原创《不同排水条件下围堤边坡稳定计算》：本论文为您写围堤毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：围堤边坡的稳定计算具有重要的现实意义,在围堤稳定计算中要考虑到排水情况的影响.文章从围堤边坡的稳定计算方法出发,将排水条件应用到稳定计算中,从而了解到排水对围堤边坡稳定计算的影响.
关键词：排水条件；围堤边坡；稳定计算
围堤边坡的稳定破坏危害性大,是造成土体破坏的常见形式.关于边坡稳定的研究,最先来自于瑞典哥德堡铁路修建时出现的滑坡事故,至此彼得森提出了边坡稳定分析的圆弧滑动法.《碾压式土石坝设计规范》（SDJ 218-1984）中分依然以瑞典圆弧法作为基本的计算方法,并且对于条块间作用力的安全系数采用简化毕肖普法进行计算.在关于围堤边坡稳定计算中,通常对围堤边坡的工程中提供不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水三种相对极限的情况进行分析计算.但是在实际施工的过程中这样的极限情况较少出现,因为在进行围堤建设的过程中,堤身超静孔隙水压力会产生消散,这样导致围堤边坡基座处于完全排水和不完全排水的状态之间.孔隙水的压力会对围堤边坡稳定产生影响,因此在进行围堤边坡稳定计算的时候,需要就不同的排水条件进行分析和讨论,以提高稳定计算的准确度.
1 不同排水条件下的稳定计算
边坡稳定性的计算方法很多,但是现阶段广泛使用的是极限理论的传统计算方法和有限单元计算法.
1.1 稳定计算方法
1.1.1 传统计算法.在传统稳定计算法中,将围堤边坡视为刚体结构,对于均质体的围堤和厚心墙围堤采用瑞典圆弧法进行计算.而对于有土夹层出现的围堤结构,采用简化毕肖普法进行计算.传统的计算法对于为围堤边坡的稳定计算是在对边坡的几何结构和强度等指标进行简化而得到的结果,在对简化结果进行初步核算后然后再验算,可以较为方便的得到稳定计算的结果.但是瑞典圆弧法在“φ等于0”的分析计算中的结果较为准确,对于孔隙水压力较高的时候准确度大大降低.而简化毕肖普法将围堤坡面分为竖直的条形,然后计算条件的作用力从而对边坡稳定进行计算,在孔隙水压力较高的时候也能得到比较准确的结果.因此在采用传统法对围堤边坡进行计算的时候,可以根据具体情况同时使用瑞典圆弧法和简化毕肖普法进行计算.
1.1.2 有限元分析计算法.和传统稳定计算法中的围堤边坡的刚性模型不同,有限元法除了考虑到围堤的平衡,还对载荷下的应力和形变进行分析,从而得到比传统法相对精确的结果.在进行有限元力学分析的时候,常常根据弹性力学的方法进行研究计算.有限元分析法主要有强度折减系数法和应力分析系数法.强度折减的原理是将围堤边坡的强度参数C除以折减系数F,从而得到一组新的粘聚力和内摩擦角,C1等于C/F；φ1等于arctan（tan（φ）/F）,然后再将新的应力和内摩擦角带入进行计算,直到计算结果在屈服区贯通,从而得到最小安全系数下的极限状态.有限元分析计算比传统计算方法更加精确,但是计算的难点之一是将有限元计算的结果转化为围堤边坡的稳定安全系数.
1.1.3 孔隙水压力计算法.在围堤边坡施工中,不同的排水条件产生了不同的边坡孔隙水压力.围堤边坡的土体承受的荷载,一部分为围堤的土体骨架所承担的有效应力,一部分为孔隙水所承担的孔隙水压力.由于孔隙水压力是不能产生摩擦力的,所以会使围堤边坡的剪切强度大大下降,这是导致施工期产生围堤失稳的主要因素之一.
孔隙水压力主要分为两种类型,第一种是由于自重形成的渗流场产生的,产生过程中围堤边坡的骨架并不产生滑动；而第二种是由于快速填土产生的孔隙水压,这种附加孔隙水压力渗透在粘性土中,通常是导致围堤边坡滑坡的主要原因,主要采用近似计算的方法进行计算.在进行孔隙水压力计算时,不仅要对孔隙水压力的类型进行分析,还要根据工况的情况来进行计算分析,从而了解不同排水条件下围堤边坡稳定的参数,主要将工况分为稳定渗流期、施工期和水位降落期进行计算.由于排水情况不同而产生的孔隙水压力不同,因此将孔隙水压力的变化情况视作排水情况而进行稳定计算.其中超静孔隙水压力Δμ0等于BΔσ等于Δσ（1-U）；其中Δσ是由于堤围高度而产生的荷载应力,其中B为孔隙压力系数,而U为排水的固结度；当完全不排水时的B等于1；而当完全排水时B等于0.通过孔隙压力系数（固结度）的变化来对孔隙压力进行计算,从而进行围堤边坡的稳定计算.
1.2 考虑到不同的排水条件下的计算方法
1.2.1 排水中围堤边坡模型和计算原理.在进行相关的计算中,主要采用简化毕肖普法进行计算.围堤边坡的太沙基有效应力原理中,总应力主要是有边坡中的土质骨架和孔隙水压力形成的,用σ和μ分别表示应力和孔隙水压力,得到了总应力计算公式为：σ等于μ+σ’；而围堤的抗剪强度τ,τ等于c’+（σ-μ）tanφ’.因为孔隙水压力并不能进行摩擦,所以围堤的剪切强度只和土质骨架产生的有效应力相关.
地基中的孔隙水压力通常是由水位和堤身荷载成型的,实际压力为μ等于μ0+Δμ.水位压力和堤身荷载产生的压力对于边坡稳定的影响并不相同,因此在进行实际抗剪强度的计算中,常用τ等于c’+（σ-Δμ）tanφ进行计算,即排除掉水位压力的影响,用可供测量的总压力和围堤高度压力对剪切强度进行有效的计算.在关于不同排水条件下的围堤边坡计算中,采用相应的排水固结的程度进行稳定计算,但是这种方法并不能直接应用于工程中,所以进行稳定计算的方法是根据不同排水条件下的围堤抗剪切强度进行分析,然后再用于稳定计算.在计算的过程中,利用替代重量法将围堤高度产生的孔隙水压力转化为围堤土质的压力.
1.2.2 不同排水条件的抗剪强度计算.根据排水条件不同,所产生的超静孔隙水压力Δμ也有所不同,因此在进行排水条件对抗剪强度的影响中,将不同的超静孔隙水压力带入并且转化为围堤边坡的压力,然后再进行计算.
在水饱和黏土中的孔隙水压力消散很慢,有效应力不会发生很大的变化.此时堤围地基的抗剪强度τ0可以直接被测定,而不需要考虑到排水的影响.如果地基发生了固结,则堤围边坡的抗剪切强度为τ为地基剪切强度和堤围荷载之和.而对于已经完全固结的堤围边坡而言,抗剪强度由于压缩而成为Δτ等于Δσ’tanφ；起总抗剪强度为τ等于τ0+Δσ’tanφ.综合以上的分析,将孔隙水压力Δμ0等于BΔσ等于Δσ（1-U）的计算方式带入到抗剪强度中,可以得到τ等于τ0+Δσ’（1-U）tanφ；随着固结率U发生变化,抗剪强度τ也会发生变化.固结率U、地基抗剪强度、地位边坡产生的载荷应力和摩擦角都可以方便的进行测量,在测量后可以因此计算出围堤边坡的抗剪强度,从而了解边坡的稳定情况.
2 结语
围堤边坡的主体结构是由土体和吸附的水组成,其中以不同的排水情况产生的孔隙水压力对围堤边坡的抗剪强度进行稳定计算.在计算的过程中,采用代替重量法和土体固结率来计算孔隙水压力的影响.通过计算可以发现,固结率越高,所计算得到的抗剪强度越大,所对应的围堤边坡也越稳定.
参考文献
[1] 龚晓南.高等土力学[M].浙江大学出版社,1996.
[2] 钱家欢.殷宗泽土工原理和计算[M].北京：中国水利水电出版社, 1996.
[3] 李广信.高等土力学[M].北京：清华大学出版社,2004.
围堤论文参考资料：
结论：不同排水条件下围堤边坡稳定计算为关于对写作围堤论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文围埝是什么论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
