土质边坡稳定性分析.ppt

土力学土质边坡稳定性分析 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望土力学第一节第一节 概述概述土坡：天然土坡 人工土坡（土石坝等）土坡几何形态：坡肩坡顶坡底坡趾坡角坡高坡面一、土坡一、土坡第七章 第2页/共26页土力学滑坡：斜坡中一部分土体相对于另一部分土体 滑动的现象，称为滑坡。分类：（1）粗粒土滑坡 （滑动面多为浅层平面形）（2）粘性土滑坡 （滑动面多为深层圆弧形）产生原因：（1）土中剪应力增加 （2）土中抗剪强度降低二、滑坡二、滑坡第七章 第3页/共26页土力学 研究内容：（1）判断土坡是否稳定 （2）设计合理的土坡 评价方法：极限平衡理论（条分法）步骤：先确定滑面，再计算滑坡的稳定性系数，最后 判断滑动的可能性。第七章 第4页/共26页土力学第二节第二节 无粘性土坡的稳定分析无粘性土坡的稳定分析定义：粗粒土所堆筑的土坡称为无粘性土坡分如下两种情况考虑：一、均质干坡和水下坡 二、有渗透水流的均质土坡第七章 第5页/共26页土力学一、均质干坡和水下坡当a=时，FS=1，此时土体处于极限平衡状态，坡角a为天然休止角。砂堆WTNR第七章 第6页/共26页土力学二、有渗透水流的均质土坡WJNT稳定安全系数第七章 第7页/共26页土力学第三节第三节 粘性土坡的稳定分析粘性土坡的稳定分析 工程设计中常假定滑动面为圆弧面，用圆弧滑动法（极限平衡法的一种）分析粘性土坡的稳定性。第七章 第8页/共26页土力学一、整体圆弧滑动法（瑞典圆弧法）dOCAWTf整体圆弧滑动受力示意图第七章 第9页/共26页土力学二、条分法的基本概念1.原理原理：条分法是将滑动土体竖直分成若干土条，把土条当成刚体，分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩，然后按下式求土坡的稳定安全系数：2.受力分析图：受力分析图：第七章 第10页/共26页土力学1)重力W2)条块侧面法向力Pi、Pi+1，其作用点离弧面为hi、hi+13)条块侧面切向力Hi、Hi+14)土条底部的法向力N、切向力T，条块弧段长为li3.土条土条i i所受的力包括：所受的力包括：第七章 第11页/共26页土力学n个土条，n-1个分界面，Pi、Hi、hi共3(n-1)个未知数；Ni、Ti共2n个未知数；Fs一个未知数。4.土条土条i i平衡方程：平衡方程：若把滑动土体分成n个条块，则共有未知数5n-2个，可建方程4n个，为超静定问题。第七章 第12页/共26页土力学5.求解方法：求解方法：（1）假定条间力的大小与方向的 毕肖普法和瑞典条分法；（2）假定条间力的作用方向的不平衡推力传递法；（3）假定条间力的作用点位置的简布法。第七章 第13页/共26页土力学1.求解前提：不考虑条块间的推力（或假定条块间的推力是作用在一条直线上的，且大小相等，方向相反，即推力产生的合力、合力矩为0）。2.求解方法：三、瑞典条分法（Fellenius 条分法）第七章 第14页/共26页土力学第七章 第15页/共26页土力学3.方法的特点：方法的特点：(1)忽略条间力的作用(2)满足滑动土体整体力矩平衡条件(3)不满足条块的静力平衡条件(4)满足极限平衡条件(5)得到的安全系数偏低，误差偏于安全第七章 第16页/共26页土力学第七章 第17页/共26页土力学四、毕肖普法（Bishop法）考虑条块侧面力1.求解方法求解方法：第七章 第18页/共26页土力学2、简化比肖普公式、简化比肖普公式第七章 第19页/共26页土力学(1)假设条块间作用力只有法向力没有切向力；(2)满足滑动土体整体力矩平衡条件；(3)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；(4)满足极限平衡条件；(5)得到的安全系数比瑞典条分法略高一点。3.简化简化Bishop方法的特点方法的特点第七章 第20页/共26页土力学五、普遍条分法（Janbu法）1.求解前提：假定条块间水平作用力的位置。2.求解方法：XihiHi+1Pi+1hi+1iHiPihiOiNiWiTii第七章 第21页/共26页土力学Hi=Hi+1-HiWiNiPi=Pi+1-PiTi=(cili+Nitgi)/Fsii第七章 第22页/共26页土力学第七章 第23页/共26页土力学令Hi=0代入求FS/求Pi求Pi，Hi求Hi求FsFS/=FSFSFS/0时：第七章 第26页/共26页