【重要】巖土工程穩(wěn)定性(四)基坑穩(wěn)定性課件_第1頁(yè)
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1、 巖土工程穩(wěn)定性(四)- 基坑穩(wěn)定性 1、概述 2、整體穩(wěn)定性分析 3、抗隆起穩(wěn)定分析 4、抗傾覆、抗水平滑移穩(wěn)定性分析 5、抗?jié)B流穩(wěn)定性及抗承壓水穩(wěn)定性分析第1頁(yè),共37頁(yè)。1、基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算的概念 是指分析基坑周圍土體或土體與圍護(hù)體系一起保持穩(wěn)定性的能力 基坑穩(wěn)定性分析的目的在于基坑側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)在給定條件下設(shè)計(jì)出合理的嵌固深度或驗(yàn)算已擬定支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否穩(wěn)定和合理。 驗(yàn)算方法主要有工程地質(zhì)對(duì)比法和力學(xué)分析法,兩種方法它們應(yīng)該是相互補(bǔ)充和相互驗(yàn)證的,對(duì)具體問(wèn)題,應(yīng)該通過(guò)綜合分析以便得出最后的結(jié)論。工程地質(zhì)對(duì)比法是通過(guò)大量己有工程的調(diào)查研究,結(jié)合擬設(shè)計(jì)項(xiàng)目的地質(zhì)條件來(lái)確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度。

2、一般說(shuō),它比較可靠,但必須在相應(yīng)條件基本一致的情況下才能引用。力學(xué)分析法是以土力學(xué)理論為基礎(chǔ),但由于實(shí)際地質(zhì)因素很復(fù)雜,不能簡(jiǎn)單地用力學(xué)分析來(lái)加以概括,因此,有其局限性,有時(shí)不能正確判斷土體穩(wěn)定性的安全程度;但在一定條件下,它仍不失為一個(gè)解決土坡穩(wěn)定性問(wèn)題的得力工具。 穩(wěn)定性驗(yàn)算的主要內(nèi)容包括:整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、支護(hù)結(jié)構(gòu)踢腳穩(wěn)定性分析、抗滑移驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定以及滲流穩(wěn)定性驗(yàn)算等。1、概 述 (1/10)第2頁(yè),共37頁(yè)。2、基坑破壞模式分類根據(jù)時(shí)間:長(zhǎng)期穩(wěn)定和短期穩(wěn)定;根據(jù)基坑的形式:有支護(hù)基坑和無(wú)支護(hù)基坑破壞。其中有支護(hù)基坑圍護(hù)形式又可分為剛性圍護(hù)、無(wú)支撐柔性圍護(hù)和帶支撐柔性圍護(hù)

3、。各種基坑圍護(hù)形式因?yàn)樽饔脵C(jī)理不同,因而具有不同的破壞模式。1、概 述 (2/10)第3頁(yè),共37頁(yè)。3、基坑的失穩(wěn)形態(tài)分類(1)基坑的第一類失穩(wěn)形態(tài):因基坑土體強(qiáng)度不足、地下水滲流作用而造成基坑失穩(wěn),包括基坑內(nèi)外側(cè)土體整體滑動(dòng)失穩(wěn);基坑底土隆起;地層因承壓水作用,管涌、滲漏等等;(2)基坑的第二類失穩(wěn)形態(tài):因支護(hù)結(jié)構(gòu)(包括樁、墻、支撐系統(tǒng)等)的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性不足引起支護(hù)系統(tǒng)破壞而造成基坑倒塌、破壞。4、基坑的第一類失穩(wěn)形態(tài)主要表現(xiàn)(1)放坡開(kāi)挖基坑 由于設(shè)計(jì)不合理坡度太陡,或雨水、管道滲漏等原因造成邊坡滲水導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度降低,引起基坑邊土體整體滑坡1、概 述 (3/10)第4頁(yè),共37

4、頁(yè)。(2)剛性擋土墻基坑 是指水泥土攪拌樁、旋噴樁等加固土組成的寬度較大的一種重力式基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),其破壞形式有如下幾種: (a)由于墻體的入土深度不足,或由于墻底存在軟弱土層,土體抗剪強(qiáng)度不夠等原因,導(dǎo)致墻體隨附近土體整體滑移破壞,如圖 (a)所示(b)由于基坑外擠土施工如坑外施工擠土樁或者坑外超載作用如基坑邊堆載、重型施工機(jī)械行走等引起墻后土體壓力增加,導(dǎo)致墻體向坑內(nèi)傾覆,如圖 (b)所示(c)當(dāng)坑內(nèi)土體強(qiáng)度較低或坑外超載時(shí),導(dǎo)致墻底變形過(guò)大或整體剛性移動(dòng),如圖(c)所示1、概 述 (4/10)第5頁(yè),共37頁(yè)。 (3)內(nèi)支撐基坑 內(nèi)支撐基坑是指通過(guò)在坑內(nèi)架設(shè)混凝土支撐或者鋼支撐來(lái)減小柔性圍

5、護(hù)墻變形的圍護(hù)形式,其主要破壞形式如下: (a)因?yàn)榭拥淄馏w壓縮模量低,坑外超載等原因,致使圍護(hù)墻踢腳產(chǎn)生很大的變形,見(jiàn)圖(a); (b)在含水地層(特別是有砂層、粉砂層或者其他透水性較好的地層),由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水設(shè)施失效,致使大量的水夾帶砂粒涌入基坑,嚴(yán)重的水土流失會(huì)造成支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和地面塌陷的嚴(yán)重事故,還可能先在墻后形成空穴而后突然發(fā)生地面塌陷,見(jiàn)圖(b) ;(c)由于基坑底部土體的抗剪強(qiáng)度較低,致使坑底土體隨圍護(hù)墻踢腳向坑內(nèi)移動(dòng),產(chǎn)生隆起破壞,見(jiàn)圖(c)1、概 述 (5/10)第6頁(yè),共37頁(yè)。(d)在承壓含水層上覆隔水層中開(kāi)挖基坑時(shí),由于設(shè)計(jì)不合理或者坑底超挖,承壓含水層的水頭壓力沖

6、破基坑底部土層,發(fā)生坑底突涌破壞,見(jiàn)圖(d);(e)在砂層或者粉砂地層中開(kāi)挖基坑時(shí),降水設(shè)計(jì)不合理或者降水井點(diǎn)失效后,導(dǎo)致水位上升,會(huì)產(chǎn)生管涌,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致基坑失穩(wěn),見(jiàn)圖(e);(f)在超大基坑,特別是長(zhǎng)條形基坑(如地鐵站、明挖法施工隧道等)內(nèi)分區(qū)放坡挖土,坡較陡、降雨或其他原因?qū)е禄?,沖毀基坑內(nèi)先期施工的支撐及立柱,導(dǎo)致基坑破壞,見(jiàn)圖(f)1、概 述 (6/10)第7頁(yè),共37頁(yè)。(4)拉錨基坑(a)由于圍護(hù)墻插入深度不夠,或基坑底部超挖,導(dǎo)致基坑踢腳破壞,如圖(a);(b)由于設(shè)計(jì)錨桿太短,錨桿和圍護(hù)墻均在滑裂面以內(nèi),與土體一起呈整體滑移,致使基坑整體滑移破壞,如圖(b)。1、概 述 (

7、7/10)第8頁(yè),共37頁(yè)。4、基坑的第二類失穩(wěn)形態(tài)主要表現(xiàn)(1)圍護(hù)墻破壞此類破壞模式主要是由于設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)造成圍護(hù)墻強(qiáng)度不足引起的圍護(hù)墻剪切破壞或折斷,導(dǎo)致基坑整體破壞,例如擋土墻剪切破壞,柔性圍護(hù)墻墻后土壓力較大,而圍護(hù)墻插入較好土層或者少加支撐導(dǎo)致墻體應(yīng)力過(guò)大,使圍護(hù)墻折斷,基坑向坑內(nèi)塌陷1、概 述 (8/10)第9頁(yè),共37頁(yè)。(2)支撐或者拉錨破壞該類破壞主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)支撐或拉錨強(qiáng)度不足,造成支撐或拉錨破壞,導(dǎo)致基坑失穩(wěn)1、概 述 (9/10)第10頁(yè),共37頁(yè)。(3)墻后土體變形過(guò)大引起的破壞該類破壞主要是因?yàn)閲o(hù)墻剛度較小,造成墻后土體產(chǎn)生過(guò)大變形,危及基坑周邊既有構(gòu)筑物,或

8、者使錨桿變位,或產(chǎn)生附加應(yīng)力,危及基坑安全1、概 述 (10/10)第11頁(yè),共37頁(yè)。2、整體穩(wěn)定性分析(1/11)一、整體穩(wěn)定分析條分法比較第12頁(yè),共37頁(yè)。二、坑底有軟弱夾層時(shí)土坡的穩(wěn)定性當(dāng)基坑底部有薄軟弱夾層存在時(shí),基坑邊坡很有可能沿著一個(gè)復(fù)合滑動(dòng)面滑動(dòng),由圓弧和直線組成,如圖中的abde面。復(fù)合滑動(dòng)面的穩(wěn)定性分析比較復(fù)雜。在實(shí)際工程中常采用簡(jiǎn)化的方法進(jìn)行分析。 由于abf土體向下滑動(dòng),主動(dòng)土壓力PA作用于fb面,使邊坡向左產(chǎn)生水平滑動(dòng),滑動(dòng)阻力為前端的被動(dòng)土壓力PP和沿軟土層水平滑動(dòng)面的抗剪阻力cL。簡(jiǎn)化分析時(shí),假定PA和PP的方向都是水平的,安全系數(shù)可有兩種不同的計(jì)算方法。(1)

9、以滑動(dòng)力與抗滑力之間的相對(duì)關(guān)系來(lái)考慮: 2、整體穩(wěn)定性分析(2/11)第13頁(yè),共37頁(yè)。(2)以粘土層的抗剪強(qiáng)度為依據(jù) 計(jì)算時(shí),先計(jì)算被動(dòng)土壓力PP,其次是假定一個(gè)b點(diǎn),計(jì)算PA,再計(jì)算安全系數(shù)。多次選擇b點(diǎn)進(jìn)行試算,最后確定最小安全系數(shù)Fsmin。 上述兩式都可以用來(lái)計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性,但它們計(jì)算的結(jié)果顯然不同。因此,應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇計(jì)算的公式。計(jì)算結(jié)果公式后式小于前式,因此,前者的控制標(biāo)準(zhǔn)可取小值,而后者應(yīng)取大值。2、整體穩(wěn)定性分析(3/11)第14頁(yè),共37頁(yè)。三、考慮地下水滲流作用時(shí)的穩(wěn)定計(jì)算 1、地下水穩(wěn)定滲流時(shí)土坡的穩(wěn)定分析穩(wěn)定滲流期是指土坡內(nèi)土體已完全固結(jié),所產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力

10、已經(jīng)全部消散,土坡內(nèi)已形成穩(wěn)定滲流,滲透流網(wǎng)得以唯一確定,而且不隨時(shí)間而變化。這種情況下,土坡內(nèi)各點(diǎn)的孔隙水壓力均能由流網(wǎng)確定。因此,原則上應(yīng)該用有效應(yīng)力法分析而不用總應(yīng)力法。(1)把土體(包括土骨架和孔隙中的流體-水和氣)作為整體取隔離體,滑動(dòng)面是隔離體的邊界面取土條進(jìn)行力的分析,將土條的重力Wi 分解成法向力Ni切向力Ti 。Ti對(duì)圓心產(chǎn)生滑動(dòng)力矩Msi.如果將其扣去孔隙水壓力uili,剩余部分 (Ni-uili) 在滑動(dòng)弧面上產(chǎn)生摩擦阻力 (Niuili )tan,摩擦阻力對(duì)于圓心生抗滑力矩Mri. 2、整體穩(wěn)定性分析(4/11)第15頁(yè),共37頁(yè)。孔隙水壓力ui的確定根據(jù)穩(wěn)定滲流分析得

11、到的浸潤(rùn)線位置來(lái)計(jì)算孔壓,即 。此時(shí)土坡安全系數(shù)的計(jì)算公式可以改為:根據(jù)穩(wěn)定滲流分析得到的孔壓分布值直接利用前式進(jìn)行計(jì)算2、整體穩(wěn)定性分析(5/11)第16頁(yè),共37頁(yè)。2、當(dāng)水位驟降時(shí) 因?yàn)樗煌蝗幌陆担瑒?dòng)土體已失去浮力的作用,因此在計(jì)算土條滑動(dòng)力時(shí)不能減去浮力,而在計(jì)算滑動(dòng)面上的力時(shí),就要考慮到水位突然下降后孔隙水壓力還不會(huì)消散,因此在計(jì)算抗滑力時(shí)則應(yīng)考慮浮力。也就是說(shuō)在安全那系數(shù)計(jì)算式中分母全部采用飽和容重sat,而分子全部采用有效容重,無(wú)疑這是一種最不利的情況。2、整體穩(wěn)定性分析(6/11)第17頁(yè),共37頁(yè)。四、 重力式圍護(hù)體系的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 仍可采用圓弧滑動(dòng)法進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)算中需要

12、考慮,圓弧通過(guò)圍護(hù)墻體底部以及圓弧切墻兩種可能模式。對(duì)于水泥土樁墻支護(hù)當(dāng)驗(yàn)算切墻圓弧的安全系數(shù)時(shí),可取墻體強(qiáng)度指標(biāo) =0,c = (1/51/10)qu,其中qu為擋墻體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。當(dāng)qu0.8MPa時(shí)可不計(jì)算切墻圓弧的安全系數(shù)。當(dāng)支護(hù)體系下面有軟弱土層時(shí),應(yīng)增大計(jì)算深度,直至整體穩(wěn)定安全系數(shù)增大為止。 2、整體穩(wěn)定性分析(7/11)第18頁(yè),共37頁(yè)。五、錨桿支護(hù)體系的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算錨桿支護(hù)體系的整體失穩(wěn)可能有兩種形式(1)錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)連同周圍土體沿著某一深層滑裂面整體滑動(dòng)如圖 (a)所示,對(duì)于該整體失穩(wěn)模式的驗(yàn)算可按普通邊坡穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行,根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果要求錨桿長(zhǎng)度必須超過(guò)最危險(xiǎn)滑動(dòng)

13、面,同時(shí)安全系數(shù)不應(yīng)該小于1.50。2、整體穩(wěn)定性分析(8/11)第19頁(yè),共37頁(yè)。(2)樁錨支護(hù)體系之間的相互作用超出了土體的承載能力,從而在圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部向其拉結(jié)方向形成一條深層滑裂面如圖 (b)所示。對(duì)于該種破壞模式,經(jīng)常使用的驗(yàn)算方法是德國(guó)學(xué)者Kranz提出的“代替墻法”。以單錨支護(hù)體系為例,如右下圖所示,代替墻法假定深層滑裂面由直線bc段和cd段組成,其中b點(diǎn)取在圍護(hù)墻體底部,c點(diǎn)取在錨固段的中點(diǎn),cd段是由c點(diǎn)向上做垂線與地面交于d點(diǎn)得到的。利用abcd范圍內(nèi)的力的平衡關(guān)系可以求得錨桿的極限抗力,安全系數(shù)定義為錨桿極限抗力的水平分力Th與錨桿設(shè)計(jì)水平分力Tsh的比值,要求不小于1.

14、50。2、整體穩(wěn)定性分析(9/11)第20頁(yè),共37頁(yè)。如圖所示,錨桿的極限抗力水平分力可以從力的平衡圖得到 其中 E1hE1cos E1為作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu) ab 面上的主動(dòng)土壓力(kN); E2hE2cos E2為作用在代替墻 cd 面上的主動(dòng)土壓力(kN); 2、整體穩(wěn)定性分析(10/11)第21頁(yè),共37頁(yè)。當(dāng)使用上述公式時(shí),需要注意:當(dāng)大于時(shí)需要計(jì)入地面超載,當(dāng)小于時(shí)可不計(jì)入地面超載。 代替墻法僅適用于錨固段在圍護(hù)墻底部以上的情況,如下圖所示,圖(a) 中的所有錨桿均需要驗(yàn)算,圖(b) 中有兩道錨桿需要驗(yàn)算,圖(c)中所有錨桿均深入到了圍護(hù)墻底部以下,不需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算2、整體穩(wěn)定性分析

15、(11/11)第22頁(yè),共37頁(yè)。3、抗隆起穩(wěn)定分析(1/9) 基坑抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的設(shè)計(jì)內(nèi)容,它不僅關(guān)系著基坑的穩(wěn)定安全問(wèn)題,也與基坑的變形密切相關(guān)。 基坑抗隆起穩(wěn)定分析方法:三大類,即極限平衡法、極限分析法以及常規(guī)位移有限元法。 無(wú)論是極限分析有限元還是常規(guī)位移有限元,主要針對(duì)的都是粘土基坑抗隆起穩(wěn)定性的分析問(wèn)題。 對(duì)于同時(shí)考慮c-土體抗隆起穩(wěn)定分析問(wèn)題我國(guó)基坑工程實(shí)踐中目前用的是地基承載力模式以及圓弧滑動(dòng)的基坑抗隆起穩(wěn)定分析模式。 第23頁(yè),共37頁(yè)。一、粘土基坑不排水條件下的抗隆起穩(wěn)定性分析 對(duì)于粘土基坑抗隆起穩(wěn)定問(wèn)題,由于基坑開(kāi)挖時(shí)間較短且粘性土滲透性較差

16、,可采用總應(yīng)力分析方法。分析方法主要有三類:傳統(tǒng)方法:是Terzaghi(1943)以及Bjerrum 和Eide(1956)所提出的基于承載力模式的極限平衡方法。這一類方法一般是在指定的破壞面上進(jìn)行驗(yàn)算,分析計(jì)算時(shí)還可能會(huì)作一些假定。有限元法:常規(guī)彈塑性有限元極限分析方法:極限分析理論在巖土工程中的應(yīng)用是一個(gè)比較新的研究領(lǐng)域,該方法以其具有比較嚴(yán)格的塑性理論依據(jù)而受到巖土穩(wěn)定性研究學(xué)者的青睞。采用極限分析法主要有Chang(2000)以及黃茂松等(2008)基于Prandtl(1920)破壞機(jī)構(gòu)分析粘土基坑抗隆起穩(wěn)定性的上限方法,Ukritchon等(2003)采用的極限分析有限元法分析粘土

17、基坑抗隆起穩(wěn)定性問(wèn)題。3、抗隆起穩(wěn)定分析(2/9)第24頁(yè),共37頁(yè)。1、粘土基坑抗隆起穩(wěn)定分析的極限平衡法 Terzaghi(1943 )分析粘土基坑抗隆起穩(wěn)定性的模式如圖所示?;娱_(kāi)挖深度為H,基坑寬度為B,土體不排水強(qiáng)度記為Su,堅(jiān)硬土層的埋置深度距基坑開(kāi)挖地面的距離記為T。 基于地基承載力的理念,Terzaghi(1943)給出了用穩(wěn)定系數(shù)表達(dá)的抗隆起分析表達(dá)式:式中 為穩(wěn)定系數(shù),5.7即為考慮基地完全粗糙時(shí)的地基承載力系數(shù)Nc值。一般認(rèn)為,Terzaghi(1943)的抗隆起分析模式適用于比較淺或?qū)挼幕涌孤∑鸱治鰡?wèn)題,也即適用于H/B 1.0的情況。3、抗隆起穩(wěn)定分析(3/9)第2

18、5頁(yè),共37頁(yè)。 對(duì)于H/B1.0的情況,一般認(rèn)為Bjerrum和Eide(1956)的抗隆起分析模式更適合一些。Bjerrum和Eide(1956)采用如下圖所示的深基礎(chǔ)破壞模式分析坑底的抗隆穩(wěn)定問(wèn)題。值得注意的是,當(dāng)堅(jiān)硬土層埋置深度較淺時(shí),可能形不成圖中所示的破壞模式,此時(shí)就需要對(duì)地基承載力系數(shù)Nc加以修正。3、抗隆起穩(wěn)定分析(4/9)第26頁(yè),共37頁(yè)。2. 粘土基坑抗隆起穩(wěn)定分析的極限分析上限方法(詳細(xì)分析略) 極限分析定理是解決工程穩(wěn)定性分析問(wèn)題的有嚴(yán)格塑性力學(xué)依據(jù)的理論,包括上限定理和下限定理。上限定理從構(gòu)造運(yùn)動(dòng)許可的速度場(chǎng)出發(fā),能夠界定外荷載的上限;下限定理從構(gòu)造靜力許可的應(yīng)力場(chǎng)

19、出發(fā),能夠界定外荷載的下限。運(yùn)動(dòng)許可的速度場(chǎng)要求:速度場(chǎng)滿足幾何相容條件,滿足速度邊界條件以及關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則等;靜力許可應(yīng)力場(chǎng)要求在全局范圍內(nèi)滿足平衡方程并且不違反屈服條件,滿足應(yīng)力邊界條件等。 理論上講,極限分析下限方法能夠給出極限荷載的下限,在工程適用中是偏于安全的,但是在全局范圍內(nèi)構(gòu)造靜力許可的應(yīng)力場(chǎng)一般是比較復(fù)雜的,目前應(yīng)用主要是借助于極限分析有限元技術(shù)應(yīng)用。上限方法理論上講只能給出不小于真實(shí)極限荷載的解,但運(yùn)動(dòng)許可的速度場(chǎng)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,而且與實(shí)際可能的破壞模式密切相關(guān),因此應(yīng)用起來(lái)方便適用。這也是上限方法應(yīng)用較多的一個(gè)主要原因。3、抗隆起穩(wěn)定分析(5/9)第27頁(yè),共37頁(yè)。二、同時(shí)考

20、慮c-時(shí)基坑抗隆起穩(wěn)定分析 分析模式主要有兩種:地基承載力模式的抗隆起穩(wěn)定分析圓弧滑動(dòng)模式的抗隆起穩(wěn)定分析。1、 地基承載力模式的抗隆起穩(wěn)定性分析以驗(yàn)算支護(hù)墻體底面的地基承載力作為抗隆起分析依據(jù)。根據(jù)Terzaghi(1943)建議的淺基礎(chǔ)地基極限承載力計(jì)算模式,是土體粘聚力、土重以及地面超載三項(xiàng)貢獻(xiàn)的疊加。但是在此處的基坑抗隆起穩(wěn)定分析中,基礎(chǔ)寬度是不能明確界定的,為簡(jiǎn)化分析,地基承載力模式的抗隆起分析由下式來(lái)考慮:3、抗隆起穩(wěn)定分析(6/9)第28頁(yè),共37頁(yè)。從圖中所假定的驗(yàn)算模式可以看出,地基承載力的抗隆驗(yàn)算分析中應(yīng)該認(rèn)為支護(hù)墻體抗彎剛度較大,以致不發(fā)生明顯的完全變形。由于該抗隆起分析

21、模式假定以支護(hù)墻體地面為驗(yàn)算基準(zhǔn)面,因此只能反映支護(hù)墻體地面土體強(qiáng)度對(duì)抗隆起穩(wěn)定分析的影響。同時(shí)從以上分析還可以看出,該模式下是無(wú)法考慮地基承載力中基礎(chǔ)寬度項(xiàng)對(duì)地基承載力的貢獻(xiàn)的。通過(guò)計(jì)算分析表明,當(dāng)土體內(nèi)摩擦角較大時(shí),由于地基承載力系數(shù)增長(zhǎng)迅速,所求的安全系數(shù)過(guò)大。3、抗隆起穩(wěn)定分析(7/9)第29頁(yè),共37頁(yè)。2、圓弧滑動(dòng)的抗隆起分析模式 該分析模式認(rèn)為:土體沿圍護(hù)墻體底面滑動(dòng),且滑動(dòng)面為一圓弧,不考慮基坑尺寸的影響。如圖所示基坑抗隆起圓弧滑動(dòng)分析模式,取圓弧滑動(dòng)的中心位于最下一道支撐處,基坑抗隆起安全系數(shù)通過(guò)繞O點(diǎn)的力矩平衡獲得?;瑒?dòng)力矩:GM段作用的地面超載q產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩,OAMG區(qū)

22、域內(nèi)土體自重產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩,OACB區(qū)域內(nèi)土體自重產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩。抗滑動(dòng)力矩:滑動(dòng)面MACEF上抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生的抗滑動(dòng)力矩。BCE區(qū)域內(nèi)土體產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩與BEF區(qū)域內(nèi)土體重量產(chǎn)生的抗滑動(dòng)力矩相抵消。3、抗隆起穩(wěn)定分析(8/9)第30頁(yè),共37頁(yè)。各部分滑動(dòng)力矩的計(jì)算相對(duì)較為簡(jiǎn)單。在計(jì)算滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度時(shí)采用公式 ?;瑒?dòng)面上的選擇做如下處理:在MA面上的應(yīng)該是水平側(cè)壓力,該側(cè)壓力實(shí)際上應(yīng)該介于主動(dòng)土壓力與靜止土壓力之間,因此近似地取為: 而不再減去 ,這是為了考慮實(shí)際情況,而且在開(kāi)挖深度較大時(shí),后者要比前者小得多;AE滑動(dòng)面上的法向應(yīng)力可以認(rèn)為由兩部分組成,即土體自重在滑動(dòng)面法向上的分力加上該

23、處的水平側(cè)壓力在滑動(dòng)面法向上的分力,水平側(cè)壓力的計(jì)算與MA段的相同;EF滑動(dòng)面上的法向應(yīng)力也由兩部分組成,為土體自重在滑動(dòng)面法向上的分力加上該處的水平側(cè)壓力在滑動(dòng)面法向上的分力,有人認(rèn)為EF上的水平側(cè)壓力應(yīng)取為介于靜止土壓力和被動(dòng)土壓力之間,不過(guò)此處為安全期間仍取為介于靜止土壓力與主動(dòng)土壓力之間,按上述MA段上的水平側(cè)壓力計(jì)算。 3、抗隆起穩(wěn)定分析(9/9)第31頁(yè),共37頁(yè)。4、抗傾覆、抗水平滑移穩(wěn)定性分析(1/3) 對(duì)于重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu),需要進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆和抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算。 一、 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 如圖所示,驗(yàn)算重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性時(shí),通常假定維護(hù)結(jié)構(gòu)繞其前趾轉(zhuǎn)動(dòng),相應(yīng)的計(jì)算公式可表示為:第32頁(yè),共37頁(yè)。 注意:以上驗(yàn)算對(duì)土層條件較好的情況基本上是合理的,但對(duì)于墻底土較軟弱時(shí),就會(huì)得出,支護(hù)墻體的插入深度在一定范圍內(nèi)變化時(shí),其插入比(D/H)越大,計(jì)算的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)越小的不合理現(xiàn)象,究其原因就在于轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)位置選擇不合理。對(duì)于重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傾覆轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響以及轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)位置的合理選擇,許多學(xué)者進(jìn)行了研究,提出了各白的觀點(diǎn)和解決辦法,但直到目前為止,還沒(méi)有找到確定轉(zhuǎn)動(dòng)中心的合適方法。4、抗傾覆、抗水平滑移穩(wěn)定性分析(2/3) 第33頁(yè),共37頁(yè)。二、抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算 抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算主要考察圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平方向上作用

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