剩余滑动力是视为荷载设计值还是视为荷载标准值?

文摘   2024-11-03 11:13   重庆  

剩余滑动力是视为荷载设计值还是视为荷载标准值,效果差别很大。例如:如果视为荷载标准值,进行抗滑桩截面设计时需将其乘以荷载分项系数。

某边坡工程就曾经遇到一个现实问题:边坡支护桩施工完毕后,在边坡中新发现滑坡滑面,需复核桩设计。复核结果是:剩余滑动力视为设计值时设计无需修改;剩余滑动力视为标准值时设计需要修改,支护桩需重做。

如何回答这个问题呢?有四点。

1.如果要用剩余滑动力数据,这个数据需是由传递系数法之抗滑力调整法算得的。若原有剩余滑动力数据是由传递系数法之滑动力调整法算得的,需按传递系数法之抗滑力调整法重新计算(对直线形滑面,将由传递系数法之滑动力调整法算得的剩余滑动力除以稳定安全系数即可)。原因在于传递系数法之滑动力调整法是根本错误的条分法,不能用于稳定性计算,自然也不能用于剩余滑动力计算。

2.将剩余滑动力乘推力调整系数,推力调整系数k按下式计算:

  (1)

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。该式是下列推力调整系数通式在剩余推力与滑面平行情况下的化简结果:

  (2)

对于抗滑桩,若不计桩背摩擦,则支挡力水平,(1)式还可化简为下式:

  (3)

用(1)式计算的调整系数的变化规律是:随支护力倾角与滑面倾角之和的减小而减小,两个倾角之和为0时,调整系数为1。例如:采用抗滑桩进行支护,桩后滑面水平时,调整系数便为1

为何要将剩余滑动力乘以推力调整系数?因为只有所需抗滑支挡力计算采用按稳定性公式反算法,才能使获得这个支挡力的边坡滑坡抗滑稳定系数达到稳定安全系数。按稳定性公式反算法可以借助任何认为合适的条分法,如果选择借助传递系数法,则集中作用在最末条块上的所需抗滑支挡力与剩余滑动力有(1)式表达的关系。所需抗滑支挡力的反力才是抗滑支挡结构岩土荷载,调整是由需抗滑支挡力方向与剩余滑动力方向不平行或者说两者方向不是正好相反造成的。

3.抗滑支挡力的方向取抗滑支挡结构对岩土体的反力方向

 a.对挡墙式支挡结构,抗滑支挡力方向取主动土压力反力方向,即以墙背法向为基准逆时针旋转墙背摩擦角的方向。但需注意,墙背摩擦角取值考虑摩擦力发挥程度,墙背与滑面越接近垂直,墙背摩擦角取值应越低。

    b.对锚杆,抗滑支护力方向取指向内端的锚杆轴向

4.在抗滑支护结构强度验算中岩土荷载按考虑了重要性系数的荷载设计值对待。   

采用按稳定性公式反算法算得的抗滑支护结构岩土荷载与稳定安全系数有关,所以它不是荷载标准值;同时,它也不由荷载标准值乘以荷载分项系数得来,故它也不是荷载设计值。

 但是,支护结构强度验算中的分项系数法需要有荷载设计值,支护结构强度验算中的安全系数法需要有荷载标准值。所以,在抗滑支护结构强度验算中,有一个如何对待抗滑支护结构岩土荷载的问题。

在对待时有一个原则,这就是:对应于同一岩土荷载的抗力应相当,不能因采用分项系数法和采用安全系数法而变化。具体可以这样做:

(1)采用分项系数法时,抗滑支护结构岩土荷载计算结果在形式上视为考虑了工程重要性系数的荷载设计值。也可以说,视为荷载标准值,但重要性系数和荷载分项系数均取1。抗滑桩截面设计用的是分项系数法,故属于这种情况,强度验算时它不乘以荷载分项系数和重要性系数。

为何这样做呢?因为只要保证支护结构提供的抗力能达到这个荷载,就能保证稳定系数达到稳定安全系数。

(2)采用安全系数法时,抗滑支护结构岩土荷载计算结果在形式上视为荷载标准值,但根据荷载设计值与荷载标准值的关系,将现行标准中的安全系数做折减。也可以说,保持安全系数不变,将抗滑支护结构岩土荷载做折减后再视为荷载标准值。这是等效的。

 为确保抗滑支护结构安全度不比采用分项系数法时的低,这个折减系数可以取1/1.2

采用安全系数法时,为何安全系数要折减呢?因为安全系数是个综合系数,相当于包含了分项系数法中的荷载分项系数和重要性系数的意义,而在用分项系数法时,抗滑支护结构岩土荷载已经直接视为设计值,相当于已经包含了荷载分项系数和重要性系数。

采用安全系数法时,为何取1/1.2而不取1/1.35呢?因为这里不是要保证荷载设计值算够,而是要保证荷载标准值算够,而恒荷载的荷载分项系数为1.2。重力式挡墙稳定性验算和锚杆抗拉拔验算用的是安全系数法,因而属于这种情况。具体如下:

——重力式挡墙抗倾覆和抗滑移稳定性验算时,保持抗滑支护结构岩土荷载不变,将抗滑移稳定安全系数1.3除以1.2,作为新的抗滑移稳定安全系数;将抗倾覆稳定安全系数1.6除以1.2,作为新的抗倾覆稳定安全系数(如果岩土荷载作用点仍然取下三分点的话)。

——锚杆抗拉拔验算时,保持抗滑支护结构岩土荷载不变,将锚筋抗拉抗拔、锚固体抗拔安全系数分别除以1.2,作为新的锚筋抗拉抗拔、锚固体抗拔安全系数。

根据上述四点可知,剩余滑动力是视为荷载设计值还是视为荷载标准值,这个问题不能直接回答即不能针对剩余滑动力进行回答,也不能简单回答。

玉述岩土
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