充填管袋海堤抗滑稳定可靠度分析.pdf

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1、108低温建筑技术2014年第3期(总第189期)·冻土与地基基础·充填管袋海堤抗滑稳定可靠度分析薛道骏，郭兴文，蔡新，江泉，胡广炎(1．河海大学力学与材料学院。南京210098；2．河海大学水利水电学院．南京210098；3．南京市水利建筑工程有限公司．南京210029)【摘要】充填管袋海堤结构型式及施工方法与传统海堤有较大的差异，为确定充填管袋海堤抗滑稳定可靠度，考虑海堤土体强度参数及管袋加筋力随机性，构建了充填管袋海堤抗滑稳定可靠性分析的功能函数，应用蒙特卡罗法对条子泥围垦工程充填管袋海堤进行了可靠度计算。结果表明，管袋加筋力变异对海堤抗滑稳定可靠

2、度影响显著，可通过控制管袋加筋力变异系数上限来提高海堤抗滑稳定可靠度。【关键词】充填管袋海堤；可靠度；变异系数；蒙特卡罗法【中图分类号】TU753．8【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)03—0108—03江苏沿海滩涂围垦建设，已成为一项重大国家战略决1充填管袋海堤抗滑稳定可靠性分析功能函数策⋯。但由于围垦区地基条件差，水动力条件恶劣，“有泥1．1海堤抗滑稳定性计算公式无石”，因此基于土工充填管袋的新型海堤结构在围垦堤防海堤抗滑稳定计算可采用基于极限平衡理论的瑞典中得到应用J。目前发展的充填管袋海堤，其施工原理是圆弧滑动法进行，若有

3、加筋土工织物铺垫，稳定分析中当滑弧在低潮位或退潮时对土工袋进行充填后即时铺填，待土工通过土工织物时，应在抗滑力矩部分增加一项由土工织物提袋形成一定面积的封闭区域吹填堤芯砂以形成海堤，其中供的抗滑力矩溜尺，海堤抗滑稳定安全系数计算如式(1)。抗滑稳定性是影响海堤整体稳定性的重要因素。∑[(W1+W2+WS3i)COSOttan+cblsec]+∑针对管袋式海堤抗滑稳定性，J．N．Mandal运用圆弧(w1++w3)sinai法分别对均布与非均布管袋式边坡稳定性进行研究，并依此(1)提出一种管袋式边坡设计方法。JieHan等运用FLAC计式中，为第i土条浸润

4、线以上土体天然重量，kN；W算软件研究不同水位下土工袋增强土体抗拉力的方式，进而为第i土条浸润线与外坡水位线之间土体饱和重量，kN；对比分析了不同水位工况下堤坝整体稳定性。国内对管袋式为第i土条浸润线与外坡水位线之问土体浮重量，kN；W，海堤的研究主要通过理论和试验途径开展。陈剑峰等通为第i土条外坡水位线以下土体浮重量，kN；为第i个土条过四种分布加筋袋土坡的离心实验，研究了其破坏形式，实验底面中点的径向与竖直方向的夹角，(。)；c为第i个土条底结果与有限元模拟结果较为吻合。朱朝荣等针对充填管部土体粘聚力，kPa；为第个土条底部土体内摩擦角，袋堤坝在波浪

5、作用下的稳定性进行试验研究，结果表明施工(。)；b为第i个土条宽度，m；为单位宽度管袋允许抗拉强初始阶段管袋堤坝在波浪作用下的滑移是导致整体失稳的度，kN；R为滑弧半径，m。重要因素。吴胜文等建立了海堤整体稳定性分析的概率1．2海堤抗滑稳定可靠性分析功能函数极限状态方程，计算了某单层加筋海堤在加载期及运行期的由式(1)可知，影响管袋式海堤抗滑稳定性有多个因整体稳定可靠度。素，分别为土体粘聚力c、内摩擦角、土体重度y及管袋加管袋对于提高海堤稳定性效果主要表现为加筋作筋力。应用式(1)计算安全系数F时，参数c、、。及均用j，将织物对海堤抗滑稳定的作用归结于提

6、供抗滑力矩，取定值。实际上参数c、、i及具有随机分布特性，应作进而运用圆弧滑动法进行稳定性分析。目前单层与多层土工织物应用于路基边坡稳定分析领域较为多见J，对于海为随机变量考虑，随机变量统计参数可用均值c、、y及堤方面现有文献仅考虑单层加筋作用J，实际上，管袋式海以及表征离散程度的变异系数666及描述。将c、堤是由多层长短不一的管袋组成的，多层管袋加筋情况下、、作为随机变量处理后，海堤抗滑稳定安全系数F也海堤抗滑稳定性研究尚未见文献报导。本文在研究传统海具有了随机性。为了研究安全系数F的随机性特性，可构造堤抗滑稳定可靠度计算理论与方法基础上，针对充填管袋

7、如下稳定性功能函数进行研究：海堤，分析了影响海堤稳定性的主要因素，同时考虑海堤土Z=F—Ff,=g(C。，，y，，)一体强度参数及管袋加筋力的随机性，构建了海堤抗滑稳定(2)可靠性分析功能函数，应用蒙特卡洛法进行了海堤抗滑可式中，c，，，定义如前，为依据海堤工程级别”靠度计算分析，探讨了提高充填管袋海堤稳定性的措施。确定的安全系数标准值。[基金项目]国家科技支撑计划项目(2012BABO3BOO)簿道骏等：充填管袋海堤抗滑稳定可靠度分析1092充填管袋海堤可靠性分析中随机变量选取及统计规律P，=尸[=g(c，，)一≤0]=N／M(3)2．1土体参数随机变

8、量由P，值进而可求得海堤抗滑稳定可靠度指标。文献[11]研究表明，对传统边坡滑动