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[挡墙设计] 谈谈GEO5软件中【基础】功能的使用方法(二)

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发表于 2015-7-16 10:21:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
  分别介绍了根据《建筑边坡工程技术规范》和《水工挡土墙设计规范》应该如何正确地选择【基础】类型以及相应的参数设置


  上一回介绍了【基础】界面中各基础类型的含义和使用方法,今天就来谈谈根据中国规范应该选取何种基础类型

1)《建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2013)》

  《建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2013)》规定的抗滑移稳定性计算公式为
    公式1-1.jpg

  式中μ为挡墙底与基底岩土体的摩擦系数,规范要求μ宜由试验确定,没有试验的条件下也可按表1-1选用。

表1-1 挡土墙基底与岩土体摩擦系数μ
表1-13.jpg

  因此,根据《建筑边坡工程技术规范》,在【基底】界面中用户应选择“输入岩土和基底之间的强度参数” 基础类型,并在参数面板中选择“输入岩土对基底的摩擦系数”选项,在μ中输入由试验或表1-1得到的摩擦系数值。因为规范定义的抗滑移稳定性计算公式不涉及挡土墙基底与地基之间的粘结力参数(实际上粘结力的影响已经包含在摩擦系数中),所以用户在“岩土对基底的粘结力”中应输入0,如下图:

图1-1.jpg
图1-1【基础】界面中输入的参数

2)《水工挡土墙设计规范(SL379-2007)》

  对于水工挡土墙,我国水利部发布的《水工挡土墙设计规范(SL379-2007)》中规定的挡土墙抗滑稳定安全系数的计算公式为:
土质地基
    公式1-2.jpg

   公式1-3.jpg

式中:Fs—挡土墙抗滑稳定安全系数;
   A ─挡土墙基底面的面积(m2);
   ∑G—作用在挡土墙上的总垂直荷载(kN);
   f—挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数,可由试验或根据类似地基的工程经验确定;
   ψ—挡土墙基底面与土质地基之间的摩擦角(°);
   a—挡土墙基底面与土质地基之间的粘结力(kPa)。

  挡土墙基底面与土质地基之间摩擦角ψ和粘结力a可根据土质地基类别按表1-2的规定采用。
表1-2 《水工挡土墙设计规范》规定的ψ、a取值
表1-21.jpg


  注:φ为室内饱和固结快剪试验测得的内摩擦角(°),c为室内饱和固结快剪试验测得的黏聚力(kPa)。

  按表1-2的规定采用ψ值和a值时,应按公式(1-4)折算挡土墙基底面与土质地基之间的综合摩擦系数
公式1-41.jpg

   对于粘性土地基,如折算的综合摩擦系数大于0.45;或对于砂性土地基,如折算的综合摩擦系数大于0.50,采用的ψ值和a值均应有论证。对于特别重要的1、2级挡土墙,采用的ψ值和a值宜经现场地基土对混凝土板的抗滑强度试验验证。
  
  注:这里有一个小问题,规范中没给出式4-1中G如何取值。很明显,f0的值和G是相关的。如果G取所设计挡墙的值,那么不同的挡墙,f0也是不同的,不仅仅和地基土的性质有关。

  因此,根据《水工挡土墙设计规范》,对于土质地基的水工挡土墙,在【基底】界面中用户应选择“输入岩土和基底之间的强度参数” 基础类型。如果用户根据试验或类似地基的工程经验确定了挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数f,同《建筑边坡工程技术规范》一样,用户在参数面板中选择“输入岩土对基底的摩擦系数”选项,在μ中输入由试验或工程经验得到的摩擦系数值。因为抗滑移稳定性计算公式(1-2)中不涉及挡土墙基底与地基之间的粘结力参数(实际上粘结力的影响已经包含在摩擦系数中),所以,在“岩土对基底的粘结力”中应输入0。当勘察报告提供了地基材料的内摩擦角φ和黏聚力c的土工试验值时,我们可以根据表1-2得到挡土墙基底面与土质地基之间的摩擦角ψ和粘结力a值,此时在参数面板中选择“输入岩土对基底的摩擦角”选项,在ψ中输入计算得到的ψ值,在“岩土对基底的粘结力”中应输入计算得到的a值。

图1-2.jpg
图1-2 【基础】界面中输入的参数
岩质地基
  可按公式(1-2)计算挡土墙抗滑稳定安全系数,或
图1-58.jpg
式中:f^'—挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数;
   a^'—挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力(kPa)。

  挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数f^'值和抗剪断粘结力a^'值可根据室内岩石抗剪断试验成果,并参照类似工程实践经验及表1-3所列数值选用。但选用的f^'、 a^'值不应超过挡土墙基础混凝土本身的抗剪断参数值。

表1-3 《水工挡土墙设计规范》规定的f^'、a^'取值
表1-3.jpg

  注:如岩石地基内存在结构面、软弱层(带)或断层的情况,f^' 、a^'值应按现行的国家标准 GB 50287-99 的规定选用。

  因此,根据《水工挡土墙设计规范》,对于岩质地基的水工挡土墙,在【基底】界面中,应选择“输入岩土和基底之间的强度参数” 基础类型。如果根据试验或类似地基的工程经验确定了挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数f,同土质地基一样,可以在参数面板中选择“输入岩土对基底的摩擦系数”选项,在μ中输入由试验或工程经验得到的摩擦系数值,在“岩土对基底的粘结力”中输入0。如果没有摩擦系数f值,也可以根据表1-3的规定来估算挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数f^'和抗剪断粘结力a^'值,此时应在参数面板中选择“输入岩土对基底的摩擦系数”选项,在μ中输入估算得到的f^'值,在“岩土对基底的粘结力”中应输入估算得到的a^'值。

图1-3.jpg

图1-3 【基础】界面中输入的参数

    综上所述,根据规范要求,天然或处理后的挡土墙地基均应选择“输入岩土和基底之间的强度参数”类型来进行参数设置,一般都不使用“采用天然地基材料”类型,当然对于挡土墙设置在人工基础上的情况,应选择“条形基础”或“桩基础”类型,具体内容我将在下回再作介绍。查看该系列贴(二),请点击这里


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