抗滑桩上滑坡推力和滑体抗力的计算

　　介绍GEO5土坡模块中如何计算作用在抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力的。

　　首先，边坡安全系数SF由极限平衡法计算求得，即通过分析滑面以上各条块的受力平衡得到。确定各条块竖向分界面上的作用力Fi是边坡极限平衡分析中的重要一步（部分方法假设条块间没有作用力）。

　　如果所有条块都处于极限平衡状态，那么滑体两端的作用力为零，即没有剩余下滑力。当滑体达到极限平衡状态时得到的安全系数即为边坡的实际安全系数，记为SFlim。条块间作用力（条间力）沿滑面的分布曲线称之为推力传递曲线。

　　作用在抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力即是由设计安全系数SFs下的推力传递曲线求得。下图给出了几种不同情况下条间力Fi沿滑面的分布曲线（推力传递曲线）。

推力Fi传力曲线

　　图a) 给出了滑体处于极限平衡状态时的条间力Fi的分布。从图中可以看出，推力传递曲线两端均为零，即此时得到的安全系数SFlim为所计算滑面的实际安全系数。对应设计安全系数SF = SFlim ， (F0 = 0，Fn = 0)。

　　图b) 给出了当滑体的安全系数SF比实际安全系数SFlim更高时所对应的推力传递曲线。此时，假设滑面最上方条块后的条间力Fn为零，那么滑面最下方条块前则必须作用有非零条间力F0,b。也就是说，为了让滑体达到安全系数SF，滑体最下端必须作用有大小为F0,b的抗滑力，该力即为安全系数SF下的剩余下滑力。对应设计安全系数 SF > SFlim，且坡顶推力为零。

　　图c) 给出了当滑体安全系数SF比实际安全系数SFlim更高时所对应的推力传递曲线，但是，此时假设滑面最下方条块前的条间力F0为零。因此，滑面最上方条块后的条间力Fn,c则不为零。即为了让滑体达到安全系数SF，滑体最上端必须作用有大小为Fn,c的拉力。对应设计安全系数 SF > SFlim，且坡脚推力为零。

　　图d) 给出了当在x点处添加抗滑桩后的设计安全系数为SF 时推力传递曲线。x点处的前半部分对应图c)，用于确定x点处的桩前滑体抗力P。x点处的后半部分对应图b)，用于确定x点处的桩后滑坡推力T。推力T和抗力P之差即为作用在抗滑桩上的荷载。

注：当P<0时，取P=0，且软件将给出提示「桩前滑体安全系数不满足设计安全系数」，即桩前滑体处于不稳定状态，此时应当重新设计抗滑桩的位置。

参考文献：

《铁路路基支挡结构设计规范 TB10025-2006》（2009局部修订版）

《公路路基设计规范 JTG D30-2004》

《滑坡防治工程设计与施工技术规范 DZ/T 0219-2006》

《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2013》

更多解释点击这里：多排抗滑桩优化设计>计算说明。