1)边坡稳定性系数
刚体极限平衡法中,采用稳定性系数来反映边坡的稳定程度,边坡稳定性系数常用K(或Fs)来表示。边坡稳定性系数有3种定义方法:
定义1:边坡稳定性系数是指滑动面上的抗滑力(力矩)与滑动力(力矩)之比。
定义2:边坡稳定性系数是指将岩土体沿某一滑面的抗剪强度指标降低为c/K、tanφ/K,岩土体刚好达到极限平衡状态时的折减系数K即为稳定性系数。
定义3:边坡稳定性系数是指将边坡的荷载(主要是自重)乘以系数K,使边坡达到极限平衡状态,此时的系数K即为稳定性系数。
由边坡稳定性系数的定义可知,稳定性系数K越大,边坡的稳定性越好;稳定性系数K越小,边坡的稳定性越差。当K>1时,边坡处于稳定状态;当K=1时,边坡处于临界状态;当K<1时,边坡处于不稳定状态。
2)边坡稳定安全系数
在边坡的稳定性计算中,为保证设计的边坡处于稳定状态,应使边坡稳定性系数大于1,但由于边坡含有许多不确定因素,工程上需要一定的安全储备,因此,规定一个大于1的数作为边坡稳定安全系数Fst。当边坡稳定性系数大于或等于边坡稳定安全系数时,边坡处于稳定状态;当边坡稳定性系数小于边坡稳定安全系数时,应对边坡进行处理。
目前,我国不同的边坡工程技术规范对边坡稳定安全系数的规定不同。
《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)中将边坡稳定性状态分为稳定、基本稳定、欠稳定及不稳定4种状态,根据边坡稳定性系数按表4.4确定。其中,边坡稳定安全系数Fst,按表4.5确定。
表4.4 边坡稳定性状态划分(www.xing528.com)
注:Fst—边坡稳定安全系数。
表4.5 边坡稳定安全系数Fst
注:1.地震工况时,安全系数仅适用于塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡。
2.对地质条件很复杂或破坏后果极严重的边坡工程,其稳定安全系数应适当提高。
表4.5中的边坡工程安全等级根据边坡损坏后可能造成的破坏后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会不良影响)的严重性、边坡类型及坡高等因素进行分级,见表4.6。
表4.6 边坡工程安全等级
注:1.一个边坡工程的各段,可根据实际情况采用不同的安全等级。
2.对危害性极严重、环境和地质条件复杂的特殊边坡工程,其安全等级应根据工程情况适当提高。
3.很严重:造成重大人员伤亡或财产损失;严重:可能造成人员伤亡或财产损失;不严重:可能造成财产损失。
破坏后果很严重,严重的下列建筑边坡工程,其安全等级应定为一级:由外倾软弱结构面控制的边坡工程;工程滑坡地段的边坡工程;边坡塌滑区有重要建(构)筑物的边坡工程。
《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB 50021—2001)中规定,边坡稳定性系数Fs的取值,对新设计的边坡、重要工程宜取1.30~1.50,一般工程宜取1.15~1.30,次要工程宜取1.05~1.15。采用峰值强度时取最大值,采取残余强度时取最小值。验算已有边坡稳定时,Fs取1.10~1.25。
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