[发明专利]高切坡抗滑治理参数的测定方法

权利要求书

1.一种高切坡抗滑治理参数的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，切坡坡体基本参数的勘探与测定：

根据待评价切坡坡体的地质地貌条件，确定堆积层边坡坡体垂直埋深H及下伏基岩整体滑移面倾角α的变化规律，并绘制切坡坡体主要滑移纵向剖面图；运用原位测试或室内土工试验综合测定坡体及下伏基岩面的物理力学性质参数

第二步，切坡坡体主动滑移区与稳定区的确定：

1)对边坡坡体进行垂直条分：

首先根据边坡下伏基岩整体滑移面倾角α的变化情况，在下伏基岩滑移面倾角α发生变化部位做向下的垂直线，将坡体进行条分成n个垂直条块；

2)堆积层边坡主滑区与稳定区的确定：

根据坡体垂直埋深H与坡体及下伏基岩面物理力学性质参数假设土条自身下滑力Ti、抗滑力Ri与该坡体条块下伏基岩滑移面平行，确定自身下滑力Ti与抗滑力Ri的合力Fi：

Fi＝Ti-Ri (1)

其中：抗滑力Ni＝Wi cosαi，下滑力Ti＝Wi sinαi；

式中：

Fi—第i个土条自身下滑力Ti与抗滑力Ri的合力；

αi—第i个土条基岩面倾角；

—第i个土条的内摩擦角；

ci—第i个土条的粘聚力；

Wi—第i个土条的自重；

Ni—第i个土条的作用于滑动面上的法向力；

li—第i个土条与基岩面的接触长度；

根据边坡坡体土条自身下滑力Ti与抗滑力Ri的合力Fi的大小，将其Fi＞0的边坡坡体区域定义为边坡主滑区；将其Fi≤0的边坡坡体区域定义为边坡稳定区；以此可确定待评价堆积层边坡主滑区、稳定区；

第三步，高切坡坡体稳定性系数的确定：

以边坡主滑区后缘点为起始点，以切坡坡脚为终点，将该两点间区域作为高切坡抗滑治理区域；运用剩余下滑力法采用式(2)确定该区域坡体的稳定性系数，即为高切坡坡体的稳定性系数FS；

F s = Σ i = 1 n - 1 ( R i Π j = i n - 1 ψ j ) + R n Σ i = 1 n - 1 ( T i Π j = i n - 1 ψ j ) + T n - - - ( 2 ) ]]>

其中：

抗滑力Ri：Ni＝Wi cosαi

下滑力Ti：Ti＝Wi sinαi

不平衡推力系数ψj：

Π j = i n - 1 ψ j = ψ j ψ j + 1 ... ψ n - 1 ]]>

式中：

FS—高切坡坡体的稳定性系数；

αi—第i个土条基岩面倾角；

—第i个土条的内摩擦角；

ci—第i个土条的粘聚力；

Wi—第i个土条的自重；

Ni—第i个土条的作用于滑动面上的法向力；

li—第i个土条与基岩面的接触长度；

若高切坡坡体的稳定性系数FS大于边坡安全系数K，则该边坡可以进行切坡处理，否则，该边坡不可以进行切坡处理；

第四步，自然边坡极限切坡点的位置与切坡方量的确定：

以主滑区起始点为基准点，运用剩余下滑力法，沿边坡切坡方向向下采用式(2)逐条计算其局部稳定性系数fsi；当fsi大于或等于边坡安全系数K时，即fsi≥K时，则相对应条块下侧面处则可确定为该自然边坡坡体极限切坡点位置o；由切坡工程所要求的高程确定各土条的开挖深度ΔHi，从而可确定由极限切坡点位置o至边坡前缘区域坡体的开挖体积即为该边坡极限切坡方量；极限切坡方量V采用截面法由式(3)确定；

V = A 1 + A 2 2 × L - - - ( 3 ) ]]>

式中：

V—极限切坡方量；

A1,A2—相邻两截面的挖方或填方的截面积；

L—相邻两截面间的间距；

第五步，高切坡抗滑桩优化桩位与桩长的确定：

根据高切坡坡体的稳定性系数FS评价参数条件与要求，以实际工程切坡点为起始点至边坡坡体后缘方向，运用步骤二分别对该段坡体进行垂直条分成n个条块，并根据式(2)依次分别计算土条n，n～(n-1)，n～(n-2)，.....n～1所组成的各坡体条块的稳定性系数Δfk，则Δfk首次小于或等于边坡安全系数K时，即Δfk≤K时，则首个稳定性系数小于或等于安全系数的坡体土条的下侧可确定为抗滑桩治理的优化布设位置；

根据抗滑桩治理的优化布设位置，可确定该切坡抗滑桩桩长为该位置坡体的垂直埋深Hi与桩入岩设计深度ΔH′i之和；

第六步，高切坡抗滑桩极限抗滑推力设计值的确定；

当抗滑桩桩位确定后，则抗滑桩极限抗滑推力设计值Pk为抗滑桩桩位土条块体k至边坡主滑区后缘起始点土条块体1之间的坡体产生的剩余下滑力值Pi；

Pi＝Pi-1ψi-1+KTi-Ri (4)

其中：

抗滑力Ri：Ni＝Wi cosαi

滑动力：Ti＝Wi sinαi

不平衡推力系数：

Π j = i n - 1 ψ j = ψ j ψ j + 1 ... ψ n - 1 ]]>

式中：

Pk—抗滑桩极限抗滑推力设计值；

pi—第i个坡体条块剩余下滑力；

pi-1—第i-1个坡体条块剩余下滑力；

ψi—第i个坡体条块不平衡推力系数；

ψi-1—第i-1个坡体条块剩余下滑力；

Ti—第i个坡体条块的滑动力；

Wi—第i个坡体条块的自重；

Ri—第i个坡体条块的抗滑力；

K—边坡安全系数；

即当抗滑桩最优桩位确定后，利用式(4)求得桩位至上部边坡主滑区后缘起始点坡段的剩余下滑力值，即为抗滑桩极限抗滑推力设计值Pk＝Pi。