加筋土坡內(nèi)部穩(wěn)定性的確定性分析及分項系數(shù)法.pdf

1、加筋土坡因其填方量少、工期短、經(jīng)濟安全等優(yōu)勢在國內(nèi)外已得到廣泛應用，然而現(xiàn)有加筋土坡的理論發(fā)展較工程實踐卻相對滯后，故對加筋邊坡設計相關的穩(wěn)定性分析方法開展深入研究具有十分重要的意義。基于設定的在加筋土坡內(nèi)傾斜界面不應穿越筋材的基本原則，作者探索了基于Donald和陳祖煜建立的傾斜條分上限解法理論框架下加筋土坡可能存在的三種合理滑移模式，并提出了基于庫侖滑移模式的加筋土坡穩(wěn)定性的確定性分析上限解法。在此基礎上，提出對應的極限狀態(tài)方程，并

2、根據(jù)一次二階矩法和驗算點標定方法，編制Excel VBA程序計算加筋土坡的安全系數(shù)、可靠度指標以及分項系數(shù)，從而將加筋土擋墻的傳統(tǒng)安全系數(shù)法擴展到可靠度分析的層面。并在相對安全率的概念上，將確定性分析方法與分項系數(shù)方法、可靠度分析方法的安全判據(jù)建立在同一風險控制標準之上。根據(jù)理論研究和算例分析所得到的主要結論如下:
　　(1)根據(jù)筋材的隔斷作用形成的斜向界面破壞模式，討論可能存在的速度場，分別提出主動、庫侖、被動三種滑移模式。通過

3、計算比較發(fā)現(xiàn)，相應工程實踐中普遍采用的加筋材料間距，最有可能的破壞模式將回歸為相應直線滑裂面的庫侖模式。故筆者提出采用基于庫侖理論的斜條分上限解法作為加筋土坡的確定性分析方法。
　　(2)由于筋材的鋪設長度有限，且應考慮保證筋材發(fā)揮極限拉力的錨固長度，故在計算加筋土擋墻時還需判斷搜索滑裂面與有效長度的各層筋材是否相交。由于實際加筋土擋墻的設計情況較為復雜，為此作者在陳祖煜團隊已開發(fā)的EMU程序中增加了采用庫侖模式計算加筋土擋墻安全

4、系數(shù)的功能。
　　(3)基于作者提出的利用庫侖理論上限解法計算加筋土邊坡安全系數(shù)方法的基礎上，將可靠度分析應用于目標可靠度指標為3.7和允許安全系數(shù)為1.35（較未加筋邊坡的規(guī)范值略高）的一個典型算例。假定填土的黏聚力c、摩擦系數(shù)f和筋材強度T的變異系數(shù)分別為0.2、0.1和0.07，獲得對應分項系數(shù)標定值為γc=1.40，γf=1.25和γT=1.05，這一成果與國內(nèi)外相關規(guī)定接近。
　　(4)采用陳祖煜團隊提出的相對安全

5、率的概念，通過改變坡高、坡度和其他材料參數(shù)對上述標定值進行普適性論證，回歸結果表明標定的允許安全系數(shù)和分項系數(shù)值與對應的可靠度指標具有同一風險控制標準。特別需要指出的是，隨著坡度的增加相應安全指數(shù)的變化是平穩(wěn)的，因此人為地以70°坡角為界，將結構分類為墻或邊坡是沒有必要的。
　　(5)為方便工程設計快速查找安全系數(shù)或設計所需筋材間距，本文基于提出的庫侖模式上限解確定性分析方法和分項系數(shù)方法，進行大量計算，分別開發(fā)了坡角為70°、8