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支挡结构措施是否合理有效直接影响边坡及周边工程的安全稳定,而支挡结构岩土荷载是挡墙或抗滑桩等支挡结构设计时最为关心的问题。对于折线型滑面边坡如土岩混合边坡,我国通常采用传递系数法计算的剩余下滑力作为支挡结构岩土荷载,但滑面及岩土计算参数的获取比较有限,且存在不确定性。论文基于空间插值法、极限平衡理论及可靠度理论,对滑面的确定和支挡结构岩土荷载的计算方法展开研究。论文的主要工作及结论如下:
针对折线型滑面对支挡结构岩土荷载计算结果的影响,主要研究了以下三个方面内容,以期减小滑面确定过程中引起的计算误差:
①单一滑面过长时,按照整个条块进行计算会低估支挡结构岩土荷载,而用条分法划分过密会徒增工作量,因此通过实例的对比计算,研究了当滑面过长时条块大小的划分原则。
②相邻两滑面倾角差过大(大于10)时,采用传递系数法进行计算会低估支挡结构岩土荷载,可应用切角法或倒圆角法对倾角差过大的滑面进行处理。
③基岩面起伏较大或钻孔间距较大时,以直线将相邻钻孔两两相连得到的折线型滑面常常与实际滑面不符,本文采用支持向量机算法对钻孔间滑面高程进行预测,通过增加折线逼近实际折线型滑面,进而提高支挡结构岩土荷载的计算精度。
传递系数法属于单一安全系数法,过程中应用的稳定安全系数不能准确衡量边坡的安全储备,因此引入更为精确的可靠度分析方法和分项系数极限状态设计方法。针对支挡结构岩土荷载计算方法,主要研究了以下几点内容:
④总结并对比了现行的两种计算方法及其计算特点,一种以剩余下滑力(条间力)为基础,另一种以支挡后边坡稳定性为基础,并根据实例对两种方法所求支挡结构岩土荷载进行对比,发现基于支挡后边坡稳定性的方法更为安全可靠。
⑤应用随机场理论考虑抗剪强度参数的空间变异性,提出了随机场理论在计算支挡结构岩土荷载上的应用方法,计算并获得了其分布特性,并从竖直相关距离、水平相关距离、抗剪强度参数的变异水平、稳定安全系数等几方面进行了敏感因素分析,为支挡结构岩土荷载取值提供参考。
⑥阐述了分项系数极限状态设计方法的基本原理,采用一般分离法计算参数的分项系数,并在此基础上推导了支挡结构岩土荷载的分项系数法计算公式。
⑦针对本文算例,应用分项系数法计算支挡结构岩土荷载,支挡后边坡可靠指标与目标可靠指标有一定偏差:对于单一滑面边坡,偏差在6%以内;对于较复杂边坡如折线型滑面边坡,偏差较大。
针对折线型滑面对支挡结构岩土荷载计算结果的影响,主要研究了以下三个方面内容,以期减小滑面确定过程中引起的计算误差:
①单一滑面过长时,按照整个条块进行计算会低估支挡结构岩土荷载,而用条分法划分过密会徒增工作量,因此通过实例的对比计算,研究了当滑面过长时条块大小的划分原则。
②相邻两滑面倾角差过大(大于10)时,采用传递系数法进行计算会低估支挡结构岩土荷载,可应用切角法或倒圆角法对倾角差过大的滑面进行处理。
③基岩面起伏较大或钻孔间距较大时,以直线将相邻钻孔两两相连得到的折线型滑面常常与实际滑面不符,本文采用支持向量机算法对钻孔间滑面高程进行预测,通过增加折线逼近实际折线型滑面,进而提高支挡结构岩土荷载的计算精度。
传递系数法属于单一安全系数法,过程中应用的稳定安全系数不能准确衡量边坡的安全储备,因此引入更为精确的可靠度分析方法和分项系数极限状态设计方法。针对支挡结构岩土荷载计算方法,主要研究了以下几点内容:
④总结并对比了现行的两种计算方法及其计算特点,一种以剩余下滑力(条间力)为基础,另一种以支挡后边坡稳定性为基础,并根据实例对两种方法所求支挡结构岩土荷载进行对比,发现基于支挡后边坡稳定性的方法更为安全可靠。
⑤应用随机场理论考虑抗剪强度参数的空间变异性,提出了随机场理论在计算支挡结构岩土荷载上的应用方法,计算并获得了其分布特性,并从竖直相关距离、水平相关距离、抗剪强度参数的变异水平、稳定安全系数等几方面进行了敏感因素分析,为支挡结构岩土荷载取值提供参考。
⑥阐述了分项系数极限状态设计方法的基本原理,采用一般分离法计算参数的分项系数,并在此基础上推导了支挡结构岩土荷载的分项系数法计算公式。
⑦针对本文算例,应用分项系数法计算支挡结构岩土荷载,支挡后边坡可靠指标与目标可靠指标有一定偏差:对于单一滑面边坡,偏差在6%以内;对于较复杂边坡如折线型滑面边坡,偏差较大。