[发明专利]一种建筑垃圾堆载边坡极限堆载量的测定方法

摘要

本发明涉及一种建筑垃圾堆载边坡极限堆载量的测定方法，包括如下步骤：第一步：堆载型边坡分级增载强度及相关坡体参数的确定；第二步：堆载边坡分级增载压力分布区域与增载压力值的确定；第三步：边坡堆载位移监测点布置与分层堆载位移变化值的确定；第四步：边坡坡体堆载位移模量比参数与稳定性判据准则的确定；第五步：边坡坡体极限岩土堆载量m_cr的确定；第六步：边坡坡体安全堆载量m_k的确定。本方法不仅提供了一套有效的评价边坡稳定性和准确的计算边坡滑移坡体极限堆载量的方法，而且补充了现有该类滑坡的理论计算体系方法。该方法设计原理可靠，具有计算结果精度高、易于实施的特点，且节约成本，工程应用性强，应用范围广。

主权项

1.一种建筑垃圾堆载边坡极限堆载量的测定方法，其特征在于，步骤如下：第一步：堆载型边坡分级增载强度及相关坡体参数的确定，所述分级增载强度 参数包括每层边坡坡体的土体重度γi以及堆载高度hi，所述相关坡体参数包括堆载时每层边坡坡角角度αi；第二步：依据第一步中所获得的边坡分级增载强度及相关坡体参数，实现对堆载边坡分级增载压力分布区域与增载压力值的确定；第三步：边坡堆载位移监测点布置与分层堆载位移变化值的确定，具体包括以下步骤：①堆载压力分布区位移监测点布置方案的确定位移监测点由位移监测基准点和滑坡位移变形监测点组成：位移监测基准点Kx至少3个，布置选在监测滑坡坡体以外稳定的基岩或无变形的区域，形成控制网；滑坡位移变形监测点首先沿堆载边坡坡面方向布置，从建筑垃圾堆载边坡坡脚开始沿坡面向上方向按坡长的e等分点进行等间距布置监测点；在堆载边坡坡面稳定后，在坡顶方向从坡面与坡顶的交界处沿坡顶面的延长方向至第二步确定的堆载压力分布区域边界范围内，依次按坡顶长度的f等分点进行等间距布置监测点；每进行一层建筑垃圾堆载后按照上述布置方案重新进行位移监测点的布置；所述e≥2、f≥2；②分层堆载平均位移变化值的确定以每一个堆载周期为一个监测周期，对每层土体堆载后的边坡位移进行监测，并确定每层土体堆载后的坡体位移平均合成值：即对每一个监测点的竖向与水平位移值进行合成求解其合位移值，然后对每个监测点的合位移值累加求其平均值；将第i土体堆载周期后的坡体位移平均合成值S_i减去第i‑1土体堆载周期后的坡体位移平均合成值S_i‑1确定为其分层堆载平均位移变化值即：式中：－分层堆载平均位移变化值；Si－第i土体堆载周期后的坡体位移平均合成值；Si‑1－第i‑1土体堆载周期后的坡体位移平均合成值；第四步：依据第三步获得的结果，实现对边坡坡体堆载位移模量比参数与稳定性判据准则的确定，具体包括：1)边坡堆载位移模量比参数的确定定义第1堆载周期后的坡体堆载模量值由式(3)求解确定，同理，第i堆载周期后的坡体堆载模量值由式(4)求解确定；定义边坡堆载位移模量比参数ζi为第i堆载周期后的坡体堆载模量值与第1堆载周期后的坡体堆载模量值之比，其值由式(5)计算确定：式中：ζi－第i层边坡堆载位移模量比；E1－第1堆载周期后的坡体堆载模量；Ei－第i堆载周期后的坡体堆载模量；ΔWi－第i层滑移体上方有效增载压力值；ΔW1－第1层堆载土体的有效压力值；－第i层堆载边坡各监测点位移变化平均值－第1层堆载土体的位移平均值；2)坡体稳定性评价判据准则的确定根据边坡工程的具体地质条件和重要等级，选择减一倍或二倍均方差作为边坡堆载位移模量比稳定性异常判据，即：或式中：σi－堆载位移模量比参数ζi均方差；ζi－第i层的堆载位移模量比参数；－ζ₁～ζ_i堆载位移模量比参数的平均值；第五步：边坡坡体极限岩土堆载量mcr的确定，具体包括：1)当边坡坡体堆载位移模量比达到堆载位移模量比异常判据即：或时，边坡将进入整体变形滑移破坏高风险阶段，则此时第i堆载周期的最大有效增载压力值ΔW_max由式(7)确定；式中：ΔWmax－最后一层最大有效增载压力值；ζi－第i层的堆载位移模量比参数；σi－堆载位移模量比参数ζi均方差；ΔW1－第1层堆载土体的有效压力值；－第i层堆载边坡各监测点位移变化平均值－第1层堆载土体的位移平均值；则本层的最大堆载高度hmax由式(8)计算确定：式中：hmax－最后一层最大有效堆载高度；ΔWmax－最后一层最大有效增载压力值；hi－第i层堆载土体高度；ΔWi－第i层滑移体上方有效增载压力值；2)根据堆载边坡坡面及后缘边界形状特点与每层堆载边坡的高度hi确定每层堆载土体的总体积Vi，并运用公式(9)、(10)求得各层土体堆载量mi：前n‑1层土体堆载量：mi＝(γi·Vi)/g                 (9)最后一层土体最大堆载量：mmax＝(γi·Vmax)/g             (10)式中：mi－第i层土体堆载量；mmax－最后一层土体最大堆载量；γi－第i层堆载土体重度；Vi－第i层堆载土体的总体积；Vmax－最后一层堆载土体的总体积；g－重力加速度；将最后一层极限堆载量与边坡前n‑1层堆载量相累加，通过式(11)确定边坡坡体极限岩土堆载量mcr；式中：mcr－堆载边坡的极限岩土堆载量；mmax－最后一层最大堆载量；mi－第i层土体堆载量；第六步：边坡坡体安全堆载量mk的确定：根据边坡的规模与重要性，确定边坡的重要等级与安全系数k，将堆载边坡的极限岩土堆载量除以边坡的安全系数k确定建筑垃圾堆载边坡的安全堆载量为：式中：mk－堆载边坡安全堆载量；mcr－堆载边坡的极限岩土堆载量。