边坡工程课程设计

一.任务分配，查阅相关资料

根据《建筑边坡工程技术规范（50330-2013）》中5.3条，边坡工程稳定性验算时，其稳定性系数应不小于表1稳定性安全系数要求，否则应对边坡进行处理。

土层信息

二.分析边坡未支护前的稳定状态

运用瑞典圆弧法进行边坡稳定性分析

简称瑞典法，是极限平衡方法中简单而又实际的方法。

对于天然土层

边坡滑裂面位置图：

瑞典条分法计算公式：∑∑+=

i

i

i

i i

i W W l c K θ

ϕθ

sin )

tan cos (

式中：li ——第i 条块滑动面的弧长；

ci ——第i 条块滑动面上岩土体的粘聚力； i ——第i 条块滑动面上岩土体的内摩擦角；

Wi ——第i 条块单位宽度岩土体自重；

i ——表示该土条中点与法线的竖直距离。 土条水平等间距平分，b=7.1m,

土条 加权平均粘聚力c 加权平均重度γ 加权平均内摩擦角

Ψ

土条高度h L

第6块 17.922

18.3 15.77

7.73

60 14.88 第5块 18.940

18.381

16.662

17.11

45 10.1 第4块 19.288

18.620 16.969

22.86 33 8.49 第3块 19.449

18.495

17.110

26.61 23 17.7 第2块 20.386

17.921 17.960

17.3 13 7.29 第1块 20.8

18.8

18.3

6.49

4

7.1

将上表数据带入公式

∑∑+=

i

i

i

i i

i W W l c K θ

ϕθsin )

tan cos (

可得K1=0.735 < 1.35

θ

根据《建筑边坡工程技术规范（50330-2013）》中5.3条，边坡工程稳定性验算时，其稳定性系数应不小于表1稳定性安全系数要求，否则应对边坡进行处理。所以应对边坡进行处理。

三.拟采用支护方案

锚杆加井格梁支护方案应用广泛技术上比较成熟，因此采用井格梁加预应力锚杆支护方案，对边坡进行加固处理。

四.土压力或下滑力计算

运用不平衡推力传递系数法进行边坡稳定性分析

不平衡推力传递系数法是我国铁路与工民建等部门在进行边坡稳定验算中经常使用的方法，计算不繁杂，具有方便适用的优点。 在滑体中取第i 块土条，如图2，假定第i-1块土条传来的推力Pi

1方向平行于第i-1块土条的底滑

面，而第i 块土条传递给第i+1块土条的推力Pi 平行于第i 块土条的底滑面。即是说，假定每一分界上推力的方向平行于上一土条的底滑面。

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡---+++

=---)sin()cos()cos (1

sin 111i i s i i i i i i i i i s i i i F tg P L c tg W F W P ααθααθαα

P i ——第 i 块滑体剩余下滑力；

P i -1 ——第 i -1 块滑体剩余下滑力； W i ——第 i 块滑体的自重； N i ——第 i 块滑床反力； αi ——第 i 块滑体滑面的倾角；

c i 、ϕi ——第 i 块滑体滑面的抗剪强度指标；

F s ——边坡稳定安全系数；取1.35

L i ——第 i 块滑体的滑面长度；

ψi -1 ——传递系数。

将数据带入公式:

i

i S W ⨯=ϕi

s

i i i i i i K /)sin(tan )cos(111ααϕααψ---=---

可得：

W6=851.042; W5=2178.130; W4=2982.477; W3=3112.810; W2=2180.878; W1=788.199;

Ψ5=0.896;Ψ4=0.932; Ψ3=0.946;Ψ2=0.945; Ψ1=0.950

将上面算出的Wi 和Ψi 带入下面的公式

i

i s

i i i i i i i p k W l c W P ψϕ

αα1)tan cos (

sin +++-=

P6=471.017; P5=1479.382; P4=2319.745; P3=2646.094; P2=2371.069; P1=2005.904

五.锚杆设计

锚杆设计数据：

锚杆竖向间距取2m ，竖向布置14根锚杆，沿坡面间距2/sin60=2.309m ； 锚杆横向间距取2.309m ，横向布置60根锚杆，两边各留1m 边距；

锚杆倾角取15°，直径取32mm ，竖向第一根锚杆打在坡顶下2m 处，共计840根锚杆。

Pcos θ =nTcos15° (1)锚杆水平拉力标准值：

025.33014309

.24cos 904.2005tk =⨯︒=

H KN/m

锚杆轴向拉力标准值：

667.34115cos 025

.330cos =︒

==αtk ak H N KN

(2)锚索钢筋截面面积要求

取1×7股钢绞线，公称直径d=21.6mm ，fpy=1320N/mm 2;公称截面面积A 1s =285mm

2

, .

锚杆钢筋截面面积满足下条件：

23mm 445.5691320

10667.3412.2=⨯⨯=≥y ak b s f N K A

998.11

==

s s

A A n 取n=2

(3)锚杆锚固体与岩土层间长度应满足下式要求:

mm

A D s

426.554

/32**3*442==

=

π

ππ

取D=150mm frbk=150kpa