6.3 土压力与土坡稳定.pptx

《6.3 土压力与土坡稳定.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6.3 土压力与土坡稳定.pptx（45页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、6 土压力与土坡稳定性分析土压力与土坡稳定性分析2023/1/22Soil Mechanics1P224土坡稳定性1.1.概述概述2.2.无无粘性土坡的稳定性粘性土坡的稳定性3.3.粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性4.4.土坡土坡稳定性的稳定性的影响因素影响因素2023/1/22Soil Mechanics21 1 概述概述边坡稳定分析对象：边坡稳定分析对象：土石坝、库区边坡，堤坝填筑土石坝、库区边坡，堤坝填筑土质、岩质边坡土质、岩质边坡土坡：具有倾斜面的土体土坡：具有倾斜面的土体坡肩坡肩 坡顶坡顶坡面坡面坡角坡角坡脚坡脚坡坡高高坡底坡底坡度：坡度：1:m天然土坡天然土坡 江、河、湖、海岸坡江

2、、河、湖、海岸坡 山、岭、丘、岗、天然坡山、岭、丘、岗、天然坡人工土坡人工土坡 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、堆料土坡土坡土坡土坡的类型的类型1 1 概述概述一部分土体在外因作用下，相对于另一一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动部分土体滑动滑坡：滑坡：什么是滑坡？什么是滑坡？什么是滑坡？什么是滑坡？为什么会滑坡？为什么会滑坡？为什么会滑坡？为什么会滑坡？滑坡滑坡现象现象1 1 概述概述滑坡滑坡原因原因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

3、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1 1 概述概述滑坡滑坡危害危害对水利工程的危害对水利工程的危害 对铁路公路的危害对铁路公路的危害 对河运及海洋工程的危害对河运及海洋工程的危害 对工程设施及房屋建筑的危害对工程设施及房屋建筑的危害 1 1 概述概述王家岩滑坡王家岩滑坡北川中学新区北川中学新区老县城老县城 新县城新县城景家山崩塌景家山崩塌景家山崩塌景家山崩塌1600人死亡！老县城老县城 埋没村庄埋没村庄埋没村庄埋没村庄王家岩滑坡王家岩滑坡906906906

4、906人死亡！人死亡！人死亡！人死亡！景家山崩塌景家山崩塌2000年年4月月9日，西藏波密易贡乡扎木弄沟发生巨大山体日，西藏波密易贡乡扎木弄沟发生巨大山体崩滑，崩滑，3000万万m3崩滑体触发了沟内沉寂多年的松散堆积崩滑体触发了沟内沉寂多年的松散堆积物，瞬间形成超高速碎屑流。物，瞬间形成超高速碎屑流。1 1 概述概述10.1 概述概述崩滑体使易贡藏布断流，形成易贡湖，湖水位日均上涨崩滑体使易贡藏布断流，形成易贡湖，湖水位日均上涨2.37m，至，至6月月10日，水位上涨达日，水位上涨达55.36m，拦蓄水量，拦蓄水量30亿亿m3，湖区面积，湖区面积70km2。滑坡滑动的根本原因 土体内部某个滑动

5、面上的剪应力土体内部某个滑动面上的剪应力达到了它的抗剪强度。达到了它的抗剪强度。库伦公式、摩尔库伦公式、摩尔-库伦强度理论库伦强度理论1 1 概述概述2 2 无无粘性土坡的稳定性粘性土坡的稳定性TT均质的无粘性土均质的无粘性土土坡，在干燥或土坡，在干燥或完全浸水条件下，完全浸水条件下，土粒间无粘结力土粒间无粘结力 只要位于坡面上的土单只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的整个坡面就是稳定的 单元体单元体稳定稳定T T土坡整土坡整体稳定体稳定NW（一）无渗流情况下无粘性土坡稳定性分析（一）无渗流情况下无粘性土坡稳定性分析2 2 无无粘性土坡的稳定性粘性土坡

6、的稳定性WTTN稳定条件：稳定条件：TT抗滑力与滑动抗滑力与滑动力的比值力的比值 1）微单元自重）微单元自重:W=V2）沿坡滑动力：）沿坡滑动力：3）对坡面压力：）对坡面压力：4）抗滑力：）抗滑力：5）抗滑安全系数：）抗滑安全系数：破坏特点破坏特点OR由于存在粘聚力由于存在粘聚力C，与无粘性土坡不同；，与无粘性土坡不同；其危险滑裂面位置在土坡深处；其危险滑裂面位置在土坡深处；对对于于均均匀匀土土坡坡，在在平平面面应应变变条条件件下下，其其滑滑动动面面可可用用一一圆圆弧弧（圆柱面）近似。（圆柱面）近似。3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性1 整体圆弧滑动法（整体圆弧滑动法（瑞典瑞典Pette

7、rson）2 瑞典条分法（瑞典条分法（瑞典瑞典Fellenius）3 毕肖普法（毕肖普法（Bishop）4 Janbu法法5 Spencer方法方法6 Morgenstern-Price方法方法7 陈祖煜的通用条分法陈祖煜的通用条分法8 不平衡推力传递法不平衡推力传递法9 Sarma方法方法计算方法：计算方法：3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性 均质粘性土层中的三种圆弧滑动面均质粘性土层中的三种圆弧滑动面a)a)坡脚圆坡脚圆 b)b)坡面圆坡面圆 c)c)中点圆中点圆1 整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法 均质土均质土 二维二维 圆弧滑动面圆弧滑动面 滑

8、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OR1 整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性ORCBA平平衡衡条条件件（各各力力对对圆圆心心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：aG 3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性讨论：讨论：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 K的理论解的理论解2 2 其中圆心其中圆

9、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ORCBAaG 3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性ORdCBAW 2.条条分法的基本原理及分析：分法的基本原理及分析：源起源起整体圆弧法整体圆弧法 ：n 是是 l(x,y)的函数的函数思路思路离散化离散化分条分条条分法条分法AORC ibB-2-101234567解解决决矛矛盾盾3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性2 瑞典条分法（简单条分法）瑞典条分法（简单

10、条分法）PiHiTiNi ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定：假定：圆弧滑裂面；不考虑条间力圆弧滑裂面；不考虑条间力3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性径向力平衡：径向力平衡：TiNi iWiAORC ibB-2-101234567极限平衡条件：极限平衡条件：整体对圆心的力矩平衡：整体对圆心的力矩平衡：滑动力矩滑动力矩=抗滑力矩抗滑力矩显式显式表达表达3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性滑动体整体力矩平衡，条块不平衡瑞典法也可用有效应力法进行分析瑞典法也可用有效应力法进行分析：ui为第为第i土条底面中点处的孔隙水压力土条底面中点处的孔隙水压力3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性

11、圆心圆心 O，半径，半径 R（如图）（如图）分条：分条：b=R/10编号：过圆心垂编号：过圆心垂线为第线为第0条中线条中线列表计算列表计算 li Wi i变化圆心变化圆心 O 和半径和半径 RFs 最小最小ENDTiNi iWiAORC ibB-2-101234567计计算算步步骤骤3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性4 毕肖普（毕肖普（Bishop）法）法PiHiTiNi ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定：假定：1.圆弧滑裂面；条间的竖向切向力圆弧滑裂面；条间的竖向切向力=02.滑动面上切向力滑动面上切向力Ti大小做了规定大小做了规定3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性Pihi

12、+1TiNi iWiPi+1hiAORC ibB-2-101234567Fz=0极限平极限平衡条件衡条件方程组求解，得到：方程组求解，得到：3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性整体力矩平衡：整体力矩平衡：Ni 过圆心；过圆心；Pi 互相抵消互相抵消licos i=bi隐式隐式表达表达Pihi+1TiNi iWiPi+1hiAORC ibB-2-1012345673 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性毕肖普法也可用有效应力法进行分析毕肖普法也可用有效应力法进行分析：ui为第为第i土条底面中点处的孔隙水压力土条底面中点处的孔隙水压力：曲线图表可查：曲线图表可查3 3 粘性粘性土坡的稳定性土坡的稳定性Thanks for your attention.2023/1/22Soil Mechanics45