1趙尚毅《安全系數(shù)討論》

1、1邊（滑）坡工程設(shè)計中邊（滑）坡工程設(shè)計中安全系數(shù)的討論安全系數(shù)的討論重慶市地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)研究中心重慶市地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)研究中心21、引言、引言不同的計算方法不同的計算方法,邊坡的安全系數(shù)邊坡的安全系數(shù)定義不同。定義不同。 條分法圖條分法圖極限平衡法極限平衡法 有限元強度折減法有限元強度折減法有限元法有限元法 有限元超載法有限元超載法31 引引 言言u不同的安全系數(shù)定義引起邊（滑）不同的安全系數(shù)定義引起邊（滑）坡的穩(wěn)定安全系數(shù)坡的穩(wěn)定安全系數(shù) 與滑坡推力值不同與滑坡推力值不同 造成邊（滑）坡設(shè)計的混亂。造成邊（滑）坡設(shè)計的混亂。 4傳遞系數(shù)法的兩種表達形式傳遞系數(shù)法的兩種表達形式b

2、、顯式表達式、顯式表達式a 、隱式表達式、隱式表達式112121/tan)sin(cos) ()cos(sin) (iisiiiiiiiiiiiiiiiiFFDWWLcDWWFsiiiiiiF/tan)sin()cos(111111111)()(ninijnjininijnjisTTRRF)cos(sin) (21iiiiiiDWWTiiiiiiiiiilcDWRtan)sin(cos111tan)sin()cos(iiiiij式中式中式中式中設(shè)設(shè) ;安全系數(shù)定義改變。安全系數(shù)定義改變。1SF中52、邊（滑）坡安全系數(shù)的定義、邊（滑）坡安全系數(shù)的定義llsdldlcF001)tan(下滑力抗滑

3、力dldltgc)(1SFs1Fcc 1tantansF求求 兩種方法兩種方法:直接解，降低直接解，降低 與與ctg（1）強度儲備）強度儲備 安全系數(shù)安全系數(shù)6(2) 超載儲備安全系數(shù)超載儲備安全系數(shù) 00s20s20s2ddtanFcdFdtanFc1超載儲備安全系數(shù)相當(dāng)于折減粘聚力超載儲備安全系數(shù)相當(dāng)于折減粘聚力c值的值的強度儲備安全系數(shù)。強度儲備安全系數(shù)。求安全系數(shù)兩種方法：直接解；增大荷載。求安全系數(shù)兩種方法：直接解；增大荷載。 dtanFcdtancFFs2s2s17（3）下滑力超載儲備安全系數(shù)）下滑力超載儲備安全系數(shù) lldldlc0s30F)tan(1dldltgcFS)(38算

4、例算例1：均質(zhì)土坡，坡高均質(zhì)土坡，坡高H=20m,粘 聚 力粘 聚 力 c = 4 2 k P a ， 土 重 度， 土 重 度=20kN/m3，內(nèi)摩擦角，內(nèi)摩擦角=17，求坡角求坡角=30、35、40、45、50、90時邊坡的穩(wěn)時邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，不同安全系數(shù)定義定安全系數(shù)，不同安全系數(shù)定義條件下的計算結(jié)果見下表。條件下的計算結(jié)果見下表。3、不同定義對穩(wěn)定安全系數(shù)的影響、不同定義對穩(wěn)定安全系數(shù)的影響9u解析方法1011方法方法坡角坡角/()303540455090SpencerSpencer法法1.551.551.411.411.31.31.21.21.121.120.640.64強度儲備

5、安全系強度儲備安全系數(shù)數(shù)有限元強度折減有限元強度折減1.561.561.421.421.311.311.211.211.121.120.650.65強度儲備安全系強度儲備安全系數(shù)數(shù)折減粘聚力折減粘聚力c c值的值的強度儲備安全強度儲備安全系數(shù)系數(shù)2.842.842.062.061.651.651.41.41.211.210.550.55增大重力荷載的增大重力荷載的超載儲備安全系超載儲備安全系數(shù)數(shù) 2.842.842.062.061.651.651.41.41.211.210.550.55u有限元法124 不同安全系數(shù)的定義對滑坡推力計算的影響不同安全系數(shù)的定義對滑坡推力計算的影響由強度折減安全

6、系數(shù)得到的滑坡推力sFststFRRE只增大下滑力安全系數(shù)得到的滑坡推力只增大下滑力安全系數(shù)得到的滑坡推力tsstsstsstEFFRRFRFREsR巖土體下滑力；巖土體下滑力；tR巖土體抗滑力；巖土體抗滑力；tR13不平衡推力法中的推力分析不平衡推力法中的推力分析算例比較算例比較 14sF安 全安 全系數(shù)系數(shù)0.850.901.001.051.101.151.251.30顯顯示示解解93519433965497659886999902510029隱隱式式解解10102096396547725509618473807913 /0. 920.931.001.041.091.131.221.27不

7、同安全系數(shù)下滑坡剪出口的剩余推力不同安全系數(shù)下滑坡剪出口的剩余推力(KN) 穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)0.808iFiFiFiF1516算例算例2：滑體飽和重度：滑體飽和重度= 20kN/m3，滑面土，滑面土體強度參數(shù)：粘聚力體強度參數(shù)：粘聚力c=16.9kPa，內(nèi)摩擦，內(nèi)摩擦角角= 8.5，滑面如圖，滑面如圖1。17算例算例3：滑體飽和重度：滑體飽和重度= 20kN/m3，滑面，滑面為一單一直線滑面，傾角為一單一直線滑面，傾角30，滑面土體，滑面土體強度參數(shù)：粘聚力強度參數(shù)：粘聚力c=18kPa，內(nèi)摩擦角，內(nèi)摩擦角= 20，如圖，如圖2。 18195 結(jié)結(jié) 論論1）按照傳統(tǒng)的計算方法采用目前國）按照傳統(tǒng)的計算方法采用目前國際上使用的強度儲備安全系數(shù)是較際上使用的強度儲備安全系數(shù)是較合理的，也符合邊（滑）坡受損破合理的，也符合邊（滑）坡受損破壞的實際情況，建議一般情況下采壞的實際情況，建議一般情況下采用強度儲備安全系數(shù)作為邊（滑）用強度儲備安全系數(shù)作為邊（滑）坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。202）在特殊情況下，采用超載儲