第九章 土坡稳定分析课件.ppt

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1、土质学与土力学第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析第一节第一节 无黏性土坡的稳定分析无黏性土坡的稳定分析第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析第三节第三节 滑坡的稳定分析与防治滑坡的稳定分析与防治天然土坡天然土坡人工土坡人工土坡由于地质作用而由于地质作用而自然形成的土坡自然形成的土坡 在天然土体中开挖在天然土体中开挖或填筑而成的土坡或填筑而成的土坡 山坡、江河岸坡山坡、江河岸坡路基、堤坝路基、堤坝坡底坡底坡脚坡脚坡角坡角坡顶坡顶坡高坡高土坡稳定概述第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析1天然土坡江、河、湖、海岸坡第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析2人工土坡挖方：沟、渠、坑、池

2、第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析 填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析1天然土坡：由长期自然地质营力作用形成的土坡，称 为天然土坡。2人工土坡：人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土坡。3滑坡：土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位移， 以至丧失原有稳定性的现象。4圆弧滑动法：在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面， 建立这一假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。它是极 限平衡法的一种常用分析方法。第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析滑坡 第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析第九章第九章 土坡稳定分析土坡稳定分析第一节第一节 无黏性土坡的稳定分析无黏

3、性土坡的稳定分析一、无渗流作用时的无黏性土土坡一、无渗流作用时的无黏性土土坡TT均质的无黏性土土坡，均质的无黏性土土坡，在干燥或完全浸水条在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘结件下，土粒间无粘结力力 只要位于坡面上的土单元体只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的就是稳定的 单元体稳定单元体稳定TT土坡整体土坡整体稳定稳定NW第一节第一节 无黏性土坡的稳定分析无黏性土坡的稳定分析WTTN稳定条件：TTsinWT cosWNtanNT 砂土的内摩砂土的内摩擦角擦角tancosWT 抗滑力与滑动抗滑力与滑动力的比值力的比值 安全系数安全系数tantansin

4、tancosWWTTFs第一节第一节 无黏性土坡的稳定分析无黏性土坡的稳定分析二、有渗流作用时的无黏性土坡二、有渗流作用时的无黏性土坡稳定条件稳定条件：TT+JJTTFsWTTNJ顺坡出流情况顺坡出流情况:sinwJ tantansinsintancossintancossatwsJWWJTTF / / satsat1/21/2，坡面有顺坡渗流坡面有顺坡渗流作用时，无粘性作用时，无粘性土土坡稳定安全土土坡稳定安全系数将近降低一系数将近降低一半半 第一节第一节 无黏性土坡的稳定分析无黏性土坡的稳定分析第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析一、黏性土坡滑动面的形式一、黏性土坡滑动面的形

5、式二、整体圆弧滑动法黏性土坡稳定分析二、整体圆弧滑动法黏性土坡稳定分析三、条分法黏性土坡稳定分析三、条分法黏性土坡稳定分析一、黏性土坡滑动面的形式（a）坡脚圆 （b）坡面圆 （c）中点圆第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析二、整体圆弧滑动法黏性土坡稳定分析NfWROBd假定滑动面为圆柱面，截面假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况条件下的受力情况： 滑动面上的最大抗滑力滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比矩与滑动力矩之比 饱和粘土，不排水剪条饱和粘土，不排水剪条件下，件下， u u0 0，f fc cu u WdRLcFusWdR

6、LRLRLMMFfffsCA第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析黏性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝 CRdBAWfONA z0深度近似采用土压力临界深度 aKcz/20裂缝的出现将使滑弧长度由裂缝的出现将使滑弧长度由AC减小减小到到AC，如果裂缝中积水，还要考虑，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静水压力对土坡稳定的不利影响 Fs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 最小安全系数最小安全系数 第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析12ROBA对于均质粘性土土坡，对于均质粘性土土坡，其最

7、危险滑动面通过其最危险滑动面通过坡脚坡脚 =0=0 圆心位置由圆心位置由1 1，2 2确定确定最危险滑动面圆心的确定最危险滑动面圆心的确定第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析OB12AHE2H4.5HF Fs s 00 圆心位置在圆心位置在EOEO的延长线上的延长线上 第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析三、条分法黏性土坡稳定分析abcdiiOCRABH对于外形复杂、 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 各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩 滑动土体分为若干垂直土条土坡稳定安全系数 第

8、二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析条分法分析步骤条分法分析步骤abcdiiOCRABH1.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.每个土条的受力分析 cdbaliXiPiXi+1Pi+1NiTiWi静力平衡静力平衡假设两组合力假设两组合力( (P Pi i，X Xi i) ) ( (P Pi i1 1，X Xi i1 1) )iiiWNcosiiiWTsiniiiiiiWllNcos1iiiiiiWllTsin1第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析条分法分析步骤条分法分析步骤4.滑动面的总滑动力矩 iiiWRT

9、RTRsin5.滑动面的总抗滑力矩 )tancos(taniiiiiiiiiifilcWRlcRlRRT6.确定安全系数 iiiiiiisWlctgWTRRTFsincosabcdiiOCRABHcdbaliXiPiXi+1Pi+1NiTi条分法是一种试算法，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 第二节第二节 黏性土坡的稳定分析黏性土坡的稳定分析 一、滑坡的类型与特征一、滑坡的类型与特征 二、滑坡产生的原因及造成的地质灾害二、滑坡产生的原因及造成的地质灾害 三、滑坡的防治三、滑坡的防治第三节第三节 滑坡稳定分析与防治滑坡稳定分析与防治一、滑坡的类型与特征根据物质组成根据主滑面

10、成因根据滑体厚度根据滑体体积根据滑坡发育过程堆积层滑坡堆积面滑坡浅层滑坡（小于6m）小型滑坡（小于3万m3）幼年期滑坡黄土滑坡 层面滑坡中层滑坡（620m）中型滑坡（3万50万m3 ）青年期滑坡黏土滑坡构造面滑坡厚层滑坡（2050m）大型滑坡（50万300万m3 ）壮年期滑坡岩层滑坡同生面滑坡巨后层滑坡（大于50m）超大型滑坡（小于300万m3 ）老年期滑坡第三节第三节 滑坡稳定分析与防治滑坡稳定分析与防治（1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。（2）斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏

11、土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。（3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。 内部因素二、滑坡产生的原因及造成的地质灾害第三节第三节 滑坡稳定分析与防治滑坡稳定分析与防治（1）降水或地下水的作用：持续的降雨或地下水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐溶解，土质变软，强度降低；还可使土的重度增加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这些原因，采用相应的排水措施。（2）振动的作用：如地震的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；施工打桩或爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。（3）人为影响：由于人类不合理地开挖，特别是开挖坡脚；或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近；在斜坡上建房或堆放重物时，都可引起斜坡变形破坏。 外部因素滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。第三节第三节 滑坡稳定分析与防治滑坡稳定分析与防治三、滑坡的防治排水刷方减载修建支挡工程土质改良防御绕避第三节第三节 滑坡稳定分析与防治滑坡稳定分析与防治