浅谈条分法计算浸水路堤的稳定性

李贺向

(河北省迁安市路诚道桥工程建筑有限公司)

浅谈条分法计算浸水路堤的稳定性

李贺向

(河北省迁安市路诚道桥工程建筑有限公司)

举例介绍了条分法计算浸水路堤的稳定性。

条分法;计算;浸水路堤;稳定性

条分法的基本原理和计算步骤，与非浸水时的条分法相同，但土条分成浸水与干燥两部分，并直接计入浸水后的浮力和动水压力作用。这样显然比上述两法更符合实际条件，当需要比较精确计算时，可采用此法。

图1为滑动体的某一部分浸水土条，其重力Qi由上干和下湿两者组成。Qi=Fi1·γ干+Fi2·γw

全浸水时，Fi1=0，未浸水时，Fi2=0;γ干与γw分别为填土的干、湿重度。

法向力Ni=Qicosαi(近似取 αi=α'i);

图1 浸水土条示意图

摩擦力Ni·fx;

黏结力cx·li;

其中fx与cx表示有浸水与非浸水之分，而且未浸水时取f2与c2为零，全浸水时取fx与cx为零，部分浸水时f1＞f2及c1＞c2。li为土条的滑动圆弧长，不论浸水与否，近似取同一数值。

切向力Ti=Qisin αi(有正、负之分);

动水压力D=F2·γ0·I;

其中γ0为水的相对密度，I为浸水线的水力坡降，d为动水压力的力臂。

已知填土的渗透系数Kw(m/s)时

浸水路堤的边坡稳定系数

某浸水路堤Hi=13.0 m，堤顶宽B=10.0 m，设计最大水深为7.0 m，拟定横断面见图1。试验得知:土的重度γ =25.48 kN/m3，干重度 γ干=18.13 kN/m3，孔隙率 η =31%，φ1=26°，φ2=22°，c1=14.7 kPa，c2=7.84 kPa，换算土柱高h0=1.0 m。试计算其边坡稳定性。

图2 浸水路堤稳定性计算图式(尺寸单位:m)

按条分法的步骤如下:

(1)按1∶50比例作图，用4.5 H法作圆心辅助线，定圆心O(本例仅计算一个滑动面)划分九个土条，R=29.6 m，d=25.0 m，干土条l1=7.3 m，取 I=0.08。

(2)分别量取各土条重心与竖轴的间距ai(右正左负)，计算α;量面积Fi(干与湿分开)，分别计算重力Qi。

其中温重度

γw=(γ - Δ0)(1- η)=(25.84-9.80)(1-0.31) =10.82 kN/m3;

(3)量滑动圆弧两端点对竖轴的间距，计算圆心角α0和全弧长L，浸水圆弧长l2=L-l1=38.7(m);

(4)分别计算各土条圆弧面上的法向力Ni与切向力Ti(区分正负)，以上所有计算结果，列于表1中。

表1 条分法浸水路基稳定性验算表

(5)计算动水压力D=I·γ0·∑F2=0.08 ×209.0 ×9.8=163.9 kN，f1=tanφ1=0.487 77，f2=tanφ2=0.404 0;

(6)由式(1)

结论，本例第一个圆心的K值，不符合稳定要求，应重新设计后再计算，直到同一个图式经3～5个以上圆心试算后，取Kmin判别稳定性。

U416.1

C

1008-3383(2012)03-0010-01

2011-12-19