[发明专利]一种路堑边坡水平加固力估值方法

权利要求书

1.一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1确定路堑边坡开挖范围内的各地层的岩土计算参数及设计剖面；

S2根据步骤S1的岩土计算参数及设计剖面，估算路堑边坡开挖释放的弹性水平力和路堑边坡开挖造成的总水平释放力，根据所述总水平释放力以及岩土体可以承受的不会产生变形破坏影响的弹性水平力计算路堑边坡水平加固力，即总水平释放力减去弹性水平力得到所需水平加固力；

S3对步骤S2计算得到的路堑边坡水平加固力进行检验和复核，即基于所述路堑边坡水平加固力，进行考虑水平加固力补偿条件下的路堑边坡稳定性检验及复核、常规布局下加固措施合理性检验及路堑边坡水平加固力与规范余推力的对比检验；

S4根据路堑边坡水平加固力检验和复核结果，对路堑边坡由于开挖造成的应力损失进行补偿，据此开展路堑边坡加固措施设计。

2.根据权利要求1所述的一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，步骤S1中，各地层的岩土计算参数包括容重、粘聚力、内摩擦角、坚固性系数、完整性系数、饱和单轴抗压强度、抗剪断摩擦系数；

依据路堑边坡的勘察设计资料，确定路堑边坡开挖范围、深度和工程地质剖面。

3.根据权利要求1所述的一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：

S21跟据岩土体的物理力学参数，利用经验公式估算得到弹性抗力系数，再依据弹性抗力系数乘以10mm得到路堑边坡开挖释放的水平弹性力；

S22根据岩土体的物理力学参数，利用静止土压力计算公式，估算路堑边坡开挖造成的总水平释放力；

S23根据所述总水平释放力减去岩土体可以承受的不会产生变形破坏影响的弹性水平力计算得到路堑边坡水平加固力。

4.根据权利要求3所述的一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，步骤S21中，所述水平弹性抗力系数的计算模型如下：

式中，K_v为岩土体的完整性系数；α_c为岩土体的单轴饱和抗压强度值；f’为岩土体抗剪断摩擦系数，可以利用抗剪断强度的摩擦角的正切求取；F_e为水平弹性力；z为深度。

5.根据权利要求3所述的一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，步骤S22中，总水平释放力的计算模型为：

式中，K₀为静止土压力系数，γ为岩土体的容重，z为深度，P_i为第i级边坡对应的静止土压力，P_i+1为第i+1级边坡对应的静止土压力，F_tr为总释放水平力；

步骤S23中，路堑边坡水平加固力的计算模型为：

F_s＝F_tr-F_e (6)

式中，F_s为水平加固力，F_tr为总释放水平力，F_e为弹性水平力。

6.根据权利要求1所述的一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：

S31水平加固力补偿条件下路堑边坡稳定性检验及复核，在最终开挖形态的路堑边坡极限平衡法计算模型中按实际分布形态施加水平加固力，计算路堑边坡稳定性系数，复核稳定性系数是否满足安全标准要求，若该稳定性系数不满足安全标准要求，则对所述水平加固力进行修正直到满足为止；

S32常规加固措施及布局下路堑边坡加固措施工程量检验及复核，按常规2m×2m锚杆索布局，依据实际水平加固力分布形态，求取不同部位单根锚杆分配的水平加固力，复核所需锚杆长度，若所需锚杆长度满足常规值，锚杆不超过30m，锚索不超过50m，则认为上述水平加固力合理；

S33将所述水平加固力与规范余推力的对比检验，即所述水平加固力与规范规定的不平衡力传递系数法计算得到的水平加固力进行对比，若两者处于同一量级，则可以采用该水平加固力，若不满足要求，则以两者的大值为准。

7.根据权利要求6所述的一种路堑边坡水平加固力估值方法，其特征在于，步骤S31中，所述稳定性系数的修正模型如下：

式中，C为水平补偿力修正系数，F_s为路堑边坡正常运行工况对应的安全标准，F为路堑边坡正常运行工况考虑水平补偿力下极限平衡法计算得到边坡稳定性系数。