《《土力学》第10章边坡稳定性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《土力学》第10章边坡稳定性（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 概述,2 无粘性土土坡的稳定分析,3 粘性土土坡的稳定分析,本章主要内容:,第10章 土坡的稳定性,具有倾斜临空面的土体土坡,土质均一，坡度不变，无地下水简单土坡,坡肩,1 概述,1天然土坡,江、河、湖、海岸坡,1天然土坡,贵州洪家渡,山、岭、丘、岗、天然坡,2人工土坡, 挖方：沟、渠、坑、池,露天矿,2人工土坡, 填方：堤、坝、路基、堆料,土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另 一部分土体滑动的现象称滑坡。,滑坡,滑坡的根本原因: 边坡中土体内部某个面上的剪应 力达到了它的抗剪强度。,滑坡,滑坡的形式,滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。,边坡稳定的因素：,1.土体的类型： c、 大，土坡
2、安全；,2.边坡的几何形状：坡高越高、坡角越大越不安全；,3.荷载：坡顶荷载过量，爆破、地震、打桩等引起动力荷载；,4.土体中水的影响： 降雨、蓄水、使岩土软化；水流冲刷使坡脚变陡； 存在渗透力；,5.人工开挖：基坑、路堑等。,的因素 造成土坡失稳,内在因素：土体自身抗剪强度的降低,外在因素：剪应力的增加,地震引发的滑坡,云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡开挖,城市中的滑坡问题（香港，重庆）,1972年香港宝城大厦因滑坡倒塌,江岸滑坡,滑动面形状：,无粘性土: 平面,破裂面,均质粘性土: 光滑曲面，圆弧,非均质粘性土: 复合滑动面,由多种土层组成或含软弱夹层的边坡若发生滑坡， 滑面形态复杂，一般称作
3、复合滑面，复合滑面具 体形态要分析实际土层组成来预测.,均质的无粘性土土坡，在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘结力,只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的,单元体稳定,TT,土坡整体稳定,10.2 无粘性土坡的稳定性,边坡上土单元自重为,下滑力:,抗滑力,安全系数,取 K=1得,（天然休止角）,T,所以当坡角小于土的内摩擦角时边坡稳定.,均质无粘性土坡,N,为了保证土坡具有足够的安全储备，可取K=1.31.5,稳定条件：T(T),砂土的内摩擦角,抗滑力与滑动力的比值,安全系数,J,有渗流情况下的无粘性土土坡稳定（顺坡渗流）,10.3 粘性土土坡的稳定性,粘性土颗粒之间存在粘
4、结力，导致土坡整块下滑趋势。,均质粘性土坡发生滑坡时，其滑动面形状大多数为一近似于圆弧面的曲面。为了简化，在进行理论分析时通常采用圆弧面计算。,粘性土坡的稳定分析方法,1 瑞典圆弧法 2 瑞典条分法 3 简化Bishop条分法 4 普遍条分法(Janbu法),10.3.1 整体圆弧滑动法,假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况：,1. 基本原理,滑动圆弧AD的长度,对饱和粘土，在不排水剪条件下：,应选取不同圆心位置和不同半径进行计算，求最小的安全系数。,2. Fellenius 确定最危险滑动面圆心的方法,对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚, =0, 0,1)
5、圆心位置在EO的延长线上 2)有时不一定在ED的延长线上，可能在其左右附近,确定最危险滑动面圆心位置,10.3.2 瑞典条分法,对于非均质土坡或比较复杂的土坡 、 0的粘性土土坡，土体分层情况时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析。,滑动土体分为若干垂直土条,条分法,(一) 瑞典条分法的基本原理,1、假设圆弧滑动面,确定圆心和半径,O,R,2、把滑动土体分成若干条（条分法）,3、取第i条土条进行受力分析,Wi,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,hi+1,hi,瑞典条分法,Wi,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,静定化条件：假设条块两侧的作用力合力S
6、i，Si+1 大小相等、方向相反且作用于同一直线上不考虑条块间的作用力。,Si,Si+1,1）根据径向力的静力平衡条件,2）根据滑弧面上满足安全系数Fs 的极限平衡条件，有,得,安全系数:,3）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）：,重力产生的滑动力矩为,滑动面上抗滑力产生的抗滑力矩为,（二）瑞典条分法计算步骤,2.以b=R/10为宽度分条,3.编号：过圆心垂线为0#条中线，右侧为正，编号递增；左侧为负，编号递减,4.列表计算 li、Wi、i以及安全系数,1.初选圆心O和半径R,6.算至 Fs 最小结束。,5.变化圆心O和半径R，返回1重复步骤14,（三） 瑞典条分法的讨论,2.忽略了条间力，它
7、只满足滑动土体整体力矩平衡条件而不满足条块的静力平衡条件；-主要特点 3.计算得到的安全系数Fs偏小,1.假设圆弧滑裂面，与实际滑裂面有差别;,一般情况下，Fs偏小10%左右,工程应用中偏于安全,1. 基本原理,1、假设圆弧滑动面,确定圆心和半径,O,R,2、把滑动土体分成若干条（条分法）,3、取第i条土条进行受力分析,Wi,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,hi+1,hi,10.3.3 毕肖甫（Bishop）法,毕肖普法,Wi,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,假设条块处于静力平衡状态,1）根据竖向力的平衡条件,2）根据满足安全系数为Fs的极限平衡条件,Wi,Vi=Vi+1-Vi,Hi=Hi+1
8、-Hi,将此式代入第一式并整理后得：,式中,安全系数:,3）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）：,重力Wi 产生的滑动力矩为,滑动面上抗滑力Ti 产生的抗滑力矩为,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,代入Ni 值，整理简化后得：,其中,设Vi=0 忽略条间切向力,简化Bishop公式,迭代法,2. 毕肖甫法计算步骤,1）初选圆心O，半径R,2）设Fs=1.0，计算 mi、,3）若满足,4）若不满足，令 ,重复步骤2,5）变化圆心O和半径R，返回1重复步骤14,6）算至Fs最小结束,则进行步骤5,迭代法,圆心 O，半径 R,设 Fs=1.0,计算 mqi,变化圆心 O 和半径 R,Fs 最小,END
9、,计算,No,计 算 程序流程,3.简化毕肖普法的特点,假设滑裂面为圆弧； 假设条块间作用力只有法向力没有切向力 （Vi=0）； 满足整体力矩平衡条件； 满足各条块力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡条件； 满足滑动面上的极限平衡条件。,好好学习 天天向上,普遍条分法（简布法，N. Janbu） 特点：假定条块间水平作用力的位置（前提）。每个条块都满足全部静力平衡条件和极限平衡条件；滑动土体满足整体力矩平衡条件；适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。 折线滑动法 特点：假定滑动面为折线适用于岩质边坡或下层为岩质边坡，上层为粘性土层的边坡。,各种方法的比较,边坡稳定分析的总应力法与有效应力法,土体的抗剪强度参数的恰当选取是影响土坡稳定分析成果可靠性的主要因素。原则: (1)尽可能采用有效应力方法；(2) 试验条件尽量符合土体的实际受力和排水条件，保证试验指标具有一定的代表性。,两种分析法,有效应力法：使用有效应力强度指标 c、 总应力法：根据计算阶段中孔隙水压力可能发展的状态，分别采用快剪（不排水剪）cu或固结快剪（固结不排水剪）ccu、cu等总应力强度指标。,
