在我国岩土工程界,对于直立坡上沿直线形外倾结构面滑动,且稳定系数小于稳定安全系数的潜在滑体,在几何条件、岩土参数、稳定系数和稳定安全系数均相同,不计地下水压力和墙背摩擦的情况下,如果设置抗滑锚杆挡墙,那么,按不同规范计算抗滑锚杆挡墙岩土荷载会有四种方法。
(1)执行国标《边坡规范》2013版时,计算采用主动岩石压力法即采用下式(式中为滑面倾角):
(1)
(2)执行国标《地基规范》2011版时,计算采用不含稳定安全系数的剩余滑动力法即采用下式:
P=T-R (2)
(3)执行《公路路基设计规范》2015版和《公路滑坡防治设计规范》2018版时,计算采用剩余滑动力法,剩余滑动力根据传递系数法之滑动力调整法即下式算得:
P=FstT-R (3)
(4)执行国标《滑坡防治设计规范》2020版时,计算采用剩余滑动力法,剩余滑动力倾向于根据传递系数法之抗滑力调整法即下式算得:
P=T-R/Fst (4)
也可根据传递系数法之滑动力调整法即(3)式算得。
因此,执行不同的规范,一般将有四个不同的计算结果,其中后三种方法的方向相同。
下面分两种情况做进一步分析。
(1)当稳定系数大于或等于1但小于稳定安全系数时。
执行国标《边坡规范》2013版和执行国标《地基规范》2011版时,岩土荷载为0(此时一些岩土人认为边坡是稳定的,无需设置挡墙,例如李广信教授,详见公众号《玉述岩土》“”一文)。
执行《公路路基设计规范》2015版或《公路滑坡防治设计规范》2018版和执行国标《滑坡防治设计规范》2020版时,岩土荷载大于0,但根据滑动力调整法计算的结果是根据抗滑力调整法计算的Fst倍。
这表明,当稳定系数大于或等于1但小于稳定安全系数时,按不同规范计算将有三种不同的结果,且按国标《边坡规范》2013版和国标《地基规范》2011版计算,会造成应进行抗滑支护而不进行抗滑支护的后果。
(2)当稳定系数小于1时。按不同规范计算,岩土荷载均大于0,但有四种不同的值。
如此简单的岩土荷载计算竟有四种结果,有时还有该进行抗滑支护而而抗滑支护结构岩土荷载为0的情况。之所以如此,是因为岩土荷载计算方法的提出者或支持者忘记了初心和使命。进行抗滑支护结构岩土荷载计算的原因是什么?是因为抗滑稳定系数未达到稳定安全系数。进行抗滑支护结构岩土荷载计算的目的是什么?是要让坡体稳定系数达到稳定安全系数。
进行抗滑支护结构岩土荷载计算应当采用按稳定性公式反算法,且传递系数法之滑动力调整法因是根本错误的条分法而不能视为稳定性计算公式。关于按稳定性公式反算法的详细说明见《边坡规范修改建议》一书。
也许有人会问:主动岩石压力计算与主动土压力计算的原理是相同的,为何主动岩石压力算法不对呢?因为主动土压力是针对挡墙背后全填方且不视为边坡的情形提出的,不针对挖方边坡,也不针对沿结构面(包括土层界面、土岩界面)滑动的边坡。
对于本文所涉单块滑动,根据按稳定性公式反算法,岩土荷载计算公式为下式(式中为滑面倾角):
(5)
其反力使Fs=Fst。它与主动岩石压力的关系是:将粘聚力和内摩擦系数这两个强度参数按除以抗滑稳定安全系数的方式调整后,再用主动岩石压力公式计算,所得结果便是按稳定性公式反算法所得结果。
它与传递系数法之抗滑力调整法所得剩余滑动力的关系是:将剩余滑动力乘以下列系数所得结果便是按稳定性公式反算法所得结果(式中为内摩擦系数按除以稳定安全系数的方式调整后的内摩擦角,为滑面倾角):
(6)
一个值成四个值,这样的中国特色还是及早没有为好。
按稳定性公式反算法早在2007年就提出了。2014年形成的重庆边坡规范报批稿就是基于以此为核心的边坡治理新思维编写的。奇怪的是,国标《边坡规范》2013版部分在渝起草人和部分在渝审查人强力阻挠重庆边坡规范编制和发布,迫使重庆边坡规范牺牲在最后一里路上,非制造一桩科技冤案不可。
你不觉得当今的一些岩土工程专家如同国家男足队员,使劲拖国家的后退吗?