理正边坡滑坍抢修设计软件使用手册.docx

1、理正边坡滑坍抢修设计软件使用手册第一章 功能概述理正边坡滑坍抢修设计软件适用于公路、铁路、水利等行业的边坡滑坍快速抢修分析计算。对于出现滑坡的工程（如铁路、公路、水利等）进行快速抢修，能在最短时间完成安全、可靠、经济的滑坍抢修方案的确定及实施。理正边坡滑坍抢修设计软件考虑多种因素（外加荷载、地震作用、地下水等）对边坡滑坍的影响。具有分析计算滑坡现状的剩余下滑力，及提供抗滑桩、坡底反压、上部刷方减载的三种治理措施，可以单独采用、也可以任意组合采用。并可快速得到工程量与造价。进行快速边坡滑坍抢修。主要功能列表如下：计算目标功 能 描 述自动设计自动设计抗滑桩1用户从试验资料库种选择几种可能的桩型2

2、软件自动计算滑坡推力3对用户给定的多种抗滑桩自动设计，计算每种抗滑桩所需要的间距、排数4计算每一种桩型的造价与工期，供用户比较使用自动设计坡底反压1自动设计反压码的起始位置，并统计工程量与造价2自动设计反压码的高度，并统计工程量与造价3绘制：反压码高度滑坡推力变化关系曲线反压码高度体积变化关系曲线反压码定位X坐标滑坡推力变化关系曲线反压码定位X坐标体积变化关系曲线4为用户挑选最经济的坡底反压方案。自动设计刷方减载1自动设计刷方的起始位置，并统计工程量与造价2绘制：上部刷方定位Y坐标滑坡推力变化关系曲线上部刷方定位Y坐标体积变化关系曲线3为用户挑选最经济的上部刷方减载方案验算校核计算抗滑桩安全系

3、数1用户给定桩型及布置情况2软件自动计算滑坡推力3计算抗滑桩安全系数4统计工程量与造价计算滑坡推力1用户交互滑坡数据2软件自动计算滑坡推力3统计工程量与造价计算抗滑桩桩身内力1用户给定一种桩型2软件自动计算滑坡推力3计算桩身内力、位移、土反力变化关系曲线已知C反算1用户交互滑坡数据2用户给定滑动面上的粘聚力3根据下滑力为零的条件反算滑动面上的内摩擦角已知反算C1用户交互滑坡数据2用户给定滑动面上的内摩擦角3根据下滑力为零的条件反算滑动面上的粘聚力第二章 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

4、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 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2.2-2 工程操作界面2.2.3 编辑原始数据录入或选择边坡滑坍抢修分析所需的各种原始数据，交互窗口如图2.1-4。图2.2-3 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。2.2.4 计算结果查询图2.2-4 计算结果查询窗

5、口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。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

6、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 选择输出图形结果可以同时输出“计算简图”“计算结果”“反压码高度滑坡推力变化关系曲线”“反压码高度体积变化关系曲线”“反压码定位X坐标滑坡推力变化关系曲线”“反压码定位X坐标体积变化关系曲线”“上部

7、刷方定位Y坐标滑坡推力变化关系曲线”“上部刷方定位Y坐标体积变化关系曲线”“抗滑桩桩身内力、位移、土反力变化关系曲线”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（图3.1-3）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 计算书的编辑修改文字结果输出较为完整的计算书，主要包括以下信息：计算目标为自动

8、设计时，输出以下内容：“原始数据”“选择各种桩型的排列布置情况”“满足条件的最经济的反压码尺寸”“满足条件的最经济的上部刷方减载范围尺寸”“工程量统计和造价”计算目标为验算校核时，输出以下内容：“原始数据”“抗滑桩的安全系数”“总的滑坡推力、各块滑动体的详细受力状态”“抗滑桩的内力、位移、地基土反力”“已知粘聚力求内摩擦角的结果”“已知内摩擦角求粘聚力的结果”“工程量统计和造价”文字结果可以使用文字编辑菜单进行编辑，也可以用其它文本编辑器进行编辑。3.5 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。数据文件格式为*.HT，图形文件格式*.DXF，计算书格式为*.RTF。第四章 编制

9、原理4.1 编制依据 铁道部第一勘测设计院，铁路工程设计技术手册路基，中国铁道出版社，1995年第3次印刷； 中华人民共和国交通部部标准公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89），人民交通出版社，1990年8月第一版，第一次印刷；建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99），1999年5月，中国建筑工业出版社； 黄强，建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）应用指南；基坑工程手册编辑委员会，刘建航、侯学渊主编，基坑工程手册1997年4月，中国建筑工业出版社；岩土工程勘察规范（GB 50021-94），1995年2月，中国建筑工业出版社； 中华人民共和国交通行业标准公路加筋土工程设计规范（

10、JTJ 015-91）,公路加筋土工程设计及施工规范汇编人民交通出版社，1998年10月第1版，第4次印刷； 交通部第二公路勘察设计院主编：公路设计手册路基，人民交通出版社，1997年6月第2版，第2次印刷； 钱家欢、殷宗泽主编，土工原理与计算，水利水电出版社，2000.10第4版。4.2 基本约定边坡滑坍抢修设计的计算简图如下图所示：软件中所采用的坐标系均以滑动面的起始点为原点，向右向上为正，因此在软件输入数据时，要求最先输入滑动面线，然后再输入坡面、水面、反压码、抗滑桩、刷方减载等数据。注意：采用反压码时，反压码作为滑体的一部分，起减少滑坡推力的作用，计算方法与普通的滑坡相同。4.3 剩余

11、下滑力的计算4.3.1 一般情况（4.3-1）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；Ei0，在给定的安全系数下，不会发生滑动；Ei0，在给定的安全系数下，会发生滑动，方向平行于第i个条块滑面；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）；i第i个条块滑面的倾角（度）；i-1第i-1个条块滑面的倾角（度）；i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）；E1、E2、E3、E4分别为本滑

12、块体产生的下滑力、i-1的滑块体产生的下滑力及抗滑力、本滑块体产生的抗滑力、本滑块体滑面产生的粘聚抗滑力；见下式：（4.3-2）（4.3-3）（4.3-4）（4.3-5）4.3.2 特殊情况剩余下滑力计算时，可以考虑外部荷载、动水压力、裂隙水、承压水、地震等作用,对于各个项单独作用时，按下式计算；若几项同时作用时，取几个单项作用的和。1外部荷载作用在（4.3-1）式右侧第一项、第三项中增加外部荷载；表达式如下：（4.3-6）（4.3-7）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）；

13、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动水压力作用在（4.3-1）式右侧第一项、第三项中增加动水压力作用荷载，表达式如下：（4.3-8）（4.3-9）（4.3-10）（4.3-11）式中：K1抗滑计算时，考

14、虑所需要的安全系数；当动水压力产生作用的方向与整体滑坡的下滑方向相同时，取K1=K；当动水压力产生作用的方向与整体滑坡的下滑方向相反时，取K1=1；Di第i个条块滑体中动力水头产生的下滑力（kN/m）；Si第i个条块滑体中动力水头在滑床上产生的浮托力（kN/m）；w水的重力密度（kN/m3）；i第i个条块滑体的饱水面积（m2）；ni第i个条块滑体土的孔隙度。3裂隙水压力作用（暂未做）在（4.3-1）式右侧第一项、第三项中增加裂隙水压力作用荷载，表达式如下：（4.3-12）（4.3-13）（4.3-14）（4.3-15）式中：K1抗滑计算时，考虑所需要的安全系数；当(Pw(i-1)-Pwi)0时

15、，取K1=K；当(Pw(i-1)-Pwi)0时，取K1=1；Pw(i-1)第i-1个条块滑体与第i个条块滑体之间的裂隙静水压力（kN/m）；Pwi第i个条块滑体与第i+1个条块滑体之间的裂隙静水压力（kN/m）；w水的重力密度（kN/m3）；hw(i-1)第i-1个条块滑体与第i个条块滑体之间裂隙静水位到滑面的高度（m）；hwi第i个条块滑体与第i+1个条块滑体之间裂隙静水位到滑面的高度（m）；其它符号同前。4承压水压力作用仅在（4.3-1）式第三项中增加承压水作用荷载，表达式如下：（4.3-16）（4.3-17）式中：Si第i个条块滑体所受的承压水的浮托力，方向与滑体的反力相反（kN/m）；

16、Hw0第i个条块滑体所受的承压水头的高度（m）；w水的重力密度（kN/m3）；l0有效的滑动面长度（m）；其它符号同前。5地震荷载作用仅在（4.3-1）式右侧第一项增加地震作用荷载，表达式如下：（4.3-18）（4.3-19）式中：K1抗滑计算时，考虑所需要的安全系数；当Ehsi0时，取K1=K；当Ehsi0时，取K1=1；Ehsi作用第i个条块滑体的地震力（kN/m）；Ci第i个条块滑体地震力计算的重要性系数；具体数值有用户交互。公路工程一般为0.61.7；Cz第i个条块滑体地震力计算的综合影响系数；取Cz=0.25；Kh水平地震系数；见表4.3-1；Gi第i个条块滑体的重力（kN）,有地下

17、水时，采用饱和重度；其它符号同前。水平地震系数Kh表4.3-1基本烈度789水平地震系数Kh0.10.20.44.3.3 反推测滑动面的抗剪强度指标由用户给定滑动面上的抗剪强度指标c、值，根据下滑力为零的条件通过试算法反算滑面上的、c值。本系统中提供了两种功能：已知c反算、已知反算c。同时求解c、的情况需要提供两组不同的滑动面，本版本中暂时没有考虑。4.4 抗滑桩内力、位移计算抗滑桩内力、位移采用弹性计算方法，根据在滑动面以下的土反力计算所采用的土反力系数的方法不同分为下列几种：“m”法；“c”法；“K”法。1土反力计算（4.4-1）（4.4-2）式中：p滑坡面以下桩的弹性土抗力（kPa）；k

18、弹性土抗力系数；滑坡面以下桩的位移（m）；a、n计算系数；h滑坡面以下任意点到滑坡面的竖向距离（m）。根据计算系数a、n的不同，形成不同的计算方法：n=1，a=m时，称为“m”法；n=0.5，a=c时，称为“c”法；n=0，a=K时，称为“K”法；2有限元计算方程（4.4-3）式中：KZ 抗滑桩的弹性刚度矩阵；KT 滑坡面以下土体的弹性刚度矩阵；KT0 滑坡面以下土体的初始弹性刚度矩阵；抗滑桩的位移矩阵；p抗滑桩的荷载矩阵。将桩的位移边界条件代入上述方程，求解就可得到桩各点的位移及内力。桩底点的边界条件有：自由、简支、嵌固。附录1滑带土计算强度指标经验数据表序号滑带土性质简述天然容重(kN/m

19、3)含水量(%)液限(%)塑限(%)塑性指数部 位计算指标附 注c (kPa) ()1黑灰色及黑色炭质页岩风化之砂粘土20.918.436.021.015.00724宝成线2灰黑色炭质页岩风化之粘性土20.023.038.119.518.6中部19.6400反算，多次剪宝成线下部27.57003黑灰色及黄褐色泥质页岩风化之砂粘土中上部24.52748宝成线中部11.81845中下部16.72040下部21.622454灰色炭质页岩风化之砂粘土21.420.428.414.414.0深层9.81225反算，多次剪宝成线宝成线浅层8.88035青灰色泥质页岩风化之砂粘土28.815.713.14.

20、91000宝成线6紫红色泥质页岩风化之粉质砂粘土20.419.035.414.520.914.7730反算，多次剪宝成线7紫红色泥质页岩风化之砂粘土与粘土19.621.227.616.411.2中部9.8640括弧内为排水后提高值宝成线33.443.025.018.0下部5.9(9.8)320(500)8紫红色砂粘土28.09.8600西南地区9紫红色粘土20.933.915.418.59.81300西南地区10棕红色砂粘土(第三系地层风化物)18.531.112.7700反算华北地区11暗红色粘土夹角砾中部14.71800西南地区下部19.6200012灰绿色砂粘土19.923.229.91

21、9.010.910.3849西南地区13杂色砂粘土(白垩系地层风化物)19.130.033.520.013.510.3800西南地区14变质页岩碎块01224反算，宝成线15石墨化千枚岩风化之角砾19.620.0中上部中部下部000150617453302宝成线16灰色玄武岩风化残积物19.629.0中部19.62020括弧内为排水后提高值贵昆线扒挪块站中下部9.8(19.6)1600(2000)下部4.9250017灰白色云母片岩和花岗岩风化残积物20.322.738.319.219.17.41550鹰厦线18绿泥片岩及千枚岩风化残积物浅层01728宝成线深层0214819紫红色泥岩及页岩风

22、化物20.026.713.413.301600反算，成昆线20黄土质重型砂粘土20.122.0中部14.71600宝成线下部24.5210021黄土质重型砂粘土20.420.010.81200陇海线卧龙寺22棕黄色黄土质砂粘土19.421.513.1下部23.51612宝天线18.822.213.3中部20.6133023棕黄色黄土质砂粘土、暗红色第三系红粘土18.6中上部9.81000天兰线K140820.6下部14.7100024侏罗系砂岩及炭质页岩互层9.82012西南地区9.822309.8240825黑云母片岩21.6中上部1.62500反算宝天线中及下部0190026银灰色绢云母片

23、岩20.617.126.912.614.3中上部02012多次剪白河杨家沟中南地区15.725.611.214.4中部02850下部19.6101927银灰色绢云母片岩20.617.027.112.914.2中上部02442白河周院沟中南地区20.616.727.911.716.2中部0224720.617.328.312.316.0下部0194828白色及黄褐色粘土20.80反算，西南地区29泥质页岩风化残积土，软塑。(岩石顺层滑坡)26.836.119.117.03.9858c、为残余强度皇图岭30灰白色粘土，软塑，蒙脱石为主(裂土滑坡)40.672.934.938.0浅层8.8350c、

24、为残余强度，鸦雀岭31砂粘土，静水沉积物，软塑(堆积土滑坡)20.428.414.414.001006c、为残余强度，宝成线K11532砂粘土(堆积土滑坡)20.822.535.418.816.6上部下部7.86.910541009c、为残余强度，宝成线K34533强风化云母片岩，软塑呈泥状。(岩石滑坡24.626.028.036.022.613.4上部中部下部2.92.0013123011一机部某厂34棕色粘土含煤粉(黄土滑坡)34.447.629.218.4下滑面中滑面11.819.6818806c、为残余强度山西霍县电厂35破碎岩层沿基岩面滑动，地层挤压断裂频繁。(破碎岩层滑坡)21.931.4