建筑岩质边坡岩石压力的计算方法051010杭州.ppt
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1、建筑岩质边坡岩石压力的计算方法,中国人民解放军后勤工程学院,院 士博士生导师,郑颖人,提 纲,1.当前岩质建筑边坡设计中岩石压力的计算现状,3.边坡支护结构上岩石压力的理论计算方法,4.结构面参数的确定,5.岩质边坡岩石压力的经验计算方法,2.岩质边坡的破坏型式,6.理论计算方法、经验计算方法与统计数值的比较,1、当前岩质建筑边坡设计中岩石压力的计算现状,建筑边坡一般是指城镇建设中因为施工开挖或者填方形成的边坡。坡高在20-30米以下,目前计算岩质边坡上的岩石压力,常引用库仑、朗金土压力公式,不区分土体与岩体的不同,不仅导致支挡结构设计偏于保守,也会导致设计不安全。,由于设计中岩、土不分,无论
2、岩体完整与否,结构面是外倾还是内倾,都采用同样的岩石压力与支护参数,这就会使边坡设计造成很大浪费。,规范提出两种方法:一方面依靠以往的经验,但必须使经验更为科学化、精确化、公认化。其合理方法是依据定性定量的指标对岩体边坡的稳定性进行科学分类,并采用经验公式进行计算使经验更符合实际。,另一方面从理论上寻求解决岩石压力的计算问题,即从实际观察到的岩体破坏机理出发,依据岩体力学的观点,推导出作用在支护结构上的岩石压力计算公式,并提出确定抗剪强度参数的合理方法。,岩质边坡按照其破坏型式分为滑移型与崩塌型。滑移型破坏又可以分为有外倾结构面情况(硬性结构面与软弱结构面)及无外倾结构面的情况(均质岩体、破碎
3、岩体与只有内倾结构面的岩体)。,2、岩质边坡的破坏型式,表1 岩质边坡破坏形式,无外倾结构面巨块状、块状岩体,3、边坡支护结构上岩石压力的理论计算方法,1)岩石压力的理论计算公式沿外倾硬性结构面滑移时的岩石压力(包括多阶边坡),有多条外倾结构面 时选其大值;沿外倾软弱结构面滑移时的岩石压力;均质岩体(包括碎裂,散体状岩体);只有内倾结构面岩体(可以有倾角35o以下的外倾结构面)。,图1 岩石压力计算简图,2)对沿外倾结构面滑动的边坡,其主动岩石压力按下式计算,式中:Eak主动岩石压力标准值,kN/m;Ka主动岩石压力系数;H挡土墙高度,m;岩体重度,kN/m3;q地表均布荷载标准值,kPa;岩
4、体对挡土墙墙背的摩擦角,度;填土表面与水平面的夹角,度;支挡结构墙背与水平面的夹角,度;外倾结构面倾角,度;cj外倾结构面粘聚力,kPa;j外倾结构面内摩擦角,度;岩石与挡墙背的摩擦角,度,取(0.33-0.5);当有多组外倾结构面时,应算出每组结构面的主动岩石压力,并取其大值。,3)对沿缓倾的外倾软弱结构面滑动的边坡,主动岩石压力标准值可按下式计算:,式中:G四边形滑裂体重量,kN;a四边形滑裂体宽度,根据地质情况确定,m;L滑裂面长度,m;j滑裂面内摩擦角,度;c j滑裂面的粘聚力,kPa;其它符号含义同前。,对沿外倾结构面滑动的边坡,岩石侧向压力标准值可按下式计算:,4)考虑地震作用时侧
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