基于傳遞系數(shù)法的邊坡穩(wěn)定性分析

1、基于傳遞系數(shù)法的邊坡穩(wěn)定性分析 楊義輝1 ，唐樹名2( 1. 重慶交通大學(xué)，重慶 400074; 2. 招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400067)摘 要: 傳遞系數(shù)法是一種較為常用邊坡穩(wěn)定性分析方法。簡(jiǎn)要地介紹傳遞系數(shù)法及其在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用，在不考慮地下水和考慮地下水兩種情況下計(jì)算同一處邊坡斷面，并對(duì)兩者作出了對(duì)比分析，進(jìn)而討論傳遞系數(shù)法在分析邊坡穩(wěn)定性時(shí)的局限性和應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞: 傳遞系數(shù)法; 安全系數(shù); 穩(wěn)定性; 對(duì)比分析中圖分類號(hào): U416. 1 + 4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1673 6052( 2013) 07 0020 02( 2)1引言邊坡治理是一

2、項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、施工難度大的災(zāi)害Ti = Wi sin基本假定2. 1防治工程，而邊坡穩(wěn)定性分析又是邊坡治理的前提和基礎(chǔ)。目前邊坡穩(wěn)定性定量分析有以靜力學(xué)分析 為基礎(chǔ)的極限平衡分析法，還有以一定的力學(xué)本構(gòu) 模型和幾何模型為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算法。傳遞系數(shù)法 是極限平衡分析法中的一種，又稱不平衡推力法或 折線法，它 適 用 于剛體極限平衡邊坡穩(wěn)定性分析。 該法計(jì)算簡(jiǎn)單，能判斷邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，且能為邊坡 的治理提供下滑推力的計(jì)算，因此在工程中得到了 廣泛應(yīng)用1。傳遞系數(shù)法是針對(duì)滑面為折線形的條件下提出的，其基本假定2為:( 1) 將滑坡穩(wěn)定性問題視為平面應(yīng)變問題;( 2) 在順滑 動(dòng)主軸方向的縱斷面圖上，按

3、 滑 帶 產(chǎn)狀和巖土性質(zhì)，劃分為若干鉛直條塊，由后向前計(jì) 算各條分界面上的剩余下滑力，即為該部位的滑坡 推力;( 3) 條塊橫 向按每米寬計(jì)算，不計(jì)塊體兩側(cè)的 摩阻力;( 4) 視體為 連續(xù)無壓縮介質(zhì)，由后向前作整體 滑動(dòng)，不計(jì)滑體內(nèi)局部應(yīng)力;( 5) 每條塊的下滑力方向與條塊滑帶平行。2傳遞系數(shù)法傳遞系數(shù)法是滑坡分析和處理的常用方法，其計(jì)算圖為折線形( 如圖 1 ) 。其中，Wi 為自重，Ni 為自重的法向分量，Ti 為切向分量。2. 2計(jì)算方法方 法 一: 不 考 慮 地 震、地 下 水 的 影 響，參 照( 1)Ni = Wi cosGB50021 2001 的計(jì)算式:n 1n 1 (

4、i j )+ n i = l j = 1 ( 3)FS = n 1n 1 ( Ti j )+ Tni = l j = ij = cos( i i + 1 ) sin( i i + 1 ) tani + 1n 1( 4)( 5) j = i i + 1 i + 2j = i方法二: 計(jì)算基本公式如公式 ( 3 ) ，同時(shí)考慮地下水的影響，由趙廣春等3所列公式，如下:圖 1傳遞系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)圖n 1n 1 Wi ( ( 1 ui ) cosi ksini ) Di tanbi + cbi li j + n i = l j = 1 ( 6)FS =n 1n 1 Wi ( sini + kcosi )

5、+ TDi j + Tni = lj = cos ( i + 1 ) sin ( i i + 1 ) tanb( i + 1) /( 7)j = in 1( 8)j = j i + 1 j + 2 n 1j = iFS式( 3) 式( 8) 中: FS 滑坡穩(wěn)定系數(shù);第 7 期楊義輝等: 基于傳遞系數(shù)法的邊坡穩(wěn)定性分析21i 作用于第 i 塊段的抗滑力( kN / m) ;i 第 i 塊段滑帶土的內(nèi)摩擦角( ) ;Ti 作用于 第 i 塊 滑 動(dòng) 面上的滑動(dòng)分力 ( kN /表 1用方法一計(jì)算邊坡穩(wěn)定系數(shù)SiliNiTiFSiii12345678922222222222222222253. 8

6、739. 4822. 0136. 1826. 1520. 4729. 8728. 8623. 582719153331581415 729. 0612. 5823. 6414. 628. 905. 466. 866. 514. 080. 9810. 9930. 9730. 9970. 9230. 6711. 0010. 9011055. 97821. 24467. 72667. 55493. 13238. 64637. 62613. 29514. 89538. 04282. 78125. 33433. 51296. 30381. 91158. 98164. 33 63. 22m) ;j 傳遞系

7、數(shù);i 第 i 塊段滑動(dòng)面夾角;Di 作用于第 i 塊段的動(dòng)水壓力( kN / m) 。在式( 6) 中，由于考慮了地下水的影響，根據(jù)章 勇武、趙廣春等2 3，計(jì)算時(shí)動(dòng)水壓力可按下式:1. 0310 22 43. 89 9 6. 41 0. 997 953. 69 151. 05( 9) Di = w hwi li sini表 2用方法二計(jì)算邊坡穩(wěn)定系數(shù)2式( 9) 中: w 水的重度( kN / m ) ;hwi 水頭差( m) ;li 水平距離( m) ;i 第 i 塊段的水力坡度角( ) 。在計(jì)算范圍內(nèi)，水力坡度角的正切等于水流線 變化點(diǎn)的水 頭 差 ( hwi ) 與 水 平 距 離

8、( li ) 的 比 值。計(jì) 算方法: 在一個(gè)條件滑體內(nèi)水力坡度角相同時(shí)，取該 水力坡度角; 在一個(gè)條件滑體內(nèi)水力坡度角不同時(shí)， 取幾段分別計(jì)算，再求和，每段取各自對(duì)應(yīng)的水力坡 度角及相應(yīng)的參數(shù)。 i i l i i h wi D i N i T i F S 123456789102719153331581415 7 929. 0612. 5823. 6414. 628. 905. 466. 866. 514. 086. 410. 9810. 9930. 9730. 9970. 9230. 6711. 0010. 9010. 9971. 403. 253. 074. 655. 965. 511

9、06. 8094. 03204. 35292. 40241. 36348. 841055. 97821. 24467. 72667. 55386. 33144. 61433. 27320. 89273. 54604. 85538. 04282. 78125. 33433. 51296. 30381. 91158. 98164. 33 63. 22 151. 050. 98注: 水的重度按 10kN / m2的工程中是必須要考慮的。通過多次類似的計(jì)算，并更加深入地分析，無論 是方法一還是方法二，各種參數(shù)的選取、變動(dòng)也會(huì)給 計(jì)算帶來差異，這些也表明，傳遞系數(shù)法存在一定的 局限性:( 1) 當(dāng)?shù)谆?/p>

10、為凸凹不平或兩條塊底滑坡傾角 差異較大的情況時(shí)，傳遞系數(shù)法計(jì)算邊坡穩(wěn)定性就 會(huì)出現(xiàn)大的偏差。( 2) 水力 坡 度角的變化也會(huì)給計(jì)算帶來差異， 首先表現(xiàn)在動(dòng)水壓力的流網(wǎng)繪制比較困難3，其次 當(dāng)其計(jì)算的動(dòng)水壓力值增大，而增大的動(dòng)水壓力又 會(huì)對(duì)前一塊體產(chǎn)生影響。( 3) 作用于 突變點(diǎn)后的滑塊，水平的推力分量 很小，會(huì)使穩(wěn)定系數(shù)大得不可思議5，因此，作為相 對(duì)靜態(tài)的表達(dá)式，它不能計(jì)算正在發(fā)生突變的巖體。在工程計(jì)算中，應(yīng)結(jié)合上述影響邊坡穩(wěn)定性系 數(shù)的因素，根據(jù)勘察出來的滑面形態(tài)，綜合考慮條塊 間傾角變化的正負(fù)來決定劃分條塊的數(shù)目，確定合 理的滑面內(nèi)摩擦角及滑面線以上的浸潤(rùn)線高度。參考文獻(xiàn)1李開文 .

11、 傳遞系數(shù)法計(jì)算邊坡安全系數(shù)的影響因素探討J. 路 基工程，2011，156( 3) : 79 82.2章勇武，馬惠民 . 山區(qū)高速公路滑 坡與高邊坡病害防治 技 術(shù) 實(shí) 踐M. 北京，人民交通出版社，2007. 1: 134 135.6在求得 Di 后，可求正壓力 Ni = Wi cosi Di ，其中 Wi 為塊體每米重量，單位 kN / m。3應(yīng)用實(shí)例某天然狀態(tài)下的邊坡，斷面滑體比重 = 22kN /m3 ，粘聚力 c = 15kPa，內(nèi)摩擦角 = 4，滑塊面積用Si 表示，如圖 2 所示，依次用方法一和方法二計(jì)算邊 坡穩(wěn)定性系數(shù) Fs，分別見表 1 和表 2。在方法一中， 不考慮地下水

12、的影響，邊坡基本處于極限平衡狀態(tài); 而在方法二中，考慮了地下水的影響，邊坡處于不穩(wěn) 定狀態(tài)。圖 2邊坡斷面分塊簡(jiǎn)圖4結(jié)束語從計(jì)算結(jié)果來看，是否考慮地下水的影響會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生重要影響: 方法一的簡(jiǎn)化，使得計(jì)算簡(jiǎn)單，但同時(shí)使得所計(jì)算的穩(wěn)定性系數(shù)偏大，這在實(shí)際北方交通201322淺談吉草高速公路瀝青路面 施工關(guān)鍵工藝控制 會(huì)，葛世平，張紅，張大維孫( 吉林省高速公路集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)春130033)摘 要: 瀝青路面施工過程的控制是道路施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在保證原材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上還應(yīng)在施工時(shí)就施工的主要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵指標(biāo)加以控制，以保證瀝青路面的質(zhì)量和使用性能。結(jié)合吉草高速公路瀝青路面施工實(shí)際，對(duì)瀝

13、青混合料施工關(guān)鍵工藝控制加以總結(jié)。關(guān)鍵詞: 瀝青路面; 攤鋪; 碾壓中圖分類號(hào): U416 217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1673 6052( 2013) 07 0022 03鋪機(jī)在前，兩臺(tái)攤鋪機(jī)間距不得超過 10m。攤 鋪 機(jī)的施工布設(shè)要求如表 1 所示:表 1 吉草高速公路攤鋪機(jī)布設(shè)方式1前言目前，吉林省正在進(jìn)行大規(guī)模的高速公路建設(shè)， 瀝青路面施工質(zhì)量在一定意義上代表了高速公路施工質(zhì)量和建設(shè)管理的整體水平，瀝青路面施工過程 的控制又是道路施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在保證原材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上還應(yīng)在施工時(shí)就施工的主要環(huán) 節(jié)和關(guān)鍵指標(biāo)加以控制，保證瀝青路面的質(zhì)量和使用性能。結(jié)合吉草高速公路瀝青路

14、面施工實(shí)際，筆 者對(duì)瀝青混合料施工攤鋪和 碾壓分別加以分析總 結(jié)，在有效工期內(nèi)，提高效率，更好地保證瀝青路面 施工的質(zhì)量。層位結(jié)構(gòu)攤鋪機(jī)路線攤鋪寬度( m)攤鋪機(jī)搭接寬度( cm)靠近分隔帶側(cè)靠近停車帶側(cè) 靠近分隔帶側(cè) 靠近停車帶側(cè) 靠近分隔帶側(cè) 靠近停車帶側(cè)4. 4576. 54. 9565. 45上面層20下面層20柔性基層201. 2攤鋪質(zhì)量保證措施( 1) 合理設(shè)置攤鋪速度，與拌和站生產(chǎn)能力、運(yùn)2瀝青混合料的攤鋪輸車的運(yùn)力一致，過快的攤鋪會(huì)造成混合料的預(yù)壓實(shí)度不足，攤鋪速度過慢會(huì)影響生產(chǎn)效率。攤鋪機(jī) 的速度可以通過公式求得:1. 1吉草高速公路瀝青混合料攤鋪吉草高速公路建設(shè)施工時(shí)采用

15、德 國(guó) 產(chǎn) 的 ABG 攤鋪機(jī)。吉草高速路面混合料攤鋪時(shí)，要求采用兩 臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行平行梯隊(duì)作業(yè)，路面橫坡低的一方攤Gv = 60Whp櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏3趙廣春，徐光黎，等 . 傳遞系數(shù)法在滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的幾個(gè)問題探討J. 地球與環(huán)境，2005( 11) : 7 11.4張艷嬌 . 傳遞系數(shù) 法 在 邊 坡 穩(wěn) 定 分 析 中 的 應(yīng) 用J. 北 方 交 通J，2007( 1) : 41 42.5李慶生，程正龍 . 傳遞系數(shù)法計(jì)算 滑坡剩余推力的適用 范 圍 及其局限性初探J 中南水力發(fā)電，2008，10( 4) :

16、3 3.6張曉鷗 . 邊坡下滑力傳遞系數(shù)法比較分析J. 貴州工業(yè)大學(xué)學(xué) 報(bào)( 自然科學(xué)版) ，2008，37( 1) : 112 115.Slope stability analysis based on transfer coefficient methodAbstract Transfer coefficient method is a general slope stability analysis method. The application of transfercoefficient method in slope stability analysis is introduced. The same slope section with the condition of underground water and without underground water is calcul