抗滑桩本科毕业设计计算书(K法).docx

抗滑桩本科毕业设计计算书
1、滑坡推力的计算 1
计算原理 1
推力的计算 3
剩余抗滑力的计算 5
2、抗滑桩的设计与计算 6
治理方案的拟定 6
1-1剖面计算 6
桩的参数选取 6
受荷段内力计算 7
锚固段内力计算 8
桩身内力图 10
桩侧应力验算 12
2-2剖面计算 14
桩的参数选取 14
受荷段内力计算 15
锚固段内力计算 16
桩身内力图 18
桩侧应力验算 19
21
正截面受弯计算 21
斜截面受剪计算 22
排水工程设计 23
附录抗滑桩设计理正验算书 24
1-1剖面滑坡剩余下滑力理正计算 24
2-2剖面滑坡剩余下滑力理正计算 28
1-1剖面抗滑桩配筋理正计算 34
2-2剖面抗滑桩配筋理正计算 42
1、滑坡推力的计算
计算原理
作用于抗滑桩上的滑坡推力,与滑坡的厚度、滑坡的性质、桩的位置、间距以及滑动面的形状等条件有关。一般先运用工程地质法的各种方法,对滑坡的稳定性进行分析,然后运用力学方法进行计算。
计算时,将滑坡范围内滑动方向和滑动速度大体一致的一部分滑体,看作一个计算单元,并在其中选择一个或几个顺滑坡主轴方向的地质纵断面为代表,再按滑动面坡度和地层性质的不同,把整个断面上的滑体适当划分成若干竖直条块,由后向前,依次计算各块截面上的剩余下滑力。目前,由于还没有完全弄清桩间土拱对滑坡推力的影响,通常是假定每根桩所承受的滑坡推力,等于桩距范围之内的滑坡推力。
关于滑坡推力的计算,本文采用的是传递系数法,又称不平衡力传递法。
传递系数法是一种平面分析法,其计算过程有如下假定:
(1)危险滑动面的形状、位置已知,不可压缩并做整体滑动,不考虑条块之间的挤压变形,并且其滑动面是组倾角已知的线段构成的一条折线。
(2)条块之间只传递压力,不传递拉力,并且需要沿折线点将滑动土体划分为各个土条具有竖向边界编号顺序由高到低。
(3)条块之间的作用力用以集中力表示,它的作用力平行于前一块的滑面方向,作用在分界面的中点。当前一块土体(i-1)的总抗滑力不足时,第i块土条与i-1土条的竖向边界上受到i-1传来的剩余下滑力,如果当前i-1个土条的总体抗滑力足够,则i-1土条剩余下滑力为0。
(4)垂直滑坡主轴取单位长度(一般是1m)宽的岩土体作为计算的基本断面,不用考虑两侧的摩擦力。
基于以上假定对第i块土条,沿其底部滑动面(与水平方向夹角为)建立的平衡方程,计算
,计算图示如图5-1所示,途中C为土条的重心,O为坐标原点,为土条受到的重力与荷载力的竖向合力。
图1-1 第i土条的静力平衡计算图式
按照1-1建立x、y两个轴向力的平衡关系式:
(1-1)
式中,和分别是土条的底部滑动面上的抗滑力(平行于轴)和支持力(平行于轴),没有在图1-1中标出。且两者存在以下关系:
(1-2)
式中,和分别为第土条底部滑动面上土体的黏结力、内摩擦角和长度。将1-2式子带入1-2中,可以得到的表达式:
令,则上式可简化为:
(1-3)
其中:——第块滑体的剩余下滑力;
——第块滑体的剩余下滑力;
——第块滑体的重量;
——传递系数,;
——第块滑体滑面上的岩土体的粘聚力;
——第块滑体的滑面长度;
——第块滑体滑面上岩土体的内摩擦角;
——第块滑体滑面的倾角;
——第块滑体滑面上的倾角。
计算是从上往下依次逐块计算。按式子1-3计算的到的推力可以用来判断滑坡的稳定性。若是计算得到的最后一块滑体的值为0或者为负值,说明滑体是稳定的;若是最后一块滑体计算所得到的为正值,说明滑体是不稳定的;若是在计算过程中某一块的为0或负值,则说明本块体以上岩石已经稳定,并且下一块计算时按无上一块滑体推力计算。
在实际的工程中滑坡体的稳定性还要考虑一定的安全储备,选用的安全系数为,。在推力计算中一般采用加大自重下滑力,即来计算推力,从而式子1-3变形为:
(1-4)
式子1-4即为不平衡推理法分析的基本公式。注意:如果在计算时,倾角为负值,则也是负值,因而变成了抗滑力,在计算时此项不用再乘以安全系数。
推力的计算
把设计要求的安全系数=-4,将滑坡剖成二个剖面,分别为1-1剖面、2-2剖面的滑坡推力计算结果制成表格分别为1-1、1-2,各坡面的参数:1-1剖面:=6,=13,=24KN/m;2-2剖面:=,=14,=24KN/m。
1-