土力学 边坡稳定分析.ppt

71 概述,土坡：具有倾斜坡面的土体。边坡：具有倾斜坡面的岩土体。土坡种类：天然土坡、人工土坡。,滑坡?,土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另一部分土体滑动的现象称滑坡,滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。,71 概述,71 概述,滑坡原因?,滑坡的根本原因:边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。,滑坡的具体原因：（1）滑面上的剪应力增加：如填土作用使边坡的坡高增加、渗流作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重增加、地震作用等；（2）滑面上的抗剪强度减小：如浸水作用使土体软化、含水量减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使有效应力减小等。,71 概述,假定：平面应变问题,无粘性土:平面均质粘性土:光滑曲面，圆弧非均质粘性土:复合滑动面.,滑动面形状：,71 概述,最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小都是试算找出。,72 无粘性土的土坡稳定,一.一般情况下的无粘性土土坡稳定,72 无粘性土的土坡稳定一.一般情况下的无粘性土土坡稳定,下滑力,二.有渗流情况下的无粘性土土坡稳定,抗滑力,顺坡出流,72 无粘性土的土坡稳定,粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法,一.整体圆弧滑动稳定分析,稳定安全系数定义为：滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比,对均质土坡、圆弧滑动面：稳定安全系数也可定义为：滑动面上最大抗滑力矩与滑动力矩之比；,对O点力矩平衡：,安全系数：,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法一.整体圆弧滑动稳定分析,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法,一.整体圆弧滑动稳定分析,根据莫尔库伦破坏准则：,安全系数：,对饱和粘土，在不排水条件下：u0,u0分析法,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法,一.整体圆弧滑动稳定分析,粘性土坡，竖向裂缝：,安全系数：,因为u=0，Ka=1,滑弧变短,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法,二.最危险滑弧的寻找,手工计算，工作量大；计算机计算，程序容易实现,1、确定可能的圆心范围：2、对每个圆心，选择不同滑弧半径，计算各滑弧安全系数；3、比较所有安全系数，选最小值；,对0 滑面上各点的强度不同；前面的公式就不能进行计算：条分法。,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法二.最危险滑弧的寻找,73 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法,三.条分法及其受力分析,极限平衡分析的条分法：土体为不变形刚体,滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数：1、重力：Wi=ribihi；都为已知量；2、底面反力：Ni和Ti;3、比较所有安全系数，选最小值；,74 瑞典条分法,一、基本假定和基本公式,不考虑条间力：,滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数：1、重力：Wi=ribihi；都为已知量；2、底面反力：Ni和Ti：,底面法向静力平衡:,74 瑞典条分法,一、基本假定和基本公式,土条底面孔隙水应力已知时，可用有效应力法进行计算：,费伦纽斯近似确定最危险滑动面圆心位置的方法,74 瑞典条分法,74 瑞典条分法,二、成层土和坡顶有超载时,74 瑞典条分法,1.成层土,2.坡顶有超载时,74 瑞典条分法,74 瑞典条分法,74 瑞典条分法,三、有地下水和稳定渗流时,2.土坡部分浸水：土条底面孔隙水应力已知时，可用有效应力法进行计算：,1.基本公式：,75 毕肖普法,一.有效应力分析,作用力有：土条自重；作用于土条底面的切向抗剪力、有效法向反力、孔隙水压力；在土条两侧分别作用有法向力和及切向力和,切向抗剪力,取土条竖直方向力的平衡,整个滑动土体对圆心求力矩平衡：此时相邻土条之间侧壁作用力的力矩将互相低消，而各土条滑面上的法向力的作用线通过圆心,75 毕肖普法,假定：,计算时（1）假定等于Fs=1,计算moi;(2)计算Fs；（3）据计算得的Fs计算moi;（4）重复(2)-(3),注意事项:,75 毕肖普法,(1)对于为i负值的那些土条，要注意会不会使mi趋近于零。如果是这样，简化毕肖普条分法就不能使用，因为此时，会趋于无限大，这显然是不合理的。当任一土条的mi小于或等于0.2时，计算就会产生较大的误差，此时最好采用别的方法。(2)当坡顶土条的很大 i时，会使该土条出现Ni0，此时可取它的Ni=0计算.,二.总应力分析,75 毕肖普法,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,76 工程中的土坡稳定计算,一.渗流对土坡稳定的影响,End of Chapter 7结束,