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1、贵州省 2017年注册岩土工程师继续教育 2017.04.20 建筑边坡工 程专题研讨及案例 朱爱军 贵阳建勘 内容提要 前言 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 二 . 建筑边坡工程技术规范第 8章（锚杆（索）、第 9章（锚杆（索）挡墙）理解及应用 三 .锚索预应力及预应力损失 四 .边坡支护工程设计案例 贵阳建勘 前言 贵州边坡工程的复杂性 边坡设计中存在的问题 规范边坡设计，提高边坡技术要求的必要性 贵阳建勘 前言 贵州边坡工程的复杂性 边坡工程是岩土工程的一个方向，却是贵州岩土工程最主要的内容。 贵州边坡工程的复杂性源于以下几个方面 : 1、地形复杂，边坡形态多样，规模大 2、岩土构成复杂
2、 3、岩性多样，结构复杂，岩体天然缺陷多，结构面、节理裂隙强度变化范围过大 贵阳建勘 前言 边坡设计中存在的问题 1、设计文件不规范 2、计算书内容不完整，表达不清晰，不规范 3、计算分析方法不符合规范要求或边坡工程基本原理 贵阳建勘 前言 规范边坡设计，提高边坡技术要求的必要性 1、提高设计水平，保证边坡工程的安全与质量； 2、提高技术工作及技术人员的地位； 3、规范边坡设计市场。 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 1、边坡侧压力及滑坡推力的概念 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 4、对现行边坡侧压力公式的解
3、析及与统一公式的对比 5、目前边坡侧压力及滑坡推力计算中存在的问题 6、岩质边坡侧压力计算 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 1、边坡侧压力及滑坡推力的概念 边坡（滑坡）与支护结构间的相互作用力； 发生于与坡面直接接触的结构和坡体之间； 边坡（滑坡）对支护结构的压力（推力）； 支护结构对边坡（滑坡）体的支挡力； 不等于边坡（滑坡）剩余下滑力； 更不等边坡（滑坡）剩余下滑力的水平分力。 贵阳建勘 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 挡土墙 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 重力式挡墙，极限平衡状态下，挡墙与坡面间作用力与坡面法线成 角 aE贵阳建勘 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 抗滑桩及桩锚
4、体系 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 抗滑桩所受的滑坡推力：由于抗滑桩限制了滑体的位移，桩与滑体间不出现极限平衡状态，因此桩及滑体间作用力与法线夹角介于0 之间（ 可理解为桩与滑体间的综合外摩擦角）。 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 抗滑桩及桩锚体系 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 aEaE2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 抗滑桩及桩锚体系 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 抗滑桩及桩锚体系 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 aEaE2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 抗滑桩及桩锚体系 贵阳建勘 2、
5、边坡侧压力及滑坡推力的方向 格构锚索 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 格构所受的滑坡推力：由于格构锚索为主动支护体系，也限制了滑体的位移，格构与滑体间不出现极限平衡状态，因此格构与滑体间作用力与法线夹角介于 0 之间（ 可理解为格构与滑体间的综合外摩擦角）。 贵阳建勘 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 格构锚索 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 aEaE贵阳建勘 （ 1）边坡侧压力的方向并非都是水平的 （ 2）边坡侧压力的方向是由支护结构与坡面共同作用决定的 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 贵阳建勘 2.边坡侧压力的同源性 公式来源 Ea t a ns i nc o
6、 s PEaP 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 贵阳建勘 2.边坡侧压力的同源性 公式来源 t a ns i nc o s PEa2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 在 一般的 滑面参数情况下， 越大， Ea也越大，因此在一般情况下， 为 0时，即 Ea的方向垂直于坡面时， 此时 最大， Ea也达到 最大。 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 上图为一顺层岩石边坡，主要岩土参数：岩体 =23kN/m3 ，岩层层面指标： C 17.3kPa， =20，支挡结构与坡面间的外摩擦角 15 。 3/23 mk
7、N 15k P aC 3.17 20例 1 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 （ ） Ea (kN/m) Ea在坡面法 向分量 Ean(kN/m) Ea在坡面切 向分量 Eat(kN/m) 15 511.3935244 493.9857751 132.2928225 13 523.1201477 509.7261446 117.6177983 11 536.0656326 526.22655 102.2349283 10 543.0339308 534.7923666 94.24953404 8 558.0497691 552.624
8、3632 77.62639975 6 574.63967 571.4949218 60.03586194 4 592.9907763 591.5477442 41.3440093 2 613.3245227 612.9512807 21.39387028 0 635.9045392 635.9045392 0 采用边规公式 6.3.1计算不同 时边坡侧压力 Ea的大小如下表 可见 =0时格构承受的侧压力 Ea最大，所以在抗滑桩、格构锚索问题中，取 =0是偏保守安全的 例 1 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 采用边规公式 6.3.1计
9、算不同 时边坡侧压力 Ea的大小如下 图 可见 =0时格构承受的侧压力 Ea最大，所以在抗滑桩、格构锚索问题中，取 =0是偏保守安全的 636kN/m 511kN/m 例 1 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 8桩土外摩擦角 83.10 ，滑面 k P aC例 2 3/3.19 mkN滑体贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 例 2 P Ea t a ns inc o s PEa贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 8桩土外
10、摩擦角例 2 661kN/m 677kN/m 可见 =0时桩承受的侧压力 Ea最大，所以在抗滑桩、格构锚索问题中，取 =0是偏保守安全的 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 2、边坡侧压力及滑坡推力的方向 方向与力大小的关系 例 2 661kN/m 711kN/m 可见 =0时桩承受的侧压力 Ea最大，所以在抗滑桩、格构锚索问题中，取 =0是偏保守安全的 0桩土外摩擦角贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 G s inG )t a nc o s( Gcl 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 顺层岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 P s inG )t a nc o s(
11、Gcl P3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 顺层岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 Ea c o sEaP s inEa tan P3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 顺层岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 Ea t a ns i nc o s PEaP 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 顺层岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 P Ea 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 PEaEa t a ns i nc o s覆盖层滑坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 P Ea t a ns inc o s PEa3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 覆盖层
12、滑坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 不利结构面组合岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 不利结构面组合岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 不利结构面组合岩坡 P Ea PEaEa t a ns i nc o s贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 不利结构面组合岩坡 P Ea t a ns inc o s PEa贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 t a ns inc o s PEa3、统一的边坡侧压力及滑坡
13、推力公式 P Ea 缓倾软弱结构面边 坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 t a ns inc o s PEa3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 P Ea 有限填土边 坡 贵阳建勘 P Ea 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 均质土坡 t a ns inc o s PEa均质土坡中，滑面（破裂面）是不确定的，所有潜在滑面中（不同的 对应不同的 ) ， Ea最大的滑面对应的 Eamax即该边坡的侧压力 。 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 现有规范中的类似公式 公路路基设计规范 5.5.4条 )13.5.5(
14、)c o s (t a n)s i n ( EP d（ 5.5.4） 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 3、统一的边坡侧压力及滑坡推力公式 现有规范中的类似公式 滑坡防治工程设计与施工技术规范 A.2.2条 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 Ea 4、对现行边坡侧压力公式的解析及与统一公式的对比 顺层岩坡 贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 4、对现行边坡侧压力公式的解析及与统一公式的对比 顺层岩坡 0外摩擦角 203.17 ，滑面 k P aC3/23 mkN岩体Ea 287.81 mA 滑体ml 84.25滑面贵阳建勘 一 .边坡侧压力及滑坡推力计算 4、对现行边坡侧压力公式的解析及与统一公式的对比 顺层岩坡 采用方法 边规 6.3.1 统一公式 边坡侧压力 Ea 548.1kN/m 54
