渗流影响下受锚基坑边坡的安全系数求解

来源:用户上传      作者: 邓夏清

　　摘 要：针对降雨条件下基坑坑壁边坡的渗流特点，得出了渗流条件下基坑饱和土体和非饱和土体的耦合关系计算式。锚固技术作为一种高效的加固措施，文中基于极限平衡法，通过理论推到得到了基坑整体滑动楔体的安全系数和不考虑竖向力作用的安全系数计算式，所得结果对工程实践提供借鉴。
　　关键词：基坑边坡；锚固体系；渗流；稳定性
　　稳定性分析是基坑边坡工程研究的重要课题之一，在施工开挖、坑顶堆载、强降雨等外在条件下，坑体边坡产生滑动在所难免，一旦坑壁边坡产生破坏，其后果是灾难性的，会造成财产损失和人员伤亡，这在我国已有很多实例。尤其是在基础建设的飞速发展时期，这种灾害更容易发生。锚固技术作为边坡最有效加固措施之一，对边坡的扰动较小，可控制结构的变形，施工速度快，实用、安全、经济等特点，尤其当前提出的预应力锚固及其复合锚固技术能够充分发挥边坡岩土体及锚固体系的自身强度和自承能力，可大大减轻结构自重，节省工程材料，具有高效性、降低成本等优点，在边坡工程中已被广泛应用。同时锚固技术的实现和发展又是现代岩土灾害防治的一个重要标志，对推动大规模超大规模的工程建设已有着极其重要的意义。本文基于工程背景，分析降雨渗流作用下，受锚基坑边坡的稳定性特征。
　　1 渗流特征
　　降雨入渗是雨水从基坑土体表面进入坑体内部的物理过程。其中干燥土壤饱和积水条件下的渗透是最简单、最典型的渗流问题。降雨入渗，起先在基坑土体浅部位置形成一定厚度的暂态饱和水，随着降雨持时，渗透雨量继续扩展流入坑体里面，就会使坑体深部干燥的土壤变得湿润甚至在某一位置溢出。同时，浅层土体又呈现出非饱和状态，这是一个复杂的趋替过程，其降雨入渗场和应力条件的耦合关系式为：
　　基于渗流效应下锚杆支护的安全系数计算特点，提出了一种受锚坑壁边坡安全系数的计算模型，并通过理论推到，得出如下结论：
　　3.1 锚固体与基坑土体的渗流效应对锚杆支护加固产生很大的影响，其计算模型的可靠性和可行性得到了验证。
　　3.2 通过极限平衡法分析并结合渗流模型力学理论，得到了锚杆支护中受锚土质基坑边坡的安全系数计算式。
　　3.3 锚杆的预应力对基坑稳定性有重要的影响，合理的锚固角度和锁定荷载的计算有待于深入研究。
　　参考文献
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　　基金项目：湖南省教育厅科研资助项目（12C0993）。
　　作者简介：邓夏清（1975- ），男，湖南湘潭人，本科，高级工程师，主要从事土木工程的教学与设计工作。
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