李广信老师可谓善教者也。其《论主动土压力与被动土压力》一文,汪洋恣肆,酣畅淋漓。包罗古今中外,涉猎兵儒道法。诗词曲赋,衣食卧行,信手拈来,皆成文章。莞尔之余,恍然大悟,恰山重水复处,见柳暗花明时:土力学的有关原理与概念,与咱老百姓的生活原来是如此之贴近。
那么,土质边坡与岩质边坡侧向压力的计算有何不同呢?不妨走进规范第6章—《边坡支护结构上的侧向岩土压力》,删繁就简,概括如下:
(一)侧向土压力
(1)静止土压力标准值,可按式(6.2.1)计算:
(2)主动土压力合力标准值可按式(6.2.3-1)计算:
(3)当墙背直立光滑、土体表面水平时,主动土压力标准值可按式(6.2.4)计算。
(4)当墙背直立光滑、土体表面水平时,被动土压力标准值可按式(6.2.5)计算:
(5)挡墙后土体破裂面以内有较陡的稳定岩石坡面时,应视为有限范围填土情况计算主动土压力。
(6)当坡顶作用有线性分布荷载、均布荷载和坡顶填土表面不规则时、岩土边坡为二阶竖直时,在支护结构上产生的侧压力可按附录B简化计算。
(7)当边坡的坡面为倾斜时,土压力的合力标准值可按式(6.2.10-1、6.2.10-2)计算,边坡破坏时的平面破裂角可按式(6.2.10-3)计算。
(8)计算作用于挡土墙上的地震主动土压力时,可按公式(6.2.3-1)计算,但其主动土压力系数应按式(6.2.11)进行计算。
(二)侧向岩石压力
(1)对沿外倾结构面滑动的边坡,其主动岩石压力合力标准值可按式(6.3.1-1)计算。当有多组外倾结构面时,应计算每组结构面的主动岩压力并取其最大值。
(2)对沿缓倾的外倾软弱结构面滑动的边坡,主动岩石压力合力标准值可按式(6.3.2)计算。
(3)岩质边坡的侧向岩石压力计算和破裂角取值应符合下列规定:
①对无外倾结构面的岩质边坡,以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算侧向岩石压力;对坡顶无建筑荷载的永久性边坡和坡顶有建筑荷载的临时性边远坡和基坑边坡,破裂角按45°+j/2确定,Ⅰ类岩体边坡可取75°左右;坡顶无建筑荷载的临时性边坡和基坑边坡破裂角,Ⅰ类岩体边坡取82°;Ⅱ类岩体边坡取72°;Ⅲ类岩体边坡取62°;Ⅳ类岩体边坡取45°+j/2°;
②当有外倾硬性结构面时,应分别以外倾硬性结构面的参数按6.3.1条的方法和以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算,取两种结果的较大值;破裂角取外倾结构面倾角和45°+j/2两者中的较小值;
③当边坡沿外倾软弱结构面破坏时,侧向岩石压力按第6.3.1条和第6.3.1条计算,破裂角取该外倾结构面的倾角,同时应按本条1款进行验算。
(4)当岩石边坡的坡面为倾斜、坡顶水平、无超载时,岩石压力的合力标准值可按式(6.2.10-1)计算;当岩体存在外倾结构面时,抗剪强度指标取外倾结构面的抗剪强度指标;当存在多个外倾结构面时,应分别计算,取其中的最大值为设计值。
(5)作用于挡土墙上的地震主动岩石压力应按公式(6.3.1-1)计算,但其主动岩石压力系数应按式(6.3.5)计算。
(三)岩土侧向压力的修正
李老师在文章最后“曲终收拔当心画”,笔锋一转:“其实主动土压力也是不稳定状态,稍微松弛就会解体、崩塌,流滑。所以还需要一定的约束,一定的安全系数。”如“银瓶乍破水浆迸”,似“四弦一声如裂帛”,让我们明白:某些情形下,主动土压力是需要修正的。
如何修正呢?规范GB50330-2013根据坡顶有无重要(构)建筑物、有无变形控制有求、有无外倾结构面及不同的支护结构形式,按土体与岩体分别给出了修正系数,详见下表。
结语
必须说明的是,上表的归纳是湖南省建筑设计院岩土所吴总的劳动成果。
吴总可谓有心人,制成表格,小范围传阅,受惠者毕竟有限。我不敢贪天之功,据为己有,故借花献佛,借论坛以飨同行,供大家参照。相信吴总不会因我擅自作主,责我专权吧?
愿读者诸君,都做有心人。
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