(1)按传统的圆弧法及楔体法,对未加筋陡坡的不同滑弧计算安全系数FS和相应的滑动力矩M0。在剖面上绘出计算安全系数FS恰好等于要求安全系数Fsr的许多滑弧的外包线,如图6.31(a)所示,该范围即为需要加筋的临界区。
图6.31 加筋陡坡设计示意
(a)有待加筋范围;(b)确定加筋力的滑弧计算;(c)确定筋材强度的计算图
1—圆心;2—超载;3—延伸性筋材;4—非延伸性筋材
(2)计算需要的总加筋力Ts。按式(6.52)计算将安全系数Fsu提高到所需的Fsr需要的总加筋力Ts:
式中:Ts为作用于单位坡长[位于处,见图6.31(b)]需要的总加筋力,kN;M0为某一滑弧圆心的滑动力矩之和,kN·m;D为加筋力Ts的力臂,m。
(3)用图表计算Ts。为方便计,可利用《水利规范》中给出的图J2.2(a)查取K值,并按式(6.53)计算出Ts:
式中:γ为坡土容重;表中的应为
式中:φ为坡土内摩擦角。(www.xing528.com)
(4)最大加筋力确定。取以上诸Ts中的最大值Tsmax作为加筋的依据。
(5)当陡坡较低时(H≤6m),最大加筋力Tsmax沿高度均匀分配;当陡坡较高时(H>6m),可按二区或三区分配。
设筋材间距Sv为0.6m,计算筋材要求承受的拉力Tr,或根据筋材的容许拉力Ts,确定该区域的间距与需要的加筋层数N:
式中:Ta为筋材的容许拉力,kN;Sv,Sh为筋材在垂直向和水平向的间距,m;Rc为筋材布满率;Tz为分配于该分区的总拉力,kN;Hz为该分区的高度,m。
(6)筋材所需的长度。为满足抗拔要求需伸出滑动面外的长度Le(即锚固长度)为
式中:FS为抗拔安全系数,取1.5;fp为抗拔摩擦系数,由试验确定;σ′v为筋材上的垂直有效压力,kPa;α为考虑锚固长度内应力衰减系数,对土工织物取0.6;其余符号同前。
Le不得小于1.0m。
底部筋材程度一般由抗平面滑动要求控制,但至少应延伸至临界区边界。筋材长度校核也可采用查表法,如《水利规范》所示。
(7)外部稳定核算。需按常规方法进行抗水平滑动和抗深层滑动。
当坡底下有深软土层存在,应校核侧向挤出破坏;当软土层厚度较大(大于坡底宽),还应校核地基承载力(参看《水利规范》)。
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