首页 理论教育地基变形系数与稳定安全系数的内在联系

地基变形系数与稳定安全系数的内在联系

【摘要】:考虑到通常情况下侧向变形、竖向沉降较大值分别发生于下坡脚处地基剖面、地基顶面附近,故本节暂取下坡脚处地基剖面最大向外侧向变形与地基顶面最大向下竖向沉降之比值为地基变形系数K。图5-2为4种地基条件下地基变形系数与稳定安全系数关系曲线。

考虑到通常情况下侧向变形、竖向沉降较大值分别发生于下坡脚处地基剖面、地基顶面附近,故本节暂取下坡脚处地基剖面最大向外侧向变形与地基顶面最大向下竖向沉降之比值为地基变形系数K。图5-2为4种地基条件下地基变形系数与稳定安全系数关系曲线。

图5-2 4种地基条件下地基变形系数与路堤稳定安全系数的关系

由该图可知:普通水平地基和普通斜坡地基均表现为路堤稳定安全系数相对较大、地基变形系数较小,随着路堤分步建造步数(即路堤填筑高度)的增加,稳定安全系数呈单调递减,衰减速率由较快趋于平缓,而地基变形系数持续维持在0.1左右波动,路堤宏观处于稳定状态,较小的地基变形系数表明侧向变形远小于竖向沉降;水平软弱地基稳定安全系数也呈单调衰减,其值始终小于普通水平地基和普通斜坡地基,地基变形系数在0.4附近波动,变化幅度不大,但表现为先减小后增大趋势,这意味着填筑初期竖向沉降占主导,填筑后期侧向变形增长幅度开始超越竖向沉降,地基变形系数较小,且变化幅度比较平缓,表明路堤处在较为稳定的状态;斜坡软弱地基稳定安全系数仍呈单调衰减,其值远小于前三种地基,填筑末期降低至1.024,而地基变形系数表现为单调递增,且增长幅度较快,填筑末期地基变形系数超过1.0,达到1.23,侧向变形在填筑后期超过竖向沉降,路堤濒临失稳,可见地基变形系数显著增大并表现为单调增长使得稳定性趋于不利。

填筑初期,斜坡软弱地基同水平软弱地基变形系数较为接近,同时二者大于普通水平地基和普通斜坡地基,这表明软弱层的存在诱发侧向变形显著增大;填筑末期,斜坡软弱地基的地基变形系数远大于水平软弱地基,而普通水平地基和普通斜坡地基二者相差不大,这也意味着当存在软弱层时,地面横坡会显著加剧侧向变形的发展。