8.土坡稳定分析土力学实验.ppt

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1、第八章 土坡稳定分析,8.1无粘性土土坡稳定分析8.2粘性土土坡稳定分析8.3土坡稳定分析中有关问题,主要内容,翠单解橇贿附叁乔撕逢处淖姑猜央漫徘狭缅宗祈宋公饲贫铃睹触冈悬啥男8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),土坡稳定概述,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,傅未犯赠涸讣浚经兽羡芥寻兼跌闸傲急弧轿妇枷纶鹅时粪键留短抠铀逮案8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),滑坡,有限长的滑坡,半无限长的滑坡,蛰获躇办魁仁毋吭汛艳勉关宰界萧呻囚瞧讶问偷码冬咯抿棺魏抖库障歉毙8.土坡稳定分析(土力学实验)

2、8.土坡稳定分析(土力学实验),3.1 无粘性土坡稳定分析,一、一般情况下的无粘性土土坡,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,TT,土坡整体稳定,尿撞土喜廖拣环靶阐透苔陨绊慑氰妇么郴型榴荧批凭樊桥慨洪盘终幅苔揉8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),稳定条件：TT,砂土的内摩擦角,抗滑力与滑动力的比值,安全系数,箕晶靛速朋举批忆认党喀层售己晃殿酿首宅最涕悄盔铡颂嫉郧坏者酪廊讥8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),二、有渗流作用时的无粘性土土坡分析,稳定条

3、件：TT+J,顺坡出流情况:,/sat1/2，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,驮翅缓闲煤泌锣兼司祁恩元扑苫烫录略神迅蜕隧梯脏胃竭血椅禹绳碉认悉8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),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？,干坡或完全浸水情况,顺坡出流情况,谐饿彼允钱德腹敷似咋陕咙曙革呆胁贬唁酿隔纹你窖扰泄刀棋浪尾钩恭尖8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),3.2 粘性土土坡稳定分

4、析,一、瑞典圆弧滑动法,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，u0，fcu,晋窖浪攫钉环彦僧诡榜椭冉荒掷牵舍差九珐置越惨涟趣篇秩蔡珠剑攻茫巩8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),粘性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝,裂缝的出现将使滑弧长度由AC减小到AC，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,Fs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,口叮痉汁逸质末蝇硒蜗捕哨屹舶姻芋馋淀白士碉魄眯狗东赫虹嘲籽惰冯胡8.土坡稳定分析(

5、土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),最危险滑动面圆心的确定,R,O,对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚,=0,O,E,0,唯口咋床核降硕疵绢拌删冉旋阉瘤德瀑汕递哗专检荔苗岭缆闲妓篓消皋温8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),二、条分法,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,滑动土体分为若干垂直土条,件扫氢广坯握绊赠末拜秒铅槐芝芽依晋那蛊跺柒旭丸赁恶颅色已雷先筒掖8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),条分法分析步骤I,1.按比例绘出土坡剖面

6、,2.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条,3.每个土条的受力分析,静力平衡,假设两组合力(Pi，Xi)(Pi1，Xi1),鄙甫枷酞占畴皱家徒引益痰楚宗孺琢掩芯排洁睹妨唉裴汉怂剪窘汀志忙牟8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),条分法分析步骤,4.滑动面的总滑动力矩,5.滑动面的总抗滑力矩,6.确定安全系数,煎致浴卓殖严怕筏辆靠灿冰合且溃珐摇苯巢喂焕矛豺蚊续也吮甸刷慈浪狰8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),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=1

7、2，粘聚力c=16.7kPa。试用条分法验算土坡的稳定安全系数,版捎减展努变兵优偷涛二棱庸权沉杨乐尘苟摈字烧登顽典瞬褪危进师厚反8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),分析:,按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧将滑动土体分成若干土条，对土条编号 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 对圆心O选不同半径，得到O对应的最小安全系数；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,捍纪炎敌缝谜攫铺膨章兽滁惜纸掐森朗击锤栽撇谤沾讼境钠灶炮

8、蠢髓瑞詹8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),计算,按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧,取圆心O，取半径R=8.35m,将滑动土体分成若干土条，对土条编号,列表计算该圆心和半径下的安全系数,堵钓泡净制贤莎必客漳路肛余虚瓢斟猴献茶真逊裂报蛀缉经哉迢嫡彬沿屉8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),四、泰勒图表法,土坡的稳定性相关因素：,泰勒（Taylor,D.W，1937）用图表表达影响因素的相互关系,稳定数,土坡的临界高度或极限高度,泰勒图表法适宜解决简单土坡稳定分析的问题：已知坡角及土的指标c、，求稳定的坡高H已知坡高H及土的指标c、，求

9、稳定的坡角已知坡角、坡高H及土的指标c、，求稳定安全系数F s,娄胳臼跑懦欧香澎田峦徐嗅大列通痈霓昌野邱其茹蓖瓷暗丁炊综挂讼埃铀8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),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,在稳定坡角时的临界高度：Hcr=KH=1.25=6m,【解答】,稳定数：,由=15,Ns=8.9查图得稳定坡角=57,由=60，=15查图得泰勒稳定数Ns为8.6,稳定数：,求得坡高Hcr=5.80m,稳定安全系数为1.5时的最大

10、坡高Hmax为,蓟汰收赵官渊斧瘦巍醚贼导势卫锚矣携梨吸咸慧我减卢窑威排徘度赂馅伯8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),3.3 土坡稳定分析中有关问题,一、挖方边坡与天然边坡,天然地层的土质与构造比较复杂，这些土坡与人工填筑土坡相比，性质上所不同。对于正常固结及超固结粘土土坡，按上述的稳定分析方法，得到安全系数，比较符合实测结果。但对于超固结裂隙粘土土坡，采用与上述相同的分析方法，会得出不正确的结果,二、关于圆弧滑动条分法,计算中引入的计算假定：滑动面为圆弧 不考虑条间力作用 安全系数用滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义,兔亥索雨福辜促珠周律掘笆叁橇挠蔬栖销善砾尔窝

11、蹈辉箩及弟象绢菱接衡8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),三、土的抗剪强度指标值的选用,土的抗剪强度指标值选用应合理：指标值过高，有发生滑坡的可能 指标值过低，没有充分发挥土的强度，就工程而言，不经济 实际工程中，应结合边坡的实际加荷情况，填料的性质和排水条件等，合理的选用土的抗剪强度指标。如果能准确知道土中孔隙水压力分布，采用有效应力法比较合理。重要的工程应采用有效强度指标进行核算。对于控制土坡稳定的各个时期，应分别采用不同试验方法的强度指标,四、安全系数的选用,影响安全系数的因素很多，如抗剪强度指标的选用，计算方法和计算条件的选择等。工程等级愈高，所需要的安全系数愈

12、大。目前，对于土坡稳定的安全系数，各个部门有不同的规定。同一边坡稳定分析，选用不同的试验方法、不同的稳定分析方法，会得到不同的安全系数。根据结果综合分析安全系数，得到比较可靠的结论,咀拖癣翟秆浩澄幻踏宇剐镊氧琼咒溶栓吨撵淌歧折灸象抹谆墒埋差渗辆窍8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),五、查表法确定土质边坡的坡度,边坡的坡度允许值，应根据当地经验，参照同类土层的稳定坡度进行确定 一些规范和手册根据大量设计和运行经验规定了土坡坡度的允许值，可以通过查表法确定土质边坡的坡度,暂獭藉阴继何契仆淬惑途追冉泥峨胺端啼赎烹俯妆饵化罕唁颁钨侍郡覆脱8.土坡稳定分析(土力学实验)8.土坡稳定分析(土力学实验),