最新土压力与土坡稳定分析教学PPT.pptx

6 土压力与土坡稳定性分析P224Soil Mechanics土坡稳定性Soil Mechanics概述无粘性土坡的稳定性粘性土坡的稳定性土坡稳定性的影响因素1 概述边坡稳定分析对象：土石坝、库区边坡，堤坝填筑土质、岩质边坡土坡：具有倾斜面的土体坡肩 坡顶坡面坡高坡度：1:m坡角坡底坡脚1 概述土坡的类型天然土坡 江、河、湖、海岸坡土坡 山、岭、丘、岗、天然坡人工土坡 挖方：沟、渠、坑、池 填方：堤、坝、路基、堆料1 概述滑坡现象滑坡：一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动什么是滑坡？ 为什么会滑坡？1 概述滑坡原因1）振动：地震、爆破2）土中水位升、降3）降雨引起渗流、软化4）水流冲刷：使坡脚变陡5）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1 概述滑坡危害对水利工程的危害 对铁路公路的危害 对河运及海洋工程的危害 对工程设施及房屋建筑的危害 景家山崩塌新县城北川中学新区老县城 王家岩滑坡王家岩滑坡埋没村庄1600人死亡！ 老县城 景家山崩塌906人死亡！ 1 概述2000年4月9日，西藏波密易贡乡扎木弄沟发生巨大山体崩滑，3000万m3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。§10.1 概述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6月10日，水位上涨达55.36m，拦蓄水量30亿m3，湖区面积70km2。1 概述滑坡滑动的根本原因 土体内部某个滑动面上的剪应力达到了它的抗剪强度。 库伦公式、摩尔-库伦强度理论T?TNW2 无粘性土坡的稳定性（一）无渗流情况下无粘性土坡稳定性分析均质的无粘性土土坡，在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘结力 土坡整体稳定只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的 T? T单元体稳定T?2）沿坡滑动力：3）对坡面压力：4）抗滑力： TNW2 无粘性土坡的稳定性1）微单元自重: W=??V稳定条件：T?T5）抗滑安全系数： 抗滑力与滑动力的比值 ??2 无粘性土坡的稳定性当?=?时，K=1.0，天然休止角安全系数与土容重?无关与所选的微单元大小无关坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面上 安全系数k都相等降雨2 无粘性土坡的稳定性有沿坡渗流情况正常蓄水土坝下游水位骤降的土坝上游逸出段NW?T?T?W?N2 无粘性土坡的稳定性取微单元 A，以土骨架为隔离体：A(1) 自重：J 渗透力： （方向：平行于土坡）?l?h(2) 滑动力：J(3) 抗滑力： (4) 抗滑安全系数： AJN?lW’?hT’? 与无渗流比较K减小近一倍2 无粘性土坡的稳定性讨论：意味着原来稳定的土坡，有沿坡渗流时可能破坏 与容重有关 与所选?V大小无关，亦即在这种坡中各点安全系数相同OR3 粘性土坡的稳定性破坏特点由于存在粘聚力C，与无粘性土坡不同；其危险滑裂面位置在土坡深处；对于均匀土坡，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧（圆柱面）近似。3 粘性土坡的稳定性计算方法：1 整体圆弧滑动法（瑞典Petterson）2 瑞典条分法（瑞典Fellenius）3 毕肖普法（ Bishop）4 Janbu法5 Spencer方法6 Morgenstern-Price方法7 陈祖煜的通用条分法8 不平衡推力传递法9 Sarma方法3 粘性土坡的稳定性1 整体圆弧滑动法 均质粘性土层中的三种圆弧滑动面a) 坡脚圆b)坡面圆c)中点圆 OR3 粘性土坡的稳定性1 整体圆弧滑动法假设条件 均质土 二维 圆弧滑动面 滑动土体呈刚性转动 在滑动面上处于极限平衡条件ORBCGA注：（其中 是未知函数）当?=0（粘土不排水强度）时， 3 粘性土坡的稳定性平衡条件（各力对圆心O的力矩平衡）?(1) 滑动力矩：a(2) 抗滑力矩：(3) 安全系数：O?RBCaGA3 粘性土坡的稳定性讨论：1 当 ??0 时，?n 是 l(x,y) 的函数，无法得到 K的理论解2 其中圆心 O 及半径 R 是任意假设的，还必须计算若干组（O, R）找到最小安全系数 ——最可能滑动面3 适用于饱和软粘土，即 ?=0 情况Bb ?iO?RORBWCC整体圆弧法 ：?n 是 l(x,y) 的函数A76d54A3210-1-23 粘性土坡的稳定性 2. 条分法的基本原理及分析：源起解决矛盾思路离散化分条条分法3 粘性土坡的稳定性Hi+1Pi+1Pihi+1Wi?ihiHiTiNi未知数：条块间力＋作用点位置＝2(n-1)+(n-1) ＝ 3n-36n-2滑动面上的力＋作用点位置＝3n安全系数 F ＝1方程数：静力平衡＋力矩平衡＝3n4n滑动面上极限平衡条件＝n 未知数－方程数＝2n-2 Hi+1Pi+1Pihi+1Wi?ihiHi