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1、岩土工程研究所第七章第七章 土土坡稳定分析坡稳定分析河海大学河海大学 岩土工程研究所岩土工程研究所Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai UniversityChapter 7 Slope Stability岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 IntroductionIntroductionn n土坡：土坡：土坡：土坡：具有具有具有具有倾斜坡面的土体。倾斜坡面的土体。倾斜坡面的土体。倾斜坡面的土体。n n边坡：边坡：边坡：边坡：具有具有具有具有倾斜坡面的倾斜坡面的倾斜坡面的倾斜坡面的岩土体岩土体岩土体岩土体。n n土坡种类：
2、土坡种类：土坡种类：土坡种类：天然土坡、人工土坡。天然土坡、人工土坡。天然土坡、人工土坡。天然土坡、人工土坡。岩土工程研究所n n滑坡滑坡? ?第一节第一节 概述概述 IntroductionIntroduction土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与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另一部分土体滑动的现象称滑坡滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 IntroductionIntroductionn n滑坡原因滑坡原因? ?滑坡的滑坡的根本原因根本原因: : 边坡中土体内部某个面上的剪应力达到边坡
3、中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。了它的抗剪强度。滑坡的具体原因：滑坡的具体原因： （1 1）滑滑面面上上的的剪剪应应力力增增加加：如如填填土土作作用用使使边边坡坡的的坡坡高高增增加加、渗渗流流作作用用使使下下滑滑力力产产生生渗渗透透力力、降降雨雨使使土土体体饱饱和和，容容重重增增加加、地地震震作用等；作用等； （2 2）滑滑面面上上的的抗抗剪剪强强度度减减小小：如如浸浸水水作作用用使使土土体体软软化化、含含水水量量减减小小使使土土体体干干裂裂，抗抗滑滑面面面面积积减减小小、地地下下水水位位上上升升使使有有效效应应力力减减小等。小等。岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 Intro
4、ductionIntroductionn n假定：平面应变问题假定：平面应变问题n n无粘性土无粘性土无粘性土无粘性土: : : : 平面平面平面平面n n均质粘性土均质粘性土均质粘性土均质粘性土: : : : 光滑曲面，圆弧光滑曲面，圆弧光滑曲面，圆弧光滑曲面，圆弧n n非非非非均质粘性土均质粘性土均质粘性土均质粘性土: : : : 复合滑动面复合滑动面复合滑动面复合滑动面. .滑动面形状：滑动面形状：最危险滑动面及土坡稳定安全系最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小都是试算找出数的大小都是试算找出岩土工程研究所72 无粘性土的土坡稳定无粘性土的土坡稳定n n一般情况下的无粘性土土坡稳定一般情
5、况下的无粘性土土坡稳定岩土工程研究所下滑力下滑力72 无粘性土的土坡稳定无粘性土的土坡稳定n n有渗流情况下的无粘性土土坡稳定有渗流情况下的无粘性土土坡稳定抗滑力抗滑力顺坡出流顺坡出流岩土工程研究所粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法n n整体圆弧滑动稳定分析整体圆弧滑动稳定分析稳定安全系数定义为：滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比稳定安全系数定义为：滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比对均质土坡、圆弧滑动面：稳定安全系数也可定义为：滑动面上最大抗滑力矩与滑动力矩之比；岩
6、土工程研究所73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法n n整体圆弧滑动稳定分析整体圆弧滑动稳定分析对O点力矩平衡：安全系数：岩土工程研究所73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法n n整体圆弧滑动稳定分析整体圆弧滑动稳定分析根据莫尔库伦破坏准则：安全系数：对饱和粘土，在不排水条件下：u0u0分析法岩土工程研究所73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法n n整体圆弧滑动稳定分析整体圆弧滑动稳定分析粘性土坡，竖向裂缝：安全系数：因为u= 0 ，Ka=1滑弧变短岩土工程研究所73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法粘性土土坡整
7、体圆弧滑动及条分法n n最危险滑弧的寻找最危险滑弧的寻找手工计算，工作量大；计算机计算，程序容易实现1、确定可能的圆心范围：2、对每个圆心，选择不同滑弧半径，计算各滑弧安全系数；3、比较所有安全系数，选最小值；对0 滑面上各点的强度不同；前面的公式就不能进行计算：条分法。岩土工程研究所73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法二、条分法及其受力分析二、条分法及其受力分析极限平衡分析的条分法：土体为不变形刚体滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数：1、重力：Wi=ribihi；都为已知量；2、底面反力：Ni和Ti;3、比较所有安全系数，选最小值；岩土工程研究所74 瑞典条
8、分法瑞典条分法一、基本假定和基本公式一、基本假定和基本公式不考虑条间力：滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数：1、重力：Wi=ribihi；都为已知量；2、底面反力：Ni和Ti：底面法向静力平衡底面法向静力平衡:岩土工程研究所74 瑞典条分法瑞典条分法一、基本假定和基本公式一、基本假定和基本公式土条底面孔隙水应力已知时，可用有效应力法进行计算：岩土工程研究所二、成层土和坡顶有超载时二、成层土和坡顶有超载时74 瑞典条分法瑞典条分法n n成层土成层土岩土工程研究所n n坡顶有超载时坡顶有超载时74 瑞典条分法瑞典条分法岩土工程研究所74 瑞典条分法瑞典条分法三、有地下水和稳定渗流时三、有地下水
9、和稳定渗流时土坡部分浸水：土条底面孔隙水应力已知时，可用有效应力法进行计算：基本公式：岩土工程研究所74 瑞典条分法瑞典条分法三、有地下水和稳定渗流时三、有地下水和稳定渗流时1、流网法土坡中有稳定渗流：岩土工程研究所74 瑞典条分法瑞典条分法三、有地下水和稳定渗流时三、有地下水和稳定渗流时2、代替法土坡中有稳定渗流：代替法：用浸润线一下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩的方法。岩土工程研究所74 瑞典条分法瑞典条分法三、有地下水和稳定渗流时三、有地下水和稳定渗流时2、代替法土坡中有稳定渗流：岩土工程研究所74 瑞典条分法瑞典条分法四、地震情况下四、地
10、震情况下惯性力法（拟静力法）：岩土工程研究所第五节第五节 毕肖普法毕肖普法n n有效应力分析有效应力分析有效应力分析有效应力分析作用力有：土条自重；作用于土条底面的切向抗剪力、有效法向反力、孔隙水压力；在土条两侧分别作用有法向力和及切向力和切向抗剪力取土条竖直方向力的平衡岩土工程研究所整个滑动土体对圆心求力矩平衡：整个滑动土体对圆心求力矩平衡：此时相邻土条之间侧壁作用力此时相邻土条之间侧壁作用力的力矩将互相低消，而各土条滑面上的法向力的作用线通过圆心的力矩将互相低消，而各土条滑面上的法向力的作用线通过圆心第五节第五节 毕肖普法毕肖普法假定：假定：计算时（计算时（1 1）假定等于）假定等于Fs=
11、Fs=1, 1, 计算计算mmoioi; (2) ; (2) 计算计算FsFs；（3 3）据计算得的据计算得的FsFs计算计算mmoioi; ; （4 4）重复重复(2)-(3)(2)-(3)岩土工程研究所n n注意事项：注意事项： 第五节第五节 毕肖普法毕肖普法(1) (1) 对于为对于为 ii负值的那些土条，要注意会不会使负值的那些土条，要注意会不会使m mii趋近于零。如果是这样，简化毕肖普条分法就不能趋近于零。如果是这样，简化毕肖普条分法就不能使用，因为此时，会趋于无限大，这显然是不合理使用，因为此时，会趋于无限大，这显然是不合理的。当任一土条的的。当任一土条的m mii小于或等于小于
12、或等于0.20.2时，计算就会时，计算就会产生较大的误差，此时最好采用别的方法。产生较大的误差，此时最好采用别的方法。(2)(2)当坡顶土条的很大当坡顶土条的很大 ii时，会使该土条出现时，会使该土条出现N Nii00，此时可取它的此时可取它的N Nii=0=0计算计算. .岩土工程研究所n n总应力分析总应力分析 第五节第五节 毕肖普法毕肖普法习题：习题：7 71 1，7 72 2岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡
13、稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所第六节第六节 工程中的土坡稳定计算工程中的土坡稳定计算n n渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响渗流对土坡稳定的影响岩土工程研究所 谢谢谢谢！Thank You !-结束 The END-
