土力学与地基基础第9章 边坡稳定问题.ppt

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1、土力学与地基基础第9章 边坡稳定问题 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望9.2边坡稳定分析的基本方法边坡稳定分析的基本方法9.2.1无粘性土坡的稳定性无粘性土坡的稳定性抗滑力和滑动力的比值K称为稳定安全系数，即可见，对均质无粘性土坡而言，从理论上讲，土坡的稳定性与坡高无关，只要坡角小于土的内摩擦角（即l）则土体就是稳定的，当坡角与土的内摩擦角相等（=）时（稳定安全系数K=l，此时抗滑力等于滑动力）则土坡处于极限平衡状态（其相应的坡角等于无粘性土的内摩擦

2、角，也被称之为自然休止角。通常情况下，为保证土坡具有足够的安全储备可取K1.31.5）。当无粘性土坡受到一定的渗流力作用时其坡面上渗流溢出处的单元土体除本身重量外还会受到渗流力作用（见图9-2-1之（b），若渗流为顺坡出流则溢出处渗流及渗流力方向与坡面平行（此时使土单元体下滑的剪切力为，且此时对单位土体而言其土体自重G等于浮重度），土坡的稳定安全系数变为式（9-2-2）与式（9-2-1）比相差了/sat倍（此值约为1/2），故当坡面有顺坡渗流作用时无粘性土坡的稳定安全系数将降低约一半。9.2.2粘性土坡稳定性分析的特点粘性土坡稳定性分析的特点大量工程实践证明，粘性土坡因剪切而破坏的滑动面大多为

3、一曲面，破坏前一般在坡顶首先出现张力裂缝，然后沿某一曲面产生整体滑动。另外，滑动体沿纵向也会有一定的范围且也是曲面，为简化分析人们习惯按条形平面应变问题对其进行分析处理。粘性土坡常用的稳定分析方法有整体圆弧滑动法、条分法、稳定数法等（包含总应力法或有效应力法）。9.2.3粘性土土坡稳定分析的整体圆弧滑动法粘性土土坡稳定分析的整体圆弧滑动法对均质简单土坡可假定土坡失稳破坏时滑动面为一圆柱面，将滑动面以上土体视为刚体并以其为脱离体，人们在分析了极限平衡条件下其上作用的各种力后认为可以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义土坡的稳定安全系数K，即K=f/，与以滑动面的最大抗滑力矩与滑动力矩

4、之比来定义的K的结果完全一致。或9.2.4粘性土土坡稳定性分析的毕肖普条分法粘性土土坡稳定性分析的毕肖普条分法毕肖普（AWBishop）1955年假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相等（即等于整个滑动面的平均安全系数）而取单位长度土坡按平面问题进行计算（见图9-2-5）。总体而言，毕肖普条分法考虑了土条两侧的作用力，计算结果比较合理。简化公式为9.2.5粘性土土坡稳定分析的简布条分法粘性土土坡稳定分析的简布条分法实际工程中常遇到非圆弧滑动面土坡稳定分析（比如土坡下面有软弱夹层或土坡位于倾斜岩层面上，滑动面形状受夹层或硬层影响而呈非圆弧状。此时若采用前述圆弧滑动面法分析就不再合理）问题，简布

5、（N.Janbu）1954和1972给出了非圆弧普遍条分法（GPS法）。简布条分法可满足所有静力平衡条件，但推力线假定必须符合条间力合理性要求（即满足土条间不产生拉力和剪切破坏要求）。简布条分法应用较广，其缺陷是某些情况下的计算结果有可能不收敛。9.2.6粘性土坡顶开裂时的土坡稳定性粘性土坡顶开裂时的土坡稳定性其中，静水压力Pw；h0为坡顶开裂深度。9.2.7粘性土土体抗剪强度指标及稳定安全系数的选择粘性土土体抗剪强度指标及稳定安全系数的选择土体抗剪强度指标的恰当选取是影响土坡稳定分析成果可靠性的主要因素。对任一给定的土体而言，不同试验方法测定的土体抗剪强度变化幅度会远超过不同静力计算方法之间

6、的差别（尤其是软粘土）。因此，测定土的抗剪强度时原则上应使试验的模拟条件尽量符合现场土体的实际受力和排水条件，应保证试验指标具有一定的代表性。9.2.8粘性土中水渗流时的土坡稳定性粘性土中水渗流时的土坡稳定性当土坡部分浸水时其水下土条的重力都应按饱和重度计算（同时还考虑滑动面上的静孔隙水压力和作用在土坡坡面上的水压力）。若土坡两侧的水位不同则水将由高的一侧向低的一侧产生渗流。由此可得考虑渗流力的毕肖普条分法分析土坡稳定性安全系数的有效应力公式，即9.2.9几个典型的地基稳定性问题几个典型的地基稳定性问题广义地基稳定性问题包括地基承载力不足而失稳、土木工程结构物基础在水平荷载作用下的倾覆和滑动失

7、稳、基础在水平荷载作用下连同地基一起滑动失稳、土坡坡顶土木工程结构物地基失稳等。通常在下述3类情况下可能发生地基稳定性破坏，即承受很大水平力或倾覆力矩的土木工程结构物（比如受风或地震作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔架基础及锚拉基础；承受水压力和土压力的挡土墙、水坝、堤坝和桥台；等）；位于斜坡或坡顶上的土木工程结构物（由于荷载作用或环境因素影响会造成部分或整个边坡失稳）；地基中存在软弱土层（或土层下面有倾斜的岩层面、隐伏的破碎或断裂带；或有地下水渗流等）。9.2.10提高边坡抗滑稳定性的方法提高边坡抗滑稳定性的方法目前，为增加边坡的抗滑稳定性人们常采用以下5方面工程措施，即削掉一部分边坡土体、减少土体的重量（这一方法比较经济实用）；降低地下水位、减小可能滑动面上土体的孔隙水压力；在坡脚填土反压（比如深基坑开挖中的临时反压和支撑）；在坡脚建造浅基础的建筑物、在坡顶建造深基础的建筑物（这种方法很有效）；采用支挡结构进行支护（比如锚杆、土钉、板桩及挡土墙等）。【例【例题题1】【解】【解】【例【例题题2】【解】【解】泰勒图例题2图【例【例题题3】【解】【解】例题3图THE END讲的不好，请大家多多提出批评！谢谢大家！