直背式挡土墙稳定性分析

直背式挡土墙稳定性分析

作者：蒋俊

来源：《中国房地产业·下旬》2017年第06期

【摘要】本文选取了某个边坡断面分别进行分析，为分析问题方便，计算按照理想弹塑性岩土体的平面应变问题处理，采用有限元软件ANSYS 进行模拟分析，有限元模型网格剖分时为了保证计算的精度，在可能滑移面区域和结构面上区域对单元网格进行了局部加密处理。边界条件为左右两侧水平约束，下部固定，上部为自由边界。考虑坡体在自重条件下边坡的演变趋势。

【关键词】直背式；稳定性分析；ANSY模拟；破坏趋势

1、自然状态下有限元边坡稳定性分析

对于像边坡这样纵向很长的实体，计算模型可以简化为平面应变问题。假定边坡所承受的外力不随Z轴变化，位移和应变都发生在自身平面内。对于边坡变形和稳定性分析，这种平面假设是合理的。实测经验表明，边坡的影响范围在2倍坡高范围，因此本文计算区域为边坡体横向延伸2倍坡高，纵向延伸3倍坡高。两侧边界水平位移为零，下侧边界竖向位移为零。弹性有限元的计算模型如图所示。

采用双层模型，模型上部为理想弹塑性材料，下部为弹性材料，左右边界水平位移为零，下边界竖向位移为零。

如图1所示，此时，边坡水平方向最大位移为19.476mm，水平位移急剧下降，说明边坡已经破坏。

2、锚杆设计计算

（1）岩石侧压力计算：

（2）锚杆所受水平拉力计算：

构造要求岩石锚杆锚固段长度不应小于3m，且不大于45D，根据破裂面深度和计算结果，设计采用全长粘结砂浆锚杆，锚杆长12m、10m和8m，坡底下3排为8m锚杆，坡顶部3排为12m锚杆，其余为10m锚杆，倾角均为，间距均为。采用级筋间距为150mm的钢筋网，喷射混凝土厚度150mm。设计和锚杆要素如下表所示。

3、挡土墙设计

在坡顶，设计将砌块石重力式挡土墙支挡，以防止覆盖层滑落。

3.1设计原则与依据

3.1.1安全系数的确定

依据《砌体结构设计规范》（GB50003—2011），挡土墙应进行墙身抗压抗剪验算，抗压采用偏心受压计算，保证墙身最大压应力不大于墙身抗压强度。抗剪采用无筋砌体构件受剪计算，保证最大剪应力不大于砌体抗剪强度。

4、加固后有限元边坡稳定性研究

根据图2-图3可以看出通过对边坡稳定性进行分析，与第四章计算结果相吻合，得出结论，该边坡在设计和使用中均满足规避按规定的应力应变、位移要求，所以该边坡设计合理。

参考文献：

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