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土的重度怎么计算(土坡稳定性计算书)

时间:2024-10-09 08:45:27 浏览: 100

计算依据:

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著

4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

5、《地基与基础》第三版

计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算,由于该计算过程是大量的重复计算,故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果,省略了重复计算过程。

本计算书采用毕肖普法进行分析计算,假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还同时考虑了土条两侧面的作用力。

一、参数信息:

基本参数:

条分方法

毕肖普法

基坑开挖深度h(m)

5.67

条分块数

50

基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)

5.89

基坑内侧水位到坑底的距离hp(m)

7.39

放坡参数:

序号

放坡高度L(m)

放坡宽度W(m)

平台宽度B(m)

1

3

1.5

1

2

2.67

2.14

1

荷载参数:

序号

类型

面荷载q(kPa)

基坑边线距离a(m)

荷载宽度b(m)

1

局布

3

1

6

土层参数:

序号

土名称

土厚度(m)

土的重度γ(kN/m3)

土的内摩擦角φ(°)

粘聚力C(kPa)

饱和重度γsat(kN/m3)

1

填土

4.05

19.1

15

15

19.66

2

粉土

4.05

19.1

21.7

23

19.5

二、计算原理:

根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i条,该土条上存在着:

1、土条自重Wi,2、作用于土条弧面上的法向反力Ni,3、作用于土条圆弧面上的切向阻力或抗剪力Tri,4、土条弧面上总的孔隙水应力Ui,其作用线通过滑动圆心,5、土条两侧面上的作用力Xi+1,Ei+1和Xi,Ei。如图所示:


当土条处于稳定状态时,即Fs>1,上述五个力应构成平衡体系。考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足≥1.35的要求。

三、计算公式:

Ksj=∑(1/mθi)(cbi+γbihi+qbitanφ)/∑(γbihi+qbi)sinθi

mθi=cosθi+1/Fstanφsinθi

式子中:

Fs --土坡稳定安全系数;

c --土层的粘聚力;

γ --土层的计算重度;

θi --第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角;

φ --土层的内摩擦角;

bi --第i条土的宽度;

hi --第i条土的平均高度;

h1i --第i条土水位以上的高度;

h2i --第i条土水位以下的高度;

q --第i条土条上的均布荷载

γ' --第i土层的浮重度

其中,根据几何关系,求得hi为:

h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}

式子中:

r --土坡滑动圆弧的半径;

l0 --坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度;

α --土坡与水平面的夹角;


h1i的计算公式:

h1i=hw-{(r-hi/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}

当h1i ≥ hi 时,取h1i = hi;

当h1i ≤0时,取h1i = 0;

h2i的 计算公式:

h2i = hi-h1i;

hw --土坡外地下水位深度;


θi=90-arccos[((i-0.5)×bi-l0)/r]

四、计算安全系数:

将数据各参数代入上面的公式,通过循环计算,求得最小的安全系数Ksjmin:

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计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)

第1步 2.434 38.994 -0.021 4.243 4.243

示意图如下:


计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)

第2步 1.405 30.504 1.286 8.314 8.413

示意图如下:


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计算结论如下:

第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 2.434>1.350 满足要求! [标高 -2.670 m]

第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Ksjmin= 1.405>1.350 满足要求! [标高 -5.670 m]