边坡稳定计算讲课.pptx

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1、稳定分析计算的电子表格大部分设计人员无法接近商用程序；使用商用程序无法自校；没有人对计算成果负责第1页/共96页汶川地震震害调查和思考岩土材料的抗剪强度理论和设计指标土质边坡稳定分析的原理和方法STAB程序使用中常见的问题边坡稳定分析程序培训班边坡稳定分析程序培训班专题讲座专题讲座第2页/共96页第3页/共96页第4页/共96页岩土材料的抗剪强度和设计指标岩土材料的抗剪强度和设计指标土的抗剪强度理论;岩体的抗剪强度理论;抗剪强度的设计指标第5页/共96页土的抗剪强度土的抗剪强度有效应力强度理论有效应力强度理论第6页/共96页第7页/共96页正常固结土和超固结土的 抗剪强度特征第8页/共96页伏

2、斯列夫理论：一条正常固结的强度直线一条正常固结的强度直线Q Q 和一族平行的超固结强度直线和一族平行的超固结强度直线第9页/共96页伏斯列夫理论：土的抗剪强度是有效法向应力和破坏时土的抗剪强度是有效法向应力和破坏时的孔隙比的函数的孔隙比的函数对同一种土，如果破坏时的有效法向应力对同一种土，如果破坏时的有效法向应力和孔隙比相同，它们的抗剪强度相同和孔隙比相同，它们的抗剪强度相同第10页/共96页 不固结不排水试验（不固结快剪），即不固结不排水试验（不固结快剪），即“Q剪剪”，c uu ，uu 固结排水试验（快剪）固结排水试验（快剪），即，即“S剪剪”，cd，d或或c，固结不排水试验（不固结快剪）

3、固结不排水试验（不固结快剪），即，即“R剪剪”，ccu，cu抗剪强度的室内试验三轴和直剪试验三轴和直剪试验第11页/共96页第12页/共96页原位抗剪强度试验粘性土粘性土-测定固结不排水强度测定固结不排水强度qcu 十字板剪力仪 静力触探 旁压仪粘性土粘性土-测定有效内摩擦角测定有效内摩擦角 静力触探 标准贯入试验第13页/共96页 应力不均匀 应力条件不明确 存在侧壁摩擦直剪试验的局限性第14页/共96页刘斯宏刘斯宏,1999第15页/共96页刘斯宏刘斯宏,1999第16页/共96页水利水电工程边坡设计规范SL386-2007第17页/共96页土的孔隙水压力土的孔隙水压力第18页/共96页土

4、的孔隙水压力稳定和不稳定渗流的基本方程稳定和不稳定渗流的基本方程对于不可压缩土体,de=0可以通过流网确定渗流场第19页/共96页稳定渗流稳定渗流第20页/共96页有效应力法 骨架不可压缩土库水位降落边坡稳定第21页/共96页第22页/共96页太沙基固结理论太沙基固结理论土的孔隙水压力稳定和不稳定渗流的基本方程稳定和不稳定渗流的基本方程第23页/共96页孔隙水压力系数A和B第24页/共96页比奥固结理论比奥固结理论第25页/共96页总应力法总应力法第26页/共96页w地基快速开挖；w软土地基快速填筑；w饱和粘性土边坡库水位骤降第27页/共96页总应力法总应力法 饱和粘性土边坡的饱和粘性土边坡的

5、地基快速开挖；软土地基快速填筑；饱和粘性土边坡库水位骤降第28页/共96页天生桥二级-排砂闸基坑开挖时的滑坡，第29页/共96页第30页/共96页第31页/共96页第32页/共96页对同一种土，如果破坏时的有效法向应力对同一种土，如果破坏时的有效法向应力和孔隙比相同，它们的抗剪强度相同和孔隙比相同，它们的抗剪强度相同第33页/共96页第34页/共96页第35页/共96页第36页/共96页第37页/共96页第38页/共96页第39页/共96页第40页/共96页外边坡线必须连续外边坡线必须连续外边坡线第41页/共96页外边坡线未能覆盖所外边坡线未能覆盖所有可能的滑裂面有可能的滑裂面外边坡线不允许有

6、反外边坡线不允许有反坡段坡段必须严格按两点连一必须严格按两点连一线的原则定义外边坡线的原则定义外边坡线线外边坡线必须连续外边坡线必须连续错误的外边坡线定义第42页/共96页准备数据文件时准备数据文件时经常容易出错的地方经常容易出错的地方外边坡线的输入；外边坡线的输入；坡外水位；坡外水位；浸润线的输入浸润线的输入第43页/共96页坡外水位的概念坡外水位的概念第44页/共96页准备数据文件时准备数据文件时经常容易出错的地方经常容易出错的地方外边坡线的输入；外边坡线的输入；坡外水位；坡外水位；浸润线的输入浸润线的输入第45页/共96页输入浸润线要注意的问题输入浸润线要注意的问题第46页/共96页第4

7、7页/共96页第48页/共96页Bishop法第49页/共96页Morgenstern-Price法第50页/共96页传递系数法第51页/共96页Sarma法第52页/共96页第53页/共96页能量法第54页/共96页楔体稳定分析法第55页/共96页土质边坡稳定分析的土质边坡稳定分析的极限平衡分析方法极限平衡分析方法严格方法严格方法简化方法简化方法 圆弧滑裂面圆弧滑裂面-Fellemnius,Bishop 任意形状滑裂面任意形状滑裂面 工程师团法工程师团法,Lowe-Karafiath,简化简化Janbu法法,传递系数传递系数法法 第56页/共96页边坡稳定极限平衡法（垂直条分法边坡稳定极限平

8、衡法（垂直条分法)第57页/共96页第58页/共96页Solutions to the Force and Moment Equilibrium EquationsChen&Morgenstern,1983第59页/共96页Spencer 法基本假定力平衡力平衡力矩平衡力矩平衡第60页/共96页Sweden MethodBishops simplified method圆弧滑裂面的简化方法圆弧滑裂面的简化方法第61页/共96页Corps of Engineers MethodLowe&Karafiath MethodSolutions任意形状滑裂面的简化方法任意形状滑裂面的简化方法第62页/共

9、96页传递系数法隐式隐式显式显式第63页/共96页有关问题的讨论有关问题的讨论关于稳定分析中考虑渗透力的问题坡外有水情况的处理;上、下游水位的处理稳定渗流条件下孔隙水压力的简化处理拉力缝第64页/共96页关于稳定分析中考虑渗透力的问题关于稳定分析中考虑渗透力的问题关于研究对象的讨论关于研究对象的讨论 在进行边坡稳定分析时，首先需要解决一个在进行边坡稳定分析时，首先需要解决一个研究对象问题。即当分析一个土体或土条的研究对象问题。即当分析一个土体或土条的力学平衡时，是把土和水的混合体当作研究力学平衡时，是把土和水的混合体当作研究对象，还是把土骨架作为分析对象。近代土对象，还是把土骨架作为分析对象。

10、近代土力学的回答是可以把土骨架作为分析对象，力学的回答是可以把土骨架作为分析对象，也可以把包括水在内的浸水土体作为研究对也可以把包括水在内的浸水土体作为研究对象。许多学者（象。许多学者（TaylorTaylor，19481948；中濑敏男，；中濑敏男，19721972）第65页/共96页把浸水土体当作研究对象第66页/共96页D把土骨架当作研究对象第67页/共96页D计算渗透力的公式第68页/共96页D计算渗透力的公式第69页/共96页将土骨架作为研究对象将土骨架作为研究对象第70页/共96页将水、土混合体作为研究对象将水、土混合体作为研究对象第71页/共96页第72页/共96页第73页/共9

11、6页重力坝承受的水荷载 第74页/共96页有关问题的讨论有关问题的讨论关于稳定分析中考虑渗透力的问题坡外有水情况的处理;上、下游水位的处理稳定渗流条件下孔隙水压力的简化处理拉力缝第75页/共96页坡外有水时的处理坡外有水时的处理第76页/共96页有关问题的讨论有关问题的讨论关于稳定分析中考虑渗透力的问题坡外有水情况的处理;上、下游水位的处理稳定渗流条件下孔隙水压力的简化处理拉力缝第77页/共96页稳定渗流条件下孔隙水压力的简化处理上、下游水位的处理第78页/共96页有关问题的讨论有关问题的讨论关于稳定分析中考虑渗透力的问题坡外有水情况的处理;上、下游水位的处理稳定渗流条件下孔隙水压力的简化处理

12、拉力缝第79页/共96页关于拉力缝的处理关于拉力缝的处理第80页/共96页State of the art:Limit equilibrium and finite element analysis of slopes.Duncan,J.M.Journal of Geotechnical Engineering.1996.Vol.122,No.7,July.577-596.关于极限平衡方法的适用范围的讨论关于极限平衡方法的适用范围的讨论第81页/共96页临界滑裂面：临界滑裂面：1.1.毕肖普法，毕肖普法，F F=1.046=1.046；2.2.瑞典法瑞典法,F F=0.786=0.786花桥水

13、库大坝加固下游坝坡稳定分析花桥水库大坝加固下游坝坡稳定分析第82页/共96页仅满足静力平衡条件的简化法仅满足静力平衡条件的简化法对传递系数法的讨论1.当滑面较陡时土条侧向力倾角不合理2.滑裂面转折时土条侧向力倾角发生突变第83页/共96页考察传递系数法误差的一个算例考察传递系数法误差的一个算例 第84页/共96页第85页/共96页不同方法计算小浪底左岸出口边坡 第86页/共96页不同方法计算小浪底左岸出口边坡 第87页/共96页我国规定使用传递系数法的规范第88页/共96页搜索临界滑裂面的最优化方法第89页/共96页外边坡线必须连续外边坡线必须连续外边坡线第90页/共96页外边坡线未能覆盖所外

14、边坡线未能覆盖所有可能的滑裂面有可能的滑裂面外边坡线不允许有反外边坡线不允许有反坡段坡段必须严格按两点连一必须严格按两点连一线的原则定义外边坡线的原则定义外边坡线线外边坡线必须连续外边坡线必须连续错误的外边坡线定义第91页/共96页准备数据文件时准备数据文件时经常容易出错的地方经常容易出错的地方外边坡线的输入；外边坡线的输入；坡外水位；坡外水位；浸润线的输入浸润线的输入第92页/共96页坡外水位的概念坡外水位的概念第93页/共96页准备数据文件时准备数据文件时经常容易出错的地方经常容易出错的地方外边坡线的输入；外边坡线的输入；坡外水位；坡外水位；浸润线的输入浸润线的输入第94页/共96页输入浸润线要注意的问题输入浸润线要注意的问题第95页/共96页感谢您的观看。第96页/共96页