6.7 土坡稳定分析.ppt

第七节 土坡稳定分析 §6.7.1 土坡稳定(Slope Stability )概述 §6.7.2 无粘性土坡稳定分析 一、一般情况下的无粘性土土坡 二、有渗流作用时的无粘性土土坡分析 三、例题分析 【例】均质无粘性土土坡，其饱和重度 ?sat=20.0kN/m3, 内摩擦角? =30°,若要求该土坡的稳定安全系数为1.20，在干坡情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多少度？ §6.7.3 粘性土土坡稳定分析 一、瑞典圆弧滑动法 最危险滑动面圆心的确定 不同土坡的β1和β2数据表 二、条分法 条分法分析步骤I 条分法分析步骤Ⅱ 三、例题分析 【例】某土坡如图所示。已知土坡高度H=6m，坡角?=55°，土的重度? =18.6kN/m3，内摩擦角? =12°，粘聚力c =16.7kPa。试用条分法验算土坡的稳定安全系数 分析: ①按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧 ②将滑动土体分成若干土条，对土条编号 ③量出各土条中心高度hi、宽度b i，列表计算sin? i、cos? i以及土条重W i，计算该圆心和半径下的安全系数 ④对圆心O选不同半径，得到O对应的最小安全系数； ⑤在可能滑动范围内，选取其它圆心O1，O2，O3，…，重复上述计算，求出最小安全系数，即为该土坡的稳定安全系数 计算 四、泰勒图表法 五、例题分析 【例】一简单土坡?=15°,c =12.0kPa,? =17.8kN/m3，若坡高为5m,试确定安全系数为1.2时的稳定坡角。若坡角为60°，试确定安全系数为1.5时的最大坡高 §6.7.4 土坡稳定分析中有关问题＊ 一、挖方边坡与天然边坡 三、土的抗剪强度指标值的选用 五、查表法确定土质边坡的坡度 * * 主要内容 §6.7.1 土坡稳定概述 §6.7.3 粘性土土坡稳定分析 (瑞典圆弧滑动法；条分法;泰勒图表法) §6.7.4 土坡稳定分析中有关问题＊ §6.7.2 无粘性土土坡稳定分析 天然土坡 人工土坡 由于地质作用而自然形成的土坡 在天然土体中开挖或填筑而成的土坡 山坡、江河岸坡 路基、堤坝 坡底 坡脚 坡角 坡顶 坡高 土坡稳定分析问题 T T? 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 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 单元体稳定 T?T 土坡整体稳定 N G 返回本章 G T T?? N 稳定条件：T?T 砂土的内摩擦角 抗滑力与滑动力的比值 安全系数 稳定条件：T?T+J G T T? N J 顺坡出流情况: ?? / ? sat≈1/2，坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡稳定安全系数将近降低一半 G T T? N 干坡或完全浸水情况 顺坡出流情况 渗流作用的土坡稳定比无渗流作用的土坡稳定，坡角要小得多 G T T? N J 返回本章 一、瑞典圆弧滑动法 三、例题分析(条分法) 四、泰勒图表法 二、条分法 五、例题分析(泰勒稳定数) N f G R O B d 假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况： 滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比 饱和粘土，不排水剪条件下，?u＝0，τf＝cu C A 返回本节 粘性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝 C R d B A W f O N A ? z 0 深度近似采用土压力临界深度 裂缝的出现将使滑弧长度由AC减小到A?C，如果裂缝中积水，还要考虑静水压力对土坡稳定的不利影响 Ks是任意假定某个滑动面的抗滑安全系数，实际要求的是与最危险滑动面相对应的最小安全系数 假定若干滑动面 最小安全系数 β1 β2 R O β B A 对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚 ? =0 圆心位置由β1，β2确定 O B β1 β2 β A H E 2H 4.5H Fs ? 0 圆心位置在EO的延长线上 37° 25° 11.32° 1∶5 37° 25° 14.04° 1∶4 35° 25° 18.43° 1∶3 35° 25° 26.57° 1∶2 35° 26° 33.79° 1∶1.5 37° 28° 45° 1∶1 40° 29° 60° 1∶0.58 β2 β1 坡角 坡比 a b c d i βi O C R A B H 对于外形复杂、? 0的粘性土土坡，土体分层情况时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析 各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩 滑动土体分为若干垂直土条 土坡稳定安全系数 返回本节 a b c d i βi O C R A B H 1.按比例绘出土坡剖面 2.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上