的应力应变分析方法分析土工建筑物的变形和稳定性已变得可能。与传统的极限平衡法相比,有限元法有以下优点:
()能够全面满足静力平衡!变形协调以及应力!应变之间的本构关系,不必引入假定条件,保持了严密的理论体系;
()无需事先假定潜在滑动面的位置和形状。
()可以对具有复杂的地貌!地质的边坡进行稳定性分析;可以考虑更为复杂的影响因素,如
模拟降水过程!地震等对边坡稳定的影响;
()可以分析边坡破坏的发生发展过程,模拟边坡开挖!填筑及加固的施工过程,考虑岩土体与支挡或锚固结构的共同作用和协调变形;
3.目前基于有限元方法分析边坡稳定主要有三种类型:
()对边坡非线性有限元分析,得出边坡完整的应力变形成果,预测边坡区域由弹性变为塑性的完整演进过程,为边坡治理!施工方法提供依据。但它对稳定性的分析是定性的,不能给出安全系数的大小。
(安里屋)用有限元计算的单元应力内插确定滑动面上的应力,再根据力的平衡确定安全系数。条分法要做出土条是刚性的假定,还要假定条间力的方向和分布。有限元法确定应力避免了这些假定,可使滑面上的应力更符合实际。该类方法都采用有限元进行应力计算,主要差别在于滑面形状的假定以及相应的优化方法上。
4.两种方法的比较和讨论
极限平衡法已发展成为一个具有完整体系的!成熟的分析方法,并且在工程实践中得到了广泛应用。但因其方法由于引入了各种人为假定,同时不能考虑土体内部的应力应变关系和岩土材料的非线性,在理论上缺乏严密性。尤其是在抗滑桩加固边坡中,只能将桩和土分开考虑,带有一定的局限性;并且极限平衡法需要事先假定最危险滑动面,而由于桩的加固,边坡的危险滑动面将发生改变,增加了计算的难度。有限元法无需事先假定最危险滑动面,能考虑岩土体的应力一应变性质,得到比较真实的应力场,并且能够将桩和土作为整体进行考虑。而强度折减法的软肋在于,失稳判别标准一直无法得到很好的统一,会造成不同人计算结果的差异。而滑面应力法由于各自选用的方法不同,未能产生广泛的影响。
五、结束语
抗滑桩加固边坡的稳定可靠性分析中的影响因素很多,故在实践操作的时候,需要尽量多的把相关影响因素考虑进去,具体问题具体对待,才有利于做好这项工作。
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