堤坡稳定的安全复核应按《堤防工程设计规范》中规定的抗滑稳定计算 进行,现摘要介绍如下 (一)计算强度的选择 做堤防抗滑稳定分析时,土的抗剪强度指标可采用三轴抗剪强度,直剪 强度。应根据堤防的工作状态和采用的计算方法选用不同的强度指标,详见表4 表4-1土的抗剪强度试验方法和强度指标 堤的工作状态计算方法 使用仪器试验方法强度指标 施工期 总应力法 直剪仪 快剪 三轴仪 不排水剪 稳定渗流期有效应力法 直剪仪 慢剪 三轴仪 固结排水剪 水位降落时总应力法 直剪仪 固结快剪 三轴仪 固结排水剪 当堤基为饱和软粘土,并以较快的速度填筑堤身时,可采用快剪或不排水 的现场十字板强度指标。 二)计算荷载的组合 1.正常情况下稳定计算的荷载组合: (1)设计洪水位,核算背水坡稳定性; (2)髙水位骤降,核算临水坡稳定性 (3)施工期(包括竣工时)背水坡和临水坡稳定性。 2.地震情况下稳定计算的荷载组合 在一般洪水位时,遭遇地震,核算背水坡和临水坡的稳定性 另外,在暴雨下应根据填土的渗透性和堤坡防护措施,核算暴雨或连续 长期降雨时堤防边坡的稳定性 堤坡稳定安全复核的方法
堤坡稳定的安全复核应按《堤防工程设计规范》中规定的抗滑稳定计算 进行,现摘要介绍如下: (一)计算强度的选择 做堤防抗滑稳定分析时,土的抗剪强度指标可采用三轴抗剪强度,直剪 强度。应根据堤防的工作状态和采用的计算方法选用不同的强度指标,详见表 4 —1。 表 4—1 土的抗剪强度试验方法和强度指标 堤的工作状态 计算方法 使用仪器 试验方法 强度指标 施工期 总应力法 直剪仪 快剪 Cu, u 三轴仪 不排水剪 稳定渗流期 有效应力法 直剪仪 慢剪 C' , ' 三轴仪 固结排水剪 水位降落时 总应力法 直剪仪 固结快剪 Ccu, cu 三轴仪 固结排水剪 当堤基为饱和软粘土,并以较快的速度填筑堤身时,可采用快剪或不排水 的现场十字板强度指标。 (二)计算荷载的组合 1.正常情况下稳定计算的荷载组合: (1)设计洪水位,核算背水坡稳定性; (2)高水位骤降,核算临水坡稳定性; (3)施工期(包括竣工时)背水坡和临水坡稳定性。 2.地震情况下稳定计算的荷载组合: 在一般洪水位时,遭遇地震,核算背水坡和临水坡的稳定性。 另外,在暴雨下应根据填土的渗透性和堤坡防护措施,核算暴雨或连续 长期降雨时堤防边坡的稳定性。 三、堤坡稳定安全复核的方法
(一)圆弧滑动法 1.规范规定的圆弧滑动法 土堤堤坡稳定计算由于选用的土体抗剪强度不同,分为总应力法和有效应 力法,其计算公式如下: (1)总应力法 施工期抗滑稳定安全系数按下式计算: 2(c,bsec d+ wcos g a) 2)水位降落期抗滑稳定安全系数可按下式计算: Eca bsec 6+(w cos B-u, b sec 6)g aauI (2)有效应力法 稳定渗流期抗滑稳定安全系数可按下式计算: 2(b8+1(n+20p-a)kge 4-3) 式中:b为条块宽度(m) w为条块重量;w=W+w2+rzb (KN);w为在堤坡外水位 以上的条块实重(KN);w2 为在堤坡外水位以下的条 块浮重(KN);z为堤坡外 水位高出条块底面中点的 距离(m);u为稳定渗流 期堤身或堤基中的孔隙压 力(KPa)u为水位降落前 堤身的孔隙压力(KPa);β 为条块的重力线与通过此 条块底面中点的半径之间 图4-6圆弧滑动计算示意图 的夹角(度);r为水的密 度(t/m3):Cu,C,Ca,q a,C′,φ′为土的抗剪强
(一)圆弧滑动法 1.规范规定的圆弧滑动法 土堤堤坡稳定计算由于选用的土体抗剪强度不同,分为总应力法和有效应 力法,其计算公式如下: (1)总应力法 1).施工期抗滑稳定安全系数按下式计算: 2)水位降落期抗滑稳定安全系数可按下式计算: (2)有效应力法 稳定渗流期抗滑稳定安全系数可按下式计算: 式中:b 为条块宽度(m); w 为条块重量;w=w1+w2+rwzb (KN);w1为在堤坡外水位 以上的条块实重(KN);w2 为在堤坡外水位以下的条 块浮重(KN);z 为堤坡外 水位高出条块底面中点的 距离(m);u 为稳定渗流 期堤身或堤基中的孔隙压 力(KPa)ui为水位降落前 堤身的孔隙压力(KPa); 为条块的重力线与通过此 条块底面中点的半径之间 的夹角(度);rw为水的密 度(t/m3);Cu,Cu,Ccu, cu,C , 为土的抗剪强 图 4—6 圆弧滑动计算示意图
度指标(KN/m,度),详 见表4-1。以上三式计算 示意图如图4-6。 式(4-1)、(4-2)和(4-3)式计算的安全系数K,是在假定圆弧后得出的, 因此,随便假定一个圆弧算出的K值并不是最小值,换句话说,该圆弧不是最危 险的,一般情况,必须通过试算多个不同的圆弧,从中找出最小值,对于计算不 十分熟练者来说,计算工作量将是比较大的,由于计算机的普遍应用,并有成熟 的计算软件可供使用,可大大的减少人工计算工作量,为圆弧滑动分析提供了极 大的方便。 2.“φ=0”圆弧滑动法 大多数堤防工程采用人力挑土填筑,堤身的质量难以保证。针对这一实 际情况,南京水利科学研究院在60年代开发了“Φ=0”圆弧滑动法计算图表, 为工程技术人员进行圆弧滑动法计算提供了一定方便,在一时难以进行电算的情 况下,还有一定的使用价值(本法适用于深层滑动稳定分析)。现介绍如下: (1)“φ=0”圆弧滑动 法的基本假定 1)软粘土地基强 度随着深度的增加成正比 例增加。这一假设基本符 合正常固结沉积软粘土的 强度随深度增加而增大的 规律。这也是沉积软粘土 的一个重要特征 2)堤防(堤身) 做为滑动体,圆弧通过地 强度〔S〕 基土时,地基土的抗力做 为阻滑力,两者相比即为 堤防的稳定性安全系数 (2)“Φ=0”圆弧滑动 稳定分析计算方法的计算 图4-7“Φ=0”圆弧滑动稳定分析简图 (如图4-7所示)。 通过图4-8,图4 9,及图4-10。可很方 便地的进行计算
度指标(KN/m2,度),详 见表 4—1。以上三式计算 示意图如图 4—6。 式(4-1)、(4-2)和(4—3)式计算的安全系数 K,是在假定圆弧后得出的, 因此,随便假定一个圆弧算出的 K 值并不是最小值,换句话说,该圆弧不是最危 险的,一般情况,必须通过试算多个不同的圆弧,从中找出最小值,对于计算不 十分熟练者来说,计算工作量将是比较大的,由于计算机的普遍应用,并有成熟 的计算软件可供使用,可大大的减少人工计算工作量,为圆弧滑动分析提供了极 大的方便。 2.“ =0”圆弧滑动法 大多数堤防工程采用人力挑土填筑,堤身的质量难以保证。针对这一实 际情况,南京水利科学研究院在 60 年代开发了“Φ=0”圆弧滑动法计算图表, 为工程技术人员进行圆弧滑动法计算提供了一定方便,在一时难以进行电算的情 况下,还有一定的使用价值(本法适用于深层滑动稳定分析)。现介绍如下: (1)“ =0”圆弧滑动 法的基本假定: 1)软粘土地基强 度随着深度的增加成正比 例增加。这一假设基本符 合正常固结沉积软粘土的 强度随深度增加而增大的 规律。这也是沉积软粘土 的一个重要特征。 2)堤防(堤身) 做为滑动体,圆弧通过地 基土时,地基土的抗力做 为阻滑力,两者相比即为 堤防的稳定性安全系数。 (2)“Φ=0”圆弧滑动 稳定分析计算方法的计算 (如图 4-7 所示)。 通过图 4-8,图 4 -9,及图 4-10。可很方 便地的进行计算。 图 4-7“Φ=0”圆弧滑动稳定分析简图
图4-8k/to~g关系图 图4-9k/τo~0关系图
图 4-8 k/τ0~g 关系图 图 4-9 k/τ0~θ 关系图