土力学与地基基础-07土坡稳定分析精选.ppt

7 土坡稳定分析 7.1、概述 7.2、无粘性土土坡稳定分析 7.3、粘性土土坡稳定分析 7.4、非圆弧滑动面稳定分析 7.5、岩石边坡稳定分析 7.6、土坡稳定分析的数值方法和非数值方法 7.7、土坡稳定分析的几个问题 7.8、常用的土坡加固方法 7.1 概述－基本概念 土坡是指具有倾斜坡面的土体。 天然土坡：自然形成的山坡和江河湖海的岸坡 土坡 人工土坡：工程中经过开挖、填筑而成的边坡 土体内部靠坡面处某一个面上的滑动力，超过土体抵抗滑动的能力，则将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象称为滑坡。 外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态 失稳原因 土的抗剪强度由于受外界各种因素的影响而降低 滑坡的实质：土坡内滑动面上作用的滑动力超过了土的抗剪强度 7.1 概述－滑坡图片 7.1 概述－滑坡图片 7.1 概述－滑坡图片 7.1 概述－滑坡图片 7.1 概述－滑坡图片 7.2 无粘性土土坡稳定分析 简单土坡是指土坡的顶面和底面都是水平的，且土坡由均质土所组成。 无粘性土的颗粒之间没有粘聚力，只有摩擦力，即c=0。 无粘性土的抗剪强度： ——剪切滑动面上的法向应力 ——土的内摩擦角 7.2 无粘性土土坡稳定分析 假定滑动面与水平方向的夹角为 。 沿土坡长度方向截取单位长度土坡， 其重力为W 。 W 在滑动面上的平均法向分力： W 在滑动面上的平均下滑力： 滑动面上的抗滑力： 稳定安全系数： 土坡稳定的极限坡脚等于砂土的内摩擦角，特称之为自然休止角。 7.2 有渗流作用时的无粘性土土坡稳定分析 土的重力应按有效重度 计算，假定滑动土体的体积为V。 动水压力： 下滑力： 抗滑力： 稳定安全系数： 7.3 粘性土土坡稳定分析－整体圆弧滑动法 无粘性土：平面 滑动面形状 均质粘性土：曲面，常常假定为圆弧滑动面 非均质粘性土：复合滑动面 圆弧滑动面的形式一般又可分为坡脚圆、坡面圆和中点圆。 整体圆弧滑动法 滑动力矩： 稳定力矩： 安全系数： W —— 滑动体ABCA的重力 d —— W 对 O 点的力臂 —— 土的抗剪强度 —— 滑动圆弧AC的长度 R —— 滑动圆弧的半径` 7.3 粘性土土坡稳定分析－整体圆弧滑动法 存在问题 1、滑动面上的正应力是不断变化的，土的抗剪强度沿滑动面的分布是不均匀的，因此按整体圆弧滑动法计算土坡的稳定安全系数有一定误差。 2、滑动面是任意假定的，计算时需要试算多个可能的滑动面，对此费伦纽斯提出了确定最危险滑动面圆心的经验方法。 7.3 粘性土土坡稳定分析－整体圆弧滑动法 7.3 粘性土土坡稳定分析－泰勒图表法 确定最危险滑动面圆心位置 (1) ，滑动面为坡脚圆，其圆心位置可根据 及 角值，从图1的曲线查得 及 值作图求得。 (2) ，滑动面形式与土层埋藏深度 值有关，滑动面与土面交点与坡脚的距离可根据 及 值由图2查得。 7.3 粘性土土坡稳定分析－泰勒图表法 提出稳定因素Ns 泰勒把土的粘聚力c ，土的重度 ，土坡高度H 组成一个心的参数－稳定因素 ，并根据计算资料整理得到极限状态时均质土坡内摩擦角φ、坡角α与稳定因数Ns 之间关系曲线如下图所示。 7.3 粘性土土坡稳定分析－条分法 费伦纽斯条分法（瑞典条分法） 圆弧滑动面 毕肖普(Bishop)条分法 基本原理: 将滑动土体分成许多竖向土条，考虑每一个土条的静力平衡，最后叠加计算整个滑动面的稳定安全系数。 7.3 粘性土土坡稳定分析－瑞典条分法 基本假定: 认为土条间的作用力对土坡的整体稳定性影响不大，可以忽略，即假定土条两侧的作用力大小相等、方向相反且作用于同一直线上而相互抵消。 7.3 粘性土土坡稳定分析－瑞典条分法 基本公式: 土条i 法向分力： 土条i下滑力： 土条i 滑动面的抗剪强度：