第七章土坡稳定分析.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流第七章土坡稳定分析.精品文档.土力学讨论总结(第七章 土坡稳定性分析)小鱼儿注岩精英群2015年3月25日简要介绍此次讨论:由于清华第2版土力学教材大家提出了不少疑问,正文部分和习题都有不少,咱们就先讨论教材正文部分以及与教材相关的疑问,然后讨论课后习题,最后讨论其他问题。大家可以先带着问题看教材,深入掌握教材,后面讨论可以避免一些无谓的争论。以下提到“土力学”、“教材”均指“清华第2版土力学教材”如觉得看图吃力,请准备纸质书,或到群里下载电子版。讨论内容分为三部分:疑问 1-13 与教材内容相关的问题或知识点疑问 14-20 教材课后习题疑
2、问 21-36 其他问题现初步给出回答,如有错误,请指出。谢谢!* 华 丽 的 分 割 线 *疑问1【97A新小拇指】土力学 P259图中画线部分说当土坡不是无限土坡时,由于坡脚处应力状态的影响,土坡深处的滑动面不会平行于坡面,对于平行于坡面的滑动,公式7-1和7-4(无粘性土坡安全系数公式和有渗流的均质土坡的安全系数公式)不再适用。这里意思是离开坡面一定距离后由于其滑动面已经不平行于坡面,所以公式不再适用。还是即使离开坡面一定距离后仅仅只是对于平行于坡面的滑动不再适用(此处“对于平行于坡面的滑动,公式不再适用”)。这里公式不再适用的情况,安全系数应该怎么求?这里意思是“离开坡面一定距离后由于
3、其滑动面已经不平行于坡面,所以公式不再适用”书中前面已经指明“用圆弧滑动法”疑问2【97A新小拇指】土力学 P275图中画线部分讲的稳定数,在高大钊版土力学和四校合编版土力学中给出的公式有两种。一种是N=c/(重度H),另一种是N= (重度H) /c。这种情况考试中用哪一个?这种差别考试一般给出方法限制,或者给的题干会隐含;就是没给出,阅卷者也会根据你的答题步骤考虑的,只要解答是正确的,就会给分的。疑问3【80B-甘-小明】土力学(第二版)7.2.2 (第258页)有渗流的均质土坡,土单元的下滑力:坡面正压力:1)重力W的沿滑面、垂直滑面方向的分力、为什么要用有效重度而不采用水土总重(即用饱和
4、重度)计算,是因为取土骨架为研究对象的原因吗?如果取水土整体分析,计算过程是什么样子?2)既然重力分量用有效重度,稳定安全系数Fs的计算公式中,内摩擦角为什么不用有效内摩擦角?应该是是的,就是取隔离体的差别;关于取水土整体分析,计算过程详7.4.2节(土力学第278页)“方法一”注意此处分析的是坡面上的土微元,孔隙水压力为0,内摩擦角和有效内摩擦角是相等的(为什么相等?请比较198页式5-25,5-26,令uf=0);如果取的分析微元在坡面下一定深度,则应取有效内摩擦角,详279页。拓展:278页7.4.2节中的条分法,就采用了有效内摩擦角,此部分内容同前面的条分法一样,不需要深究,要了解基本
5、原理,如果还会一个土条的计算,就完全足够了。疑问4【80B-甘-小明】李广信土力学(第二版)259页,“对于无粘性土坡为图7-7(b)形式时,由于坡脚处应力状态的影响,土坡深度处的滑面不会平行于坡面,对于平行于坡面的滑动,式(7-1)和式(7-4)将不再实用。”1) 这句话的意思是“图7-7(b)形式的无粘性土坡,即使是平行于坡面的滑动,式(7-1)和式(7-4)也不再适用”,还是“图7-7(b)形式的无粘性土坡,其滑面不平行于坡面,所以式(7-1)和式(7-4)不再适用”?与“疑问1”相同2)“由于坡脚处应力状态的影响”,是怎么样影响的?那深度的滑面形状又是什么样子的?教材中已经说明是采用圆
6、弧滑动法验算深层滑动,则滑面形状基本应为“圆弧滑动面”疑问5【80B-甘-小明】教材 259页 【例题7-1】 1)上左图中,无粘性土,如果地下水位沿着坡表面渗流,基岩面上孔隙水压力是多少?有效法向应力是多少?抗滑安全系数是多少?2)上左图,如果是黏性土,粘聚力C0,假定还是平行坡面滑动,抗滑安全系数是多少?3)如果沿坡面方向取单位长度为1,第二个图,上面第1)、2)问的结果有何不同?1) 孔隙水压力:坡面为0,基岩面为w*H;有效法向应力:N-u*(b/cos)=W*cos-u*(b/cos),其中:u为孔隙水压力,取平均值0.5w*H,W=H*b*sat摩擦阻力R=( W*cos-u*b/
7、cos)tan,下滑力T=W*sin抗滑安全系数Fs=R/T=( W*cos-u*b/cos)tan/ W*sin注:推导过程类似土力学279页式(7-35)的推导,需要注意的不同之处在于本题土体完全在浸润线下且粘聚力为02) 推导过程类似土力学279页式(7-35)的推导,需要注意的不同之处在于本题土体完全在浸润线下Fs=R/T=( W*cos-u*b/cos)tan+c*b/cos/ W*sin3) 没有区别,可将W=H*b*sat带入以上推导的Fs计算式,容易知,b为可约去的公因子,即b取1或任意值均不改变计算式的结果。疑问6【80B-甘-小明】 我在一篇文章上看来的,也有这个疑惑,在此
8、供大家讨论:瑞典条分法公式: (1)根据李广信老师的土力学第二版7.4.2,当土坡存在孔隙水压力时,采用有效应力应力法分析时,按照CU有效抗剪强度指标,作用在滑面的总法向力为,有效法向力,圆弧稳定安全系数为: (2)土条宽度与滑面长度、倾角的关系为:式(2)可以写为下面形式: (3)式(2)的思路是先将土条总竖向力分解为法向力之后再减去滑面上的总孔压,从而求土条滑面上总有效法向力。松岗元土力学也是这种思路。问题:式(2)中的为总重力,已经包含了水压力,其实不是有效法向应力,而且式(3)感觉也解释不通“有效应力原理情况下,滑动面上整个土条在底面处用同一个孔隙水压力”。为什么不能将土条总竖向力先减
9、去滑面的总孔隙水压力,然后再分解到滑面法向上,求总有效法向力?即如下式所示(卢廷浩的土力学就是这么写的): (4)根据有效应力原理,滑动面土条中点抗剪强度为:其中,为法向有效应力,。瑞典条分法中的摩擦分项在有效应力情况下可以写为:为竖向有效应力,为滑面上总有效应力。这样的思路就是先求竖向有效应力,然后再分解。W为总重力,不是包含水压力,是包含水重力,对土体而言,孔隙水压力是垂直界面的,故“就是有效法向应力”,按此思路,疑惑可解矣!建议:仅针对考试而言,不必深究,请按清华版土力学。疑问7【80B-甘-小明】清华土力学第二版 7.4.1(第277页)问题:有效应力法的摩擦阻力:总应力法的摩擦阻力:
10、同一种情况下,这两个式子能相等?是总重力,是有效法向应力,是有效内摩擦角,是总应力状态的内摩擦角,与会相差那么大,以至于?如果总应力法用UU试验指标,那,又如何解释?注意:tan/ tan /,而且两个比值相差较大,故是可以成立的。“如果总应力法用UU试验指标,那”,首先,规范建议在计算被动土压力时才采用UU指标;其次,如采用,则与均为0,等式成立。疑问8【80B-甘-小明】 李广信老师的土力学第二版 279页 式(7-36)的分母第二项有误,应该是此勘误无疑问。疑问9【68B-鲁-铁蛋】如何解答如下简答题?7-7 基本要点:简布法适用于任意滑动面(优点)。特别适用于不均匀土体。简布法假设条间
11、力的作用位置均在土条侧面的1/3高处,通过满足各土条的精力平衡条件进而满足整体平衡(特点)。简布法需要迭代求解,相对于一般圆弧条分法,比较麻烦(缺点)7-8 条分法中对土条进行受力分析时:计算摩阻力时扣除孔隙水压力的分析方法,称为有效应力法,适用于孔隙水压力比较容易计算出来的情况,比如土坡规则且全部处于浸润线下;不扣除孔隙水压力的分析方法,称为总应力法,适用于孔隙水压力难以准确计算的情况。7-9 7-10边坡土体已经完全固结和排水时,土体内没有超静孔隙水压力(此为关键),应该采用直剪试验的慢剪、三轴试验的排水剪,即有效强度指标。饱和黏土施工期的稳定分析,土体内存在较大孔隙水水压力且来不及消失(
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