边坡稳定性分析模块自带例题电算与手算的对比

模块:  土质边坡稳定性分析

文件:  Demo_vm_en_03.gst

本手册中，对边坡的稳定性验算进行手算，并将手算结果与GEO5计算结果作对比。

工程概况：

如图1所示，边坡高度 H=10.0 m ，坡比1:1.5。坡顶超载f=20 kN / m² 。边坡岩土体为砂质粘土，其参数（有效值）已在表1中给出。计算分两种工况，工况1计算土质边坡稳定性，工况2计算锚固边坡稳定性。计算方法采用瑞典条分法。

图1 边坡尺寸

表1 岩土参数-有效值

1.  瑞典条分法验算边坡稳定性

滑面是指定的，圆心O（13.5279,18.9443），半径R=15m，点Zsp和点Ksp

代表滑面的开始和终止点。滑面被竖直分成20个宽度b_i=1.0m的小滑块。

图2 竖直滑块

图3 小滑块静力学分析

       计算各个滑块的重量，以13号小滑块为例来计算土块自重，各个滑块的计算结果放在表2中。

定义水位线以上的的区域为A，水位线以下区域为B

        每块土体的自重：

13号土块的自重：

表2 土块自重和施加的荷载

       确定每个滑块滑面的倾角和孔压。为简化计算，圆弧滑面被直滑面代替，滑面的倾角由滑面和水平面的夹角决定。为了计算孔压，必须确定地下水位的高度，地下水位线h_i被看作土块的分界线。水的容重γ_w =10.00 kN / m³, 为了计算孔隙水压力的水平力，必须确定滑块左侧和右侧的地下水位高度。以13号土块为例进行计算，其他土块结果放入表3。

滑面倾角：

滑面长：

地下水位线倾角：

地下水位线高度：

地下水位换算高度【参考：土工原理与计算，钱家欢】：

计算孔隙应力：

计算土条两侧渗透水压力：

左侧：

右侧：

表3 滑面和孔压的倾角和长度

表4 孔压的水平渗透应力

       滑动力矩计算。每个土条的重力包括超载作用在从土条中轴到O的水平力矩臂上。从初始滑移面开始计算力矩( Z sp  = [x, z]= [8.00; 5.00])。还是以13号土条为例进行计算，其他的结果放在表5。

计算力矩臂：

计算滑动力矩：

表5 滑动力矩一览表

总力矩：

GEO5土质边坡模块的计算结果：

下滑力：

GEO5土质边坡模块的计算结果：Fa = 696 .53 kN / m

抗滑力矩的计算。每个土条的法向力N i垂直于滑面。以13号土条为例计算，其他的结果放在表6中。

计算安全系数FS:

计算法向力：

 计算抗滑力矩：

表6 法向力和抗滑力矩

抗滑力矩：

GEO5计算结果：M p  = 14936 .16 kNm / m

抗滑力：

GEO5计算结果：Fp  = 995.74 kN / m

安全系数计算：

GEO5计算结果：FS = 1.43