传递系数法_传递系数法公式
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3.2.3-1式:
PiPi1FstTiRi
式中:
Pi、Pi1——分别为第i块段、第i-1块段滑体的剩余下滑力(KN/m); Fst——抗滑安全系数;
Ti——下滑力,TWsinAcosT;
iiiiDiRi——抗滑力,R(W((1r)cosAsin)R)tanCL; iiUiiDiiiicos(i1i)sin(i1i)tani。
其中:
Wi——第i条块的重量WiS或WisS
——滑体天然重度(KN/m3)
s——滑体饱和重度(KN/m3)S——第i块滑体面积(㎡)
rU——孔隙压力比,rU滑体水下体积水的容重滑坡水下面积滑体总体积滑体容重滑坡总面积2RDi——渗透压力产生的垂直滑面分力:
RDiWhiWLitanisin(ii)TDi——渗透压力产生的平行滑面分力:
TDiWhiWLitanicos(ii)Ci——第i条块内聚力(KPa);
i——第i条块内摩擦角(º);
Li——第i条块滑面长度(m);
i——第i条块滑面倾角(º);
i——第i条块地下水流向与水平方向夹角(º); W——水的重度(KN/m3);
A——地震加速度(重力加速度g)。
磁器口古镇滑坡采用第三工况进行滑坡推力计算,即采用“自重+建筑荷载+暴雨+库水位”的计算条件计算滑坡推力。根据勘查报告,滑坡推力计算公式改为下式:
PiPi1cos(i1i)sin(i1i)taniFstWisini[Wi(1rU)cositaniCiLi]
其中计算渗透压力时确定地下水流方向比较困难,故进行简化假设。即在地下水位以下静水位以上有渗流活动的滑坡体,计算下滑力时采用饱和容重,计算抗滑力时采用浮容重。计算得P3713.012KN/m
4.2.5、6——6′剖面的滑坡推力计算
粉土与2-2'剖面相交处填土米水位线粉质粘土6-6'剖面图此剖面的总面积为598.335㎡。其中:
编号①的面积为8.038㎡,其中静水位以上填土6.011㎡,静水位以上粉土2.027㎡,此土条长3.739m,滑坡推力计算式为:
P11.15(18.56.01119.752.0278)sin67[(8.76.0112.0279.958)cos67tan226.083.739]计算得P1133.129KN/m
编号②的面积为134.003㎡,其中静水位以上填土49.156㎡,静水位以上粉土19.133㎡,静水位以下填土7.915㎡,静水位以下粉土57.846㎡,此土条长19.236m,滑坡推力计算式为:
P2133.129(cos34sin34tan22)1.15(18.557.07119.7576.9798)sin33[(8.749.15618.57.91519.1339.9519.7557.8468)(165.761
计算得P21092.128KN/m
编号③的面积为141.735㎡,其中静水位以上填土22.885㎡,静水位以下填土36.489㎡,静水位以下粉质粘土8.537㎡,静水位以下粉土73.855㎡,此土条长11.478m,滑坡推力计算式为:)cos33tan226.0819.236]134.0032P31092.128(cos18sin18tan22)1.15(18.559.37419.7573.85519.588.5378)sin15[(8.722.85518.536.48919.588.53719.7573.8558)(1118.85)cos15tan226.0811.478]141.7352计算得P31077.225KN/m
编号④的面积为303.499㎡,其中静水位以上填土4.204㎡,静水位以下填土115.103㎡,静水位以下粉质粘土114.081㎡,静水位以下粉土70.157㎡,此土条长29.038m,滑坡推力计算式为:
P41077.225(cos10sin10tan22)1.15(18.5119.30719.7570.15719.58114.0818)sin5[(8.74.20418.5115.10319.58114.08119.7570.1578)(1299.295)cos5tan226.0829.038]303.4992④③②①剖面图④③②①剖面图
⑥⑤④③②①剖面图PQiiai-1PiWiaaiiaiTiNiUi
图4.1 传递系数法图示
将各作用力投影到底滑面上,其平衡方程如下:
cili(WicosiuiliQisini)tani']Pi1i1(4.1)Pi=(WisiniQicosi)[FsFs式中: i1cos(i1i)i'FSsin(i1i)(4.2)
式(4.1)中第1项表示本土条的下滑力,第2项表示土条的抗滑力,第3项表示上一土条传下来的不平衡下滑力的影响,i1称为传递系数。在进行计算分析时,需要利用(4.1)进行计算。即假定一个FS=0,从边坡顶部第1块土条算起求出它的不平衡下滑力P1(求P1时,式中右端第3项为零),即为第1和第2块土条之间的推力。再计算第2块土条在原有荷载和P1作用下的不平衡下滑力P2,作为第2块土条与第3块土条之间的推力。依此计算到第n块(最后一块),如果该块土条在原有荷载及推力Pn1作用下,求得的推力Pn不为零,则调整滑体的加权抗剪强度ci、i的值,使最后一块土条所受到的推力为零或者几乎为零。这种情况是假设边坡处于极限状态。然后,假设边坡是稳定的,根据设计规范取边坡的稳定系数FS=1.25,用已经调整的抗剪强度ci、i值,计算边坡的每个土条的剩余下滑力P。为了使计算工作更加简化,在工程单位常采用快捷的简化方法:即对每一块土条用下式计算不平衡下滑力:
不平衡下滑力=下滑力Fs抗滑力
由此,式(4.1)可改写为:
PiFS(WisiniQicosi)[cili(WicosiQisiniuili)tani]Pi1(4.3)i1上式中,传递系数i1改用下式计算
i1cos(i1i)tanisin(i1i)(4.4)
所得结果与前述复杂的试算方法有时相差不大,但计算却大为简化了。如果采用总应力法,式中可略去uili项,c、值可根据土的性质及当地经验,采用勘测试验和滑坡反算相结合的方法来确定。FS值可根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定,一般取1.05~1.25。另外,要注意土条之间不能承担拉力,当任何土条的推力Pi如果出现负值,则意味着Pi不再向下传递,而在计算下一块土条时,上一块土条对其的推力取Pi1=0。
各土条分界面上的Pi求出后,可求出此分界面上的抗剪安全系数:
Fvi[cihi(PicosiUpi)tani]1(4.5)
Pisini式中:Upi-作用土条侧面的孔隙水压力;
hi-土条侧面高度;
c、-土条侧面各土层的加权抗压强度指标。