【摘要】：基于恰當(dāng)?shù)募僭O(shè),構(gòu)造了錨固邊坡的三維滑面正應(yīng)力分布,建立了一種三維滑體錨固力計(jì)算方法。首先通過(guò)類比經(jīng)典土壓力理論和Spencer的條間力假定,提出了條柱間作用力假設(shè)模型,并由典型條柱的平衡條件構(gòu)造了滑面正應(yīng)力的分布函數(shù)(含3個(gè)待定參數(shù)),再根據(jù)整個(gè)滑體的4個(gè)主要平衡條件,建立了關(guān)于3個(gè)待定參數(shù)及1個(gè)錨固力系數(shù)的線性方程組,可直接求解出預(yù)定安全系數(shù)下的錨固力系數(shù)。這種新的三維滑體錨固力計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn);滿足4個(gè)主要平衡條件,精度較高。該方法已用于烏江銀盤重力壩左岸邊坡三維滑體的加固設(shè)計(jì),取得了令人滿意的效果,具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的價(jià)值。
【圖文】：

sxyFΔ；10ddyBsxy；20sstanddddxΔΔBcxysxyFΔFΔ；30sstandd1ddxxΔΔBWcsxysxyFΔFΔ；4sddΔBMcrxyFΔ。顯然，，經(jīng)整理后的式（17）為關(guān)于1、2、3和p的線性方程組，通過(guò)求解即可得到錨固力系數(shù)p的表達(dá)式為4p0ΦΦ（18）式中：11121314111213121222324212223204313233343132333414243444142434;CCCCCCCBCCCCCCCBΦΦCCCCCCCBCCCCCCCB。3算例分析如圖2所示，某均質(zhì)干燥邊坡，坡高h(yuǎn)40m，坡度為45°，土體重度22kN/m3，邊坡土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c30kPa，30°。假設(shè)滑面為三維橢球面，在圖示坐標(biāo)系下，其方程為222222(40)(40)1400.540xyzb（19）式中：b為滑體橫向最大寬度。(a)剖面圖(b)平面圖(c)三維圖圖2算例計(jì)算模型Fig.2Exampleofcomputationalmodel分別選取bh、2h、3h、4h、10h，為了保證該邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)到1.35，擬采用錨桿加固，錨桿垂直作用于坡面，且通過(guò)滑體中心，采用本文方法計(jì)算所需的錨固力列于表1中。由表1可見(jiàn)，隨著滑體寬度的不斷增大，每延米所需錨固力逐漸增大，也就是說(shuō)，考慮三維空間效應(yīng)后，總錨固力xzl=40mO(0,0)=h04mr=40mM(40,40)x=l04mby

第2期盧坤林等：三維滑體錨固力計(jì)算方法及工程應(yīng)用505有所降低，尤其是在寬高比很小的情況下，降低幅度還比較顯著。表1錨固力計(jì)算結(jié)果Table1Resultsofreinforcingforcesb/hFsFs=1.35所需錨固力/(kN/m)11.29860121.21771831.19974241.187752101.1857614工程應(yīng)用重慶銀盤水電站左岸壩肩邊坡開(kāi)挖量大，壩頂高程為227.5m，施工期臨時(shí)開(kāi)挖邊坡坡高130多米，大壩建成后邊坡下部被大壩壩體覆蓋，壩頂高程227.5m以上最大坡高約80m，如圖3所示。壩肩邊坡巖層為灰?guī)r與頁(yè)巖，層間發(fā)育有多條剪切帶，其中Ⅱ1-7005、Ⅱ1-7006因其出露部位以及與大壩的相對(duì)位置，其影響最為顯著。銀盤左岸壩肩邊坡內(nèi)的眾多不連續(xù)面可組合成多個(gè)潛在空間滑體，其中對(duì)大壩穩(wěn)定最不利的潛在滑體是由層間剪切帶（產(chǎn)狀為268°∠39°）、NEE組（平均產(chǎn)狀為350°∠70°）與NWW組（平均產(chǎn)狀為195°∠75°）裂隙面，以及大壩建基面組成，如圖4所示。層間圖3銀盤左岸壩肩邊坡及壩體Fig.3AbutmentslopeatleftbankanddamofYinpan圖4銀盤左岸壩肩潛在三維滑面Fig.43DslipsurfaceindamabutmentatleftbankofYinpan剪切帶黏聚力c15kPa，摩擦系數(shù)f0.2；裂隙面連通率為30%，綜合黏聚力c330kPa，綜合摩擦系數(shù)f0.63；建基面黏聚力c450kPa，摩擦系數(shù)f0.75；巖體重度為26.5kN/m3。經(jīng)三維極限平衡分析[1617]，在設(shè)計(jì)工況（上游水位為218.61m，下游水位為1178.50m）壩肩邊坡穩(wěn)定性達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，需要進(jìn)行加固處理，其中初選加固方案之一為錨索加固，見(jiàn)圖5。錨索穿過(guò)層面剪切帶，其方位與層面剪切帶傾向一致。與一般邊坡加固設(shè)計(jì)不一樣，本工程同時(shí)涉及上部自然邊坡穩(wěn)定與下部壩體抗滑穩(wěn)定（上下部分界如圖5所示），兩部分安全系數(shù)要求不同
【作者單位】： 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司;合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然基金資助項(xiàng)目(No.51402256) 中國(guó)博士后基金(No.2015M570533) 水利部公益項(xiàng)目(No.201401063)~~
【分類號(hào)】：TU43

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本文編號(hào)：2527473