土坡的稳定性分析课件.ppt
江、河、湖、海岸坡、江、河、湖、海岸坡、江、河、湖、海岸坡、江、河、湖、海岸坡、山、岭、丘等均为天然坡山、岭、丘等均为天然坡山、岭、丘等均为天然坡山、岭、丘等均为天然坡1 1天然土坡天然土坡一一 土坡的类型土坡的类型2 2人工土坡人工土坡 挖方：沟、渠、坑、池挖方：沟、渠、坑、池挖方：沟、渠、坑、池挖方：沟、渠、坑、池 填方：堤、坝、路基、堆料填方：堤、坝、路基、堆料填方：堤、坝、路基、堆料填方：堤、坝、路基、堆料第第1 1节节 概述概述二二 滑坡现象滑坡现象什么是滑坡？什么是滑坡？为什么会滑坡？为什么会滑坡？一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动1 1滑坡的危害：滑坡的危害：1）振动：地震、爆破）振动：地震、爆破2）土中水位升、降）土中水位升、降4）水流冲刷：使坡脚变陡）水流冲刷：使坡脚变陡5）冻融：冻胀力及融化含水量升高）冻融：冻胀力及融化含水量升高6）人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出入口）人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出入口3）降雨引起渗流、软化）降雨引起渗流、软化2造成滑坡的原因造成滑坡的原因第一节 土的类型与滑坡现象3 滑坡形式滑坡形式平移平移崩塌崩塌转动转动流滑流滑第一节 土的类型与滑坡现象第第2 2节节 无粘性土坡的稳定性分析无粘性土坡的稳定性分析破坏形式：表面浅层滑动破坏形式：表面浅层滑动 1）微单元）微单元A自重自重:W=V2）沿坡滑动力：）沿坡滑动力：3）对坡面压力：）对坡面压力：（由于无限土坡两侧作用力抵消）（由于无限土坡两侧作用力抵消）4）抗滑力：）抗滑力：5）抗滑安全系数：）抗滑安全系数：WTN 坡与水平夹角为坡与水平夹角为 砂土内摩擦角为砂土内摩擦角为 WRNA一、全干或全部淹没的土坡v当=时，Fs=1.0，天然休止角安全系数与土容重无关与所选的微单元大小无关 坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面上安全系数Fs都相等二、有渗流作用的土坡详见详见P200第二节第二节 均质无粘性土坡的稳定分析均质无粘性土坡的稳定分析第第3 3节节 粘性土坡的整体稳定性分析粘性土坡的整体稳定性分析整体圆弧滑动法（整体圆弧滑动法（瑞典圆弧法瑞典圆弧法）均质土均质土 二维二维 圆弧滑动面圆弧滑动面 滑动土体呈刚性转动滑动土体呈刚性转动 在滑动面上处于极限平衡条件在滑动面上处于极限平衡条件假设条件假设条件ORORCBA平衡条件平衡条件（各力对圆心（各力对圆心O的力矩平衡）的力矩平衡）(1)滑动力矩：滑动力矩：(3)安全系数：安全系数：当当=0（粘土不排水强度）时，（粘土不排水强度）时，注注：（其中（其中 是未知函数）是未知函数）(2)抗滑力矩：抗滑力矩：dW 讨论：讨论：ORdCBAW 1 当当 0 时时，n 是是 l(x,y)的的函函数数，无法得到无法得到 Fs 的理论解的理论解2 2 其中圆心其中圆心 O 及半径及半径 R R 是任意假设的，还必须计算若是任意假设的，还必须计算若干组（干组（O,R,R）找到最小安全系数）找到最小安全系数 最可能滑动面最可能滑动面3 3 适用于饱和软粘土，即适用于饱和软粘土，即 =0 情况情况瑞典条分法（简单条分法）瑞典条分法（简单条分法）AORCibBidiTiNiWiWihiPihi+1Pi+1Hi+1NiTiHi第第i i条土的作用力条土的作用力:AORCsbB-2-1 01234567(一一)条分法的基本原理条分法的基本原理假定各土条条间作用力为零。稳定安全系数计算稳定安全系数计算:NNi i方向静力平衡方向静力平衡滑动面上极限平衡滑动面上极限平衡总体对圆心的力矩平衡滑动力矩总体对圆心的力矩平衡滑动力矩=抗滑力矩抗滑力矩第第i i土条受力分析土条受力分析:（二）瑞典条分法计算步骤（二）瑞典条分法计算步骤2.2.以以b=R/10b=R/10为宽度分条为宽度分条3.3.编号：过圆心垂线为编号：过圆心垂线为0#0#条中线，右侧为正，编号递增；条中线，右侧为正，编号递增；左侧为负，编号递减左侧为负，编号递减4.4.列表计算列表计算 li Wili Wi i i以及安全系数以及安全系数1.1.初选圆心初选圆心O O和半径和半径R R6.6.算至算至FsFs最小结束最小结束5.5.变化圆心变化圆心O O和半径和半径R R，返回，返回1 1重复步骤重复步骤1 14 4v如果土坡部分浸水，此时水下土条的重量都应按饱和容重计算，同时还要考虑滑动面上的孔隙水压力和作用在土坡坡面上的水压力。v渗流力的计算方法有多种，如流网法，代替法和静水压力法等。v目前国内外再土坡稳定分析中常采用“代替法”，代替法就是用滑动体周界上的水压力和滑动体范围内的水重作用来代替渗流力的作用。渗流力的计算渗流力的计算用代替法考虑渗流力对土坡稳定的影响，仅是在安全系数计算公式中，土条重量在浸润线以上者用天然容重，坡外水位以下者用浮容重计算，而对浸润线以下坡外水位以上土条的重量分子用浮容重，分母则用饱和容重计算。用代替法考虑渗流力对土坡稳定的影响，仅是在安全系数计算公式中，土条重量在浸润线以上者用天然容重，坡外水位以下者用浮容重计算，而对浸润线以下坡外水位以上土条的重量分子用浮容重，分母则用饱和容重计算。用代替法考虑渗流力对土坡用代替法考虑渗流力对土坡稳定的影响，仅是在安全系稳定的影响，仅是在安全系数计算公式中，土条重量在数计算公式中，土条重量在浸润线以上者用天然容重，浸润线以上者用天然容重，坡外水位以下者用浮容重计坡外水位以下者用浮容重计算，而对浸润线以下坡外水算，而对浸润线以下坡外水位以上土条的重量分子用浮位以上土条的重量分子用浮容重，分母则用饱和容重计容重，分母则用饱和容重计算。算。由于在考虑渗流作用时，通常都认为土体本由于在考虑渗流作用时，通常都认为土体本身已在自重作用下完全固结稳定，滑动面上身已在自重作用下完全固结稳定，滑动面上的超孔隙水应力全部是由渗流引起的。因此，的超孔隙水应力全部是由渗流引起的。因此，由稳定渗流引起的土坡稳定问题应属于有效由稳定渗流引起的土坡稳定问题应属于有效应力的分析的范畴。应力的分析的范畴。忽略条间切向力：忽略条间切向力：n-12n-1PiHiTiNi ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定滑动面上作用点位置：假定滑动面上作用点位置：n 未知数未知数:4n-1 方程数方程数:4n 假定：假定：圆弧滑裂面；条间力切向力圆弧滑裂面；条间力切向力=0不考虑分条间竖向力的简化毕肖普法不考虑分条间竖向力的简化毕肖普法
