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1、1,第8章 土坡稳定分析,Earth Slope Stability Analysis,主要内容,本章重点：郎金土压力理论、库伦土压力理论计算主、 被动土压力及其适用条件,概述 无粘性土坡的稳定分析 粘性土坡的稳定分析 土坡稳定分析的几个问题,2,由于地质作用而自然形成的土坡,在天然土体中开挖或填筑而成的土坡,山坡、江河岸坡,路基、堤坝,8.1 概 述,3,土坡滑动失稳原因土坡滑动失稳原因:,(1)外界作用使土体内部剪应力加大。,(2)土体抗剪强度降低,路堑或基坑的开挖; 堤坝施工中上部填土荷重、坡顶荷载的增加; 降雨导致土体内水的渗流力和重度增加; 地震、打桩引起的动力荷载 .,超孔隙水压力
2、的产生; 气候变化产生的干裂、冻融; 粘土夹层因雨水等侵入而软化; 粘性土因蠕变土体强度降低,4,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,8.2 无粘性土坡的稳定性分析,5,稳定条件：TT,砂土的内摩擦角,抗滑力与滑动力的比值,安全系数,为了保证土坡具有足够的安全储备，可取Ks=1.251.5,6,8.3 粘性土坡的稳定性分析,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。,瑞典圆弧法（Petterson，1915） 费
3、伦纽斯法（Fellenius，1927） 稳定数法（Taylor，1937） 条分法（Terzaghi，1936；Bishop，1955）,7,滑动面: 有软弱层或岩层时为复合滑动面 均质粘土层时为园弧滑动面：坡脚园 坡面园 中点园 分析方法：园弧滑动体整体稳定分析法 条分法,图8-4 均质粘性土层中的滑动面 a) 坡脚圆 b)坡面圆 c)中点圆,8,8.3.1 整体圆弧滑动法土坡稳定分析,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：,滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比,1. 基本原理,滑动圆弧AD的长度,9,粘性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝,深度近似采用土压力临
4、界深度,裂缝的出现将使滑弧长度由AC减小到AC，如果裂缝中积水，还要考虑静水压力对土坡稳定的不利影响,K是任意假定某个滑动面的抗滑安全系数，实际要求的是与最危险滑动面相对应的最小安全系数,假定若干滑动面,最小安全系数,10,2. 费伦纽斯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)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新位置,11,3. 泰勒分析法,土坡的稳定性相关因素,泰勒（Taylor,D.W，1937）用图表表达影响因素的相互关系,稳定因数,土坡的临界高度或极限高度,泰勒图表法适宜解决简
5、单土坡稳定分析的问题： 已知坡角及土的指标c、，求稳定的坡高H 已知坡高H及土的指标c、，求稳定的坡角 已知坡角、坡高H及土的指标c、，求稳定安全系数K,12,8.3.2毕肖普条分法,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,条分法,一、条分法,13,条分法分析步骤,1.按比例绘出土坡剖面 2.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条 3.土条i上的作用力包括,静力平衡,假设土条两侧作用力大小相等,作用线重合,1）土条重力Wi，大小、方向、位置已知； 2）两侧法向力Ei，Ei+1,其中Ei+1大小,位置未知， 3）竖向剪力Xi,Xi+1，Xi+1大小未知； 4）滑动面ef上Ni，Ti，作用于ef中点，大小未知。,14,4.滑动面的总滑动力矩,5.滑动面的总抗滑力矩,6.确定安全系数,15,二、简化的毕肖普条分法,步骤为:假定一K值代入公式求得一K值比较K与K,若不相等以K代替K代入重新求K再比较,直至K、K相符为止,常借助计算计算.,
