加筋土坡內(nèi)部穩(wěn)定性的確定性分析及分項(xiàng)系數(shù)法.pdf

1、加筋土坡因其填方量少、工期短、經(jīng)濟(jì)安全等優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用，然而現(xiàn)有加筋土坡的理論發(fā)展較工程實(shí)踐卻相對(duì)滯后，故對(duì)加筋邊坡設(shè)計(jì)相關(guān)的穩(wěn)定性分析方法開展深入研究具有十分重要的意義?；谠O(shè)定的在加筋土坡內(nèi)傾斜界面不應(yīng)穿越筋材的基本原則，作者探索了基于Donald和陳祖煜建立的傾斜條分上限解法理論框架下加筋土坡可能存在的三種合理滑移模式，并提出了基于庫(kù)侖滑移模式的加筋土坡穩(wěn)定性的確定性分析上限解法。在此基礎(chǔ)上，提出對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)方程，并

2、根據(jù)一次二階矩法和驗(yàn)算點(diǎn)標(biāo)定方法，編制Excel VBA程序計(jì)算加筋土坡的安全系數(shù)、可靠度指標(biāo)以及分項(xiàng)系數(shù)，從而將加筋土擋墻的傳統(tǒng)安全系數(shù)法擴(kuò)展到可靠度分析的層面。并在相對(duì)安全率的概念上，將確定性分析方法與分項(xiàng)系數(shù)方法、可靠度分析方法的安全判據(jù)建立在同一風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)之上。根據(jù)理論研究和算例分析所得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)筋材的隔斷作用形成的斜向界面破壞模式，討論可能存在的速度場(chǎng)，分別提出主動(dòng)、庫(kù)侖、被動(dòng)三種滑移模式。通過(guò)

3、計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)工程實(shí)踐中普遍采用的加筋材料間距，最有可能的破壞模式將回歸為相應(yīng)直線滑裂面的庫(kù)侖模式。故筆者提出采用基于庫(kù)侖理論的斜條分上限解法作為加筋土坡的確定性分析方法。
　　(2)由于筋材的鋪設(shè)長(zhǎng)度有限，且應(yīng)考慮保證筋材發(fā)揮極限拉力的錨固長(zhǎng)度，故在計(jì)算加筋土擋墻時(shí)還需判斷搜索滑裂面與有效長(zhǎng)度的各層筋材是否相交。由于實(shí)際加筋土擋墻的設(shè)計(jì)情況較為復(fù)雜，為此作者在陳祖煜團(tuán)隊(duì)已開發(fā)的EMU程序中增加了采用庫(kù)侖模式計(jì)算加筋土擋墻安全

4、系數(shù)的功能。
　　(3)基于作者提出的利用庫(kù)侖理論上限解法計(jì)算加筋土邊坡安全系數(shù)方法的基礎(chǔ)上，將可靠度分析應(yīng)用于目標(biāo)可靠度指標(biāo)為3.7和允許安全系數(shù)為1.35（較未加筋邊坡的規(guī)范值略高）的一個(gè)典型算例。假定填土的黏聚力c、摩擦系數(shù)f和筋材強(qiáng)度T的變異系數(shù)分別為0.2、0.1和0.07，獲得對(duì)應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)標(biāo)定值為γc=1.40，γf=1.25和γT=1.05，這一成果與國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)定接近。
　　(4)采用陳祖煜團(tuán)隊(duì)提出的相對(duì)安全

5、率的概念，通過(guò)改變坡高、坡度和其他材料參數(shù)對(duì)上述標(biāo)定值進(jìn)行普適性論證，回歸結(jié)果表明標(biāo)定的允許安全系數(shù)和分項(xiàng)系數(shù)值與對(duì)應(yīng)的可靠度指標(biāo)具有同一風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)。特別需要指出的是，隨著坡度的增加相應(yīng)安全指數(shù)的變化是平穩(wěn)的，因此人為地以70°坡角為界，將結(jié)構(gòu)分類為墻或邊坡是沒(méi)有必要的。
　　(5)為方便工程設(shè)計(jì)快速查找安全系數(shù)或設(shè)計(jì)所需筋材間距，本文基于提出的庫(kù)侖模式上限解確定性分析方法和分項(xiàng)系數(shù)方法，進(jìn)行大量計(jì)算，分別開發(fā)了坡角為70°、8