1邊坡指導(dǎo)規(guī)范

關(guān)于《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)》的討論李廣信關(guān)于《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)》的《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》

GB50330-2013該規(guī)范于2013年出版，2014年6月實(shí)施。與舊版比較（GB50330-2002），有如下變化：《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013該規(guī)范于新舊規(guī)范比較與討論例如刪去了原版中不合理的動(dòng)水壓力計(jì)算；刪去了工作條件系數(shù)；采用了隱式的傳遞系數(shù)法；采用了簡(jiǎn)化比肖甫法計(jì)算圓弧滑動(dòng)面穩(wěn)定；一些不足、不確和不對(duì)之處：它略顯粗糙；附圖中有一些未加說(shuō)明的標(biāo)注；一些公式也未交代清楚，給使用造成較大困難；還有一些概念上的錯(cuò)誤，可能造成嚴(yán)重的后果。新舊規(guī)范比較與討論例如刪去了原版中不合理的動(dòng)水壓力計(jì)算；動(dòng)水壓力（滲透力）計(jì)算Pwi=

wVisin(

i+

i)/2

i

i水面傾角；

i底面傾角靜水：j=

wsin(

i+

i)/2

如果

i=0（靜水）i=sin

i/2

i（GB50330-2002）動(dòng)水壓力（滲透力）計(jì)算Pwi=wVisin(i+i)/工作條件系數(shù)frb——錨固體與巖土間粘接強(qiáng)度特征值：frb=frbk/Kfrbk——錨固體與巖土間極限粘接強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值D——錨固體直徑K——安全系數(shù)la——錨固段長(zhǎng)度

1——工作條件系數(shù)：

永久：1.0；臨時(shí)：1.33違背單一安全系數(shù)的概念（GB50330-2002）工作條件系數(shù)frb——錨固體與巖土間粘接強(qiáng)度特征值：frb=（GB50330-2002）（GB50330-2002）顯式傳遞系數(shù)法

i-1

i

i-1Wi

iPi-1Pi顯式傳遞系數(shù)法i-1ii-1WiiPi-1Pi傳遞系數(shù)兩種算法顯式：隱式：Fs荷載放大系數(shù)Fs強(qiáng)度折減系數(shù)傳遞系數(shù)兩種算法顯式：Fs荷載放大系數(shù)Fs強(qiáng)度折減系數(shù)顯式的傳遞系數(shù)法所謂顯式，就是可以通過(guò)方程式直接計(jì)算出安全系數(shù)Fs的方法。如果安全系數(shù)就為超載系數(shù)，或荷載放大系數(shù)。這樣，在極限平衡條件下：在實(shí)際上，也可從頂部開(kāi)始一步步向下逐條計(jì)算，最后用第n條的抗滑力與滑動(dòng)力之比計(jì)算安全系數(shù)。

顯式的傳遞系數(shù)法所謂顯式，就是可以通過(guò)方程式直接計(jì)算出安全系顯式解

計(jì)算安全系數(shù)Fs剩余推力，剩余下滑力顯式解計(jì)算安全系數(shù)Fs剩余推力，剩余下滑力隱式的傳遞系數(shù)法所謂隱式就是定義安全系數(shù)，亦即認(rèn)為安全系數(shù)是反映抗力儲(chǔ)備的折減系數(shù)。由于式中的Ri和

j本身都包含有安全系數(shù)Fs，所以上式不能直接計(jì)算出Fs，需要通過(guò)迭代才能計(jì)算出安全系數(shù)Fs，所以叫做隱式。隱式的傳遞系數(shù)法所謂隱式就是定義安全系數(shù)，亦即認(rèn)為安全系數(shù)是隱式法求解的基本流程假設(shè)Fs0計(jì)算Ti，Ri和

iPn=0計(jì)算Fs1Fs1-Fs0<

EndyesNoFs0=Fs1隱式法求解的基本流程假設(shè)Fs0計(jì)算Ti，Ri和iPn=0計(jì)一個(gè)例子一個(gè)例子一個(gè)例子一個(gè)例子例題1有一巖坡，滑動(dòng)面的形式如圖所示。已知巖石的重度為24kN/m3,自上而下三個(gè)楔體的體積分別為：2046m3,14880m3與4770m3。在滑動(dòng)面間巖塊的摩擦角為

=20

,c=0。用顯式的傳遞系數(shù)法計(jì)算其穩(wěn)定安全系數(shù)Fs。(A)1.2(B)1.4(C)1.6(D)1.8例題1有一巖坡，滑動(dòng)面的形式如圖所示。已知巖石的重度為24k計(jì)算表Ti=Wisin

iNi=Wicos

iRi=Nitan

P1=14766Fs-17045P2=92429Fs-125552+14518Fs-16759=106947Fs-142311P3=9978Fs-41509+98562Fs-131154=0108540Fs=172663Fs=1.591。顯式解計(jì)算表Ti=WisiniNi=Wicosi或者或者隱式解隱式法計(jì)算表（設(shè)Fs=1.591）ce=0,tan

e=0.229P1=14766-10713＝4053kNP2=92429-78914+4053

0.9891=17524kNP3=9978-26090+17524

0.945=448kN>0Fs=1.585迭代后隱式解隱式法計(jì)算表（設(shè)Fs=1.591）ce=0,tan2013規(guī)范討論2013規(guī)范討論1.作用與設(shè)計(jì)《工程可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50153-2008)》：作用是“施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力（直接作用，也稱(chēng)荷載）和引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因（間接作用）”。荷載是狹義的作用，廣義的作用包括地震、凍脹、膨脹、濕陷、溫度等，它們會(huì)引起的結(jié)構(gòu)的脹縮與內(nèi)力。效應(yīng)是“由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)”。這個(gè)反應(yīng)可包括內(nèi)力和變形。1.作用與設(shè)計(jì)《工程可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50153-2作用

組合的效應(yīng)按著這一標(biāo)準(zhǔn)，在近年來(lái)出版的建筑領(lǐng)域的規(guī)范都稱(chēng)“作用標(biāo)準(zhǔn)(基本,準(zhǔn)永久)組合的效應(yīng)”。由于《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)》是荷載規(guī)范，所以講的是“荷載組合”，而非作用組合。稱(chēng)為“荷載

組合的效應(yīng)”?？梢?jiàn)在組合與效應(yīng)的關(guān)系上二者是統(tǒng)一的，即先是作用（荷載）的組合，然后才是效應(yīng)?？衫斫鉃樽饔茫ê奢d）先按一定的規(guī)定組合，然后計(jì)算這種組合下的結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）上的力或變形，它通過(guò)結(jié)構(gòu)傳到巖土中。作用組合的效應(yīng)按著這一標(biāo)準(zhǔn)，在近年來(lái)出版的建筑領(lǐng)域的規(guī)范荷載效應(yīng)的

組合頒布于2013年的新版《邊坡規(guī)范》還是沿用“荷載效應(yīng)的

組合”，這是2008年以前的說(shuō)法，顯然不合時(shí)宜。作為國(guó)家規(guī)范，這種滯后也是難以理解的。荷載效應(yīng)的組合頒布于2013年的新版《邊坡規(guī)范》還是沿用2.安全系數(shù)法與分項(xiàng)系數(shù)法

所謂安全系數(shù)法亦稱(chēng)“單一安全系數(shù)法”。它是將工程中包含的一切不確定性因素，都放入單一的安全系數(shù)K或Fs之中。這些不確定性包括:作用（荷載）的參數(shù)、材料的性質(zhì)、計(jì)算與施工的精確性與可靠性，也包括政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)的各種條件與要求。安全系數(shù)的取值往往是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)。2.安全系數(shù)法與分項(xiàng)系數(shù)法所謂安全系數(shù)法亦稱(chēng)“單一安全系數(shù)安全系數(shù)法安全系數(shù)是個(gè)筐，一切不確定性都往里裝。因而就無(wú)需再引入其他系數(shù)了，例如重要性系數(shù)、工作條件系數(shù)、折減系數(shù)、荷載放大系數(shù)等。所以說(shuō)新版《邊坡規(guī)范》取消了工條件系數(shù)，而規(guī)定臨時(shí)工程的安全系數(shù)小一些，是符合安全系數(shù)法的基本概念的。安全系數(shù)法安全系數(shù)是個(gè)筐，一切不確定性都往里裝。因而就無(wú)需再分項(xiàng)系數(shù)法

基于可靠度理論的分項(xiàng)系數(shù)法是將荷載與與抗力都當(dāng)成隨機(jī)變量，所以失效或破壞也就是隨機(jī)事件。它是將荷載與抗力的不確定性分別考慮的。分項(xiàng)系數(shù)法基于可靠度理論的分項(xiàng)系數(shù)法是將荷載與與抗力都當(dāng)成分項(xiàng)系數(shù)

與可靠度指數(shù)

在可靠度設(shè)計(jì)中，主要的參數(shù)是可靠度指標(biāo)

，如果

=3，則表明失事的概率約為萬(wàn)分之十三萬(wàn)無(wú)一失=失事的概率約為萬(wàn)分之一，

=4分項(xiàng)系數(shù)與可靠度指數(shù)在可靠度設(shè)計(jì)中，主要的參數(shù)是可靠度指《建筑工程可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001)》“制定建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范及鋼結(jié)構(gòu)、薄壁鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；制定地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計(jì)規(guī)范，宜遵守本標(biāo)準(zhǔn)的原則?！?/p>

《建筑工程可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001)》《2013邊坡規(guī)范》統(tǒng)一使用安全系數(shù)法，即：

(8.2.2-1)(8.2.4)(8.2.3)抗拉砂漿中抗拔錨固體抗拔《2013邊坡規(guī)范》統(tǒng)一使用安全系數(shù)法，即：(8.2.2（極限）抗力的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值fy——普通鋼筋或鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；frbk——巖土層與錨固體極限黏結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；fb——鋼筋與錨固砂漿間的黏結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

。（極限）抗力的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值fy——普通鋼筋或鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值以HRB400鋼筋為例，其（極限）抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fk=400MPa，設(shè)計(jì)值為fy=360MPa，亦即其抗力分項(xiàng)系數(shù)為

G=0.9。邊坡規(guī)范》的式8.2.2-1是把安全系數(shù)與分項(xiàng)系數(shù)混合使用，似乎安全系數(shù)Kb只負(fù)責(zé)荷載的不確定性。這在原理與概念上是不對(duì)的。

標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值以HRB400鋼筋為例，其（極限）抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)3.擋土墻上的主動(dòng)土壓力計(jì)算《邊坡規(guī)范》提出了一系列主動(dòng)土壓力半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算公式，但存在不少問(wèn)題。3.擋土墻上的主動(dòng)土壓力計(jì)算《邊坡規(guī)范》提出了一系列主動(dòng)土壓2.1墻背俯傾的情況計(jì)算的主動(dòng)土壓力的方向，如果假設(shè)墻背光滑，則主動(dòng)土壓力Ea垂直于墻背，但是該公式計(jì)算的土壓力是水平的；這不合理：

=90-

(6.2.10-2)(6.2.10-3)2.1墻背俯傾的情況計(jì)算的主動(dòng)土壓力的方向，(6.2.102.2墻頂填土傾斜的情況=+2.2墻頂填土傾斜的情況=+無(wú)限斜坡的朗肯土壓力計(jì)算

Ea的方向平行于坡面無(wú)限斜坡的朗肯土壓力計(jì)算Ea的方向平行于坡面

zcos

無(wú)限土坡的朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算原理zcos無(wú)限土坡的朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算原理算例這種主動(dòng)土壓力垂直于墻面的假設(shè)，計(jì)算的安全系數(shù)僅為朗肯理論解的0.42，大大低估了其安全度。算例這種主動(dòng)土壓力垂直于墻面的假設(shè)，計(jì)算的安全系數(shù)僅為朗肯理計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果B.0.3-2與B.0.3-2存在類(lèi)似的問(wèn)題B.0.3-2與B.0.3-2存在類(lèi)似的問(wèn)題庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般解此公式計(jì)算的大小與分布都有問(wèn)題。庫(kù)倫主動(dòng)土壓力的一般解此公式計(jì)算的大小與分布都有問(wèn)題。主動(dòng)土壓力計(jì)算其實(shí)不管墻后的填土形式多么復(fù)雜，采用庫(kù)倫土壓力理論進(jìn)行計(jì)算都沒(méi)有問(wèn)題。因?yàn)橛?jì)算機(jī)已經(jīng)完全普及，建立一個(gè)搜索具有最大土壓力的滑動(dòng)面的軟件是輕而易舉的，何必羅列了這么多完全不適用、不合理、華而不實(shí)的“半經(jīng)驗(yàn)公式”呢？主動(dòng)土壓力計(jì)算其實(shí)不管墻后的填土形式多么復(fù)雜，采用庫(kù)倫土壓力3.邊坡穩(wěn)定分析中的水土合算重度與強(qiáng)度指標(biāo)3.邊坡穩(wěn)定分析中的水土合算重度與強(qiáng)度指標(biāo)3.1孔隙水壓力簡(jiǎn)化比肖甫條分法穩(wěn)定分析。3.1孔隙水壓力簡(jiǎn)化比肖甫條分法穩(wěn)定分析?？紫端畨毫o水下：按浮重度計(jì)算；滲流情況下：按中點(diǎn)等勢(shì)線計(jì)算?？紫端畨毫o水下：按浮重度計(jì)算；3.2

穩(wěn)定分析的水土合算水土合算計(jì)算水土壓力是對(duì)于基坑中特殊應(yīng)力路徑一種經(jīng)驗(yàn)計(jì)算；它并不符合有效應(yīng)力原理也沒(méi)有推廣的理由；尤其是不能用于邊坡穩(wěn)定分析。3.2穩(wěn)定分析的水土合算水土合算計(jì)算水土壓力是對(duì)于基坑中《邊坡規(guī)范》對(duì)水土合算的推廣“土質(zhì)邊坡按水土合算原則計(jì)算時(shí)，地下水位以下宜采用土的飽和自重，固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)”

（4.3.5條）《邊坡規(guī)范》對(duì)水土合算的推廣“土質(zhì)邊坡按水土合算原則計(jì)算時(shí)，飽和重度＋固結(jié)不排水強(qiáng)度＝錯(cuò)誤“固結(jié)”是在原位的

z的有效應(yīng)力作用下的固結(jié)，而不是在

satz下的固結(jié)。那么M點(diǎn)土體在自然的情況下的固結(jié)壓力為

z=

z。如果很快地開(kāi)挖出圖示的邊坡，則其抗剪強(qiáng)度為

f=ccu+

ztan

cu，抗滑力矩應(yīng)當(dāng)用土的浮重度計(jì)算，而不是用飽和重度計(jì)算。M飽和重度＋固結(jié)不排水強(qiáng)度＝錯(cuò)誤“固結(jié)”是在原位的z的有效瑞典條分法-替代法

ih3ih2ih1i浸潤(rùn)線h3i部分用浮重度計(jì)算，h2i分母用飽和重度；分子用浮重度替代法：不計(jì)水壓力ui瑞典條分法-替代法ih3ih2ih1i浸潤(rùn)線h3i部分用浮上海規(guī)范

6.2.1坑底地下水位以下取浮重度；考慮滲流作用時(shí)，坑底地下水位與坑外地下水位范圍內(nèi)的土體在計(jì)算滑動(dòng)力矩時(shí)取飽和重度，計(jì)算抗滑力矩時(shí)取浮重度；至少在這種情況下這是對(duì)的，因?yàn)檫@就是穩(wěn)定分析中所謂的“替代法”。上海規(guī)范6.2.1坑底地下水位以下取浮重度；扣除孔隙水壓力法h