理正抗滑桩设计说明书.docx
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理正抗滑桩设计说明书
理正抗滑桩设计
说明书
第一章功能概述
理正抗滑桩（挡墙）设计软件适用于公路、铁路、水利及其它行业等的滑坡分析计算及滑坡治理。
⑴多种因素（地层条件、地下水、坡面荷载、地震作用等）的影响，采用递推公式分析计算滑坡的剩余下滑推力，为滑坡治理措施的选择及治理提供依据。
⑵多种滑坡治理措施――抗滑桩、重力式抗滑挡土墙、垂直预应力式挡土墙、桩板式抗滑挡土墙供工程技术人员选择。
⑶每一种抗滑措施均提供按剩余下滑力及主动土压力（利用库仑土压力理论计算）计算的结果。
两种条件一次完成，减少劳动强度，提高设计效率。
⑷对于抗滑桩，采用有限元方法分析桩的变形、力及配筋。
通过图示结果，客观地反应桩施加锚索对位移及力的影响。
第二章快速操作指南
2.1操作流程
图2.1-1操作流程
2.2快速操作指南
2.2.1选择工作路径
图2.2-1指定工作路径
注意：
此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
2.2.2选择计算项目
选择抗滑桩的计算项目。
有五个选项供选择：
滑坡推力计算、抗滑桩、重力式抗滑挡土墙、垂直预应力式抗滑挡土墙、桩板式抗滑挡土墙。
显示界面如图2.2-2为：
图2.2-2选择计算项目
2.2.3增加计算项目
点击【工程操作】菜单中的“增加项目”菜单或“增”按钮来新增一个计算项目。
图2.2-3工程操作界面
2.2.4编辑原始数据
当计算项目为抗滑桩或抗滑挡墙时，须录入或选择如下参数：
桩（墙）身尺寸、坡线与滑坡推力、物理参数等数据，交互窗口如图2.2-4。
图2.2-4抗滑桩数据交互对话框
注意：
1.集中的参数交互界面，即把几乎所有的参数置于一个界面上，操作简单，大大提高了人机交互的效率，这是理正岩土系列软件的一个共性特征。
2.同时提供了有关参数的即时弹跳说明信息，方便用户理解参数的意义。
2.2.5当前项目计算
在数据交互对话框中设置好各项参数，点击【计算】按钮来进行当前题目的计算；或者单击【辅助功能】菜单的“计算”。
2.2.6计算结果查询
计算结果查询界面分为左右两个窗口，左侧窗口用于查询图形结果，右侧窗口用于查询文字结果。
图2.2-5计算结果查询窗口
第三章使用说明
3.1关于计算例题的编辑
3.1.1增加例题与删除当前例题
1．通过【工程操作】菜单的“增加项目”和“删除当前项目”来增加一个新的例题或删除当前的例题。
2．“增”或“删”按钮增加一个新的例题或删除当前的例题。
点击“算”按钮打开当前模块的交互界面。
3.1.2数据的读写
通过【辅助功能】菜单的“读入数据文件”可以将原来保存好的数据读进来进行计算；通过【辅助功能】菜单的“数据存盘到文件”可以将当前例题的数据保存在磁盘上。
3.1.3把典型例题加入例题模板库
实际工程中会有一些具有一般代表性的典型例题，当完成该例题的数据交互后，可通过【辅助功能】菜单中的“将此例题加入模板库”把该例题存为例题模板，从而在每次新增例题时可以重复调用该例题的数据，在此基础上修改少量的数据进行计算。
3.2计算简图辅助操作菜单
在数据交互界面的左侧图形窗口单击鼠标右键，弹出图形显示快捷菜单，使用该菜单可有效的查看计算简图，可把计算简图存为DXF格式的文件，用AUTOCAD等图形编辑器进行编辑。
3.3快速查询图形结果
3.3.1选择输出图形结果
1．当计算项目为重力式、垂直预应力锚杆式抗滑挡土墙时，图形查询输出如下结果：
1）计算简图
2）土压力
土压力（合力及两个方向分力）与破裂角关系曲线；
土压力Ea沿抗滑挡墙高度分布图；
破裂面与土压力简图；
力多边形简图。
2．当计算项目为抗滑桩、桩板式挡墙时，图形查询输出如下结果：
1）计算简图
2）土压力
土压力（合力及两个方向分力）与破裂角关系曲线；
土压力Ea沿抗滑挡墙高度分布图；
破裂面与土压力简图；
力多边形简图。
3）力简图：
包括位移、弯矩、剪力、土反力等曲线。
3．当计算项目为滑坡推力计算时，图形查询窗口输出计算简图。
通过在输出选项列表中选择相应的选项来输出对应的图形结果。
图3.3-1计算结果简图
3.3.2通过辅助功能菜单查看图形结果
单击【辅助功能】菜单中的“查看计算图形结果”项，可查看当前例题的图形结果。
图3.3-2查询计算结果简图
3.3.3图形查询辅助工具
1．图形查询工具栏
2．图形查询快捷菜单
在图形结果查询窗口单击鼠标右键，弹出图形查询快捷菜单，可以方便地查看图形。
3．【图形查询】菜单
3.4计算书的编辑修改
1．当计算项目为滑坡推力计算，计算目标为“按指定滑面计算推力”时，计算书窗口输出各段的剩余下滑力。
当计算项目为滑坡推力计算，计算目标为“自动搜索最危险滑面”时，输出按指定滑面计算推力时，计算书窗口输出自动搜索的最危险滑面和各段的剩余下滑力。
2．当计算目标为重力式、垂直预应力式抗滑挡土墙时，计算书窗口输出如下结果：
（1）土压力计算结果；
（2）滑动稳定性验算结果；
（3）倾覆稳定性验算结果；
（4）地基应力及偏心距验算结果；
（5）设置凸榫时，凸榫宽度验算；
（6）墙身截面强度验算（不同截面）包括偏心距、压应力、拉应力及剪应力。
3．当计算目标为抗滑桩、桩板式抗滑挡土墙时，计算书窗口输出如下结果：
（1）土压力计算结果
（2）各点的位移、弯矩、剪力、土反力
（3）桩的配筋
（4）挡土板的力配筋
3.5说明
当计算目标为设计时：
在其它参数确定的情况下，系统可自动设计：
（1）墙顶宽。
（2）扩展台阶宽高。
（3）钢筋混凝土底板的悬挑长度和厚度。
系统的设计过程为：
假定墙顶宽最小为0.5米，然后采用变步长的搜索办法增加墙宽，直到找到满足计算条件的最小墙宽为止。
注意：
1.有时自动设计会失败，这是因为某些给定的条件不合理造成的；
2.有时自动设计成功后，某些安全系数仍不满足。
这是因为本程序自动设计时考虑了多种工况，程序自动设计对各种工况只进行一次，当满足最后一个工况的安全系数时，前面的各个工况有时会出现不满足的情况。
在这种情况下，用户可参照程序设计结果手工调整。
3.6数据和结果文件
数据和结果文件位于用户设定好的工作目录下。
滑坡推力计算、抗滑桩、重力式抗滑挡土墙、垂直预应力锚杆式抗滑挡土墙、桩板式抗滑挡土墙的数据文件格式分别为*.hptl、*.khz、*.zlkh、*.yylkh和*.zbkh，图形文件格式*.DXF，计算书格式为*.RTF。
第四章编制依据
⑴铁道部第一勘测，铁路工程设计技术手册《路基》，中国铁道，1995年第3次印刷；
⑵中华人民国交通部部标准《公路工程抗震设计规》（JTJ004-89）,人民交通，1990年8月第一版，第一次印刷；
⑶中华人民国交通行业标准《公路加筋土工程设计规》（JTJ015-91）,《公路加筋土工程设计及施工规汇编》人民交通，1998年10月第1版，第4次印刷；
⑷交通部第二公路勘察主编：
公路设计手册《路基》，人民交通，1997年6月第2版，第2次印刷。
第五章编制原理
理正抗滑桩（挡墙）计算软件可以完成滑坡推力计算，抗滑桩（挡墙）的设计和验算。
系统采用两种方法计算土体对抗滑构件的作用力，即剩余下滑力和库仑土压力。
5.1滑坡计算
5.1.1基本假定
（1）在顺滑动主轴方向的地质纵断面图上，按滑面的产状和岩土性质划分为若干铅直条块，由后向前计算各条块分界面上的剩余下滑力即是该部位的滑坡推力；
（2）每段滑体的下滑力方向与其所在的条块的滑面平行；
（3）横向按每米宽计算，略去两侧的摩擦阻力不计；
（4）视滑体为连续而无压缩的介质，由后向前传递下滑力做整体滑动，不记滑体部的局部应力作用；
（5）作用在任一分界面上的推力分布图形，当滑体上层和下层的滑动速度大体一致时，可假定为矩形；对软塑体或流塑体滑坡，底部滑速往往大于其表层，其推力分布图形为三角形；介于上述两种情形之间为梯形。
5.1.2滑体上的作用力
滑体上的作用力分为基本力系和特殊力系两类（图5.1.2-1）。
图5.1.2-1剩余下滑力计算示意图
（1）基本力系：
滑体自重Wi、自上一条块传递来的剩余下滑力Ei-1、下一条块产生的支撑力Ei、滑床反力Ni、滑面的抗滑力Ti；
（2）特殊作用力（在可能出现的情况下才列入计算）：
作用在条块上的外部荷载P
动水压力Di（滑体饱水或其下部饱水且与滑带水相连通时考虑）
滑床上产生的浮托力：
Ui
裂隙充水的静水压力：
pwi、pw（i-1）
滑头水系有压头H0的承压时的浮托力S’i
地震力：
Ehsis
注：
1.假定动水压力作用方向平行于滑动面,浮托力作用方向垂直滑动面。
在系统中选择“总应力法”时，不考虑水的浮力作用，既令ui=0；
2.假定地震力作用方向平行于滑动面，抗滑部分不考虑地震力的作用；
3.Ti在图中表示第i滑块滑面的抗滑力（kN），方向平行于滑动面；
4.Ni在图中表示第i滑块滑面的有效法向反力（kN），方向垂直于滑动面。
5.1.3基本力系作用下的剩余下滑力计算
（5.1.3-1）
（5.1.3-2）
（5.1.3-3）
（5.1.3-4）
（5.1.3-5）
（5.1.3-6）
式中：
Ei
——
第i个条块滑体的剩余下滑力（kN/m），方向指向下滑方向并平行于第i个条块滑面；
Ei≤0，在给定的安全系数下，不会发生滑动；
Ei>0，在给定的安全系数下，会发生滑动；
E1
——
为本滑块体产生的下滑力（kN/m）；
E2
——
第i-1块滑体产生的下滑力或上滑力（kN/m）；
E3
——
本滑块体产生的抗滑力（kN/m）；
E4
——
本滑块体滑面产生的粘聚抗滑力（kN/m）；
Ei-1
——
第i-1个条块滑体的剩余下滑力（kN/m），方向平行于第i-1个条块滑面；
K
——
抗滑计算时，考虑所需要的安全系数；
Wi
——
第i个条块滑体的重量（kN/m）；
αi
——
第i个条块滑面的倾角（度）；
αi-1
——
第i-1个条块滑面的倾角（度）；
φi
——
第i个条块所在滑面上的摩擦角（度）；
ci
——
第i个条块所在滑面上的单位粘聚力（kPa）；
li
——
第i个条块所在滑面的长度（m）；
ψi
——
剩余下滑力传递系数。
注：
系统提供由安全系数反算滑块i的抗剪强度指标c或φ的功能，反算时公式5.1.3-1式满足Ei＝0。
5.1.4特殊作用力下的剩余下滑力计算
1．外部荷载作用
（5.1.4-1）
（5.1.4-2）
式中：
Pxj
——
第i个条块滑体上作用的第j个水平外荷载（kN/m），正、负确定：
方向向左为正，反之为负；
Pyj
——
第i个条块滑体上作用的第j个竖直外荷载（kN/m），正、负确定：
方向向下为正，反之为负。
Klj
——
抗滑计算时，考虑所需要的安全系数；
当外荷载产生作用的方向与整体滑坡的下滑方向相同时，取Klj=K；
当外荷载产生作用的方向与整体滑坡的下滑方向相反时，取Klj=1；
其它符号同前。
注意：
当坡面以上有水的作用，程序是按外荷载作用考虑的，同样分解成竖直和水平两个方向的作用力；竖直作用力值为水的重度乘以坡面外浸水面积（程序积分得到），水平向作用力直为竖直作用力值乘以第i条滑块的倾角的正切值。
2．
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