土力学7边坡稳定分析.ppt.ppt
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1、第7章 土坡稳定分析Stability analysis of soil slopes,第7章 土坡稳定分析,1、概述2、无粘性土土坡的稳定分析3、粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法4、瑞典条分法5、毕肖普条分法6、非圆弧滑动面土坡稳定分析7、讨论,一.土坡:具有倾斜面的土体,1天然土坡,1 概述,江、河、湖、海岸坡,1天然土坡,山、岭、丘、岗、天然坡,1 概述,2人工土坡,挖方:沟、渠、坑、池,露天矿,1 概述,2人工土坡,填方:堤、坝、路基、堆料,1 概述,堆石坝,1 概述,2人工土坡,堤防,1 概述,2人工土坡,二.滑坡 Landslides,什么是滑坡?为什么会滑坡?,1 概述,一部分土体
2、在外因作用下,相对于另一部分土体滑动,造成滑坡的原因,降雨、蓄水、使岩土软化,坝背水坡浸润线,存在渗透力,1)振动:地震、爆破,2)土中含水量和水位变化,3)水流冲刷:使坡脚变陡,4)冻融:冻胀力及融化含水量升高,5)人工开挖:基坑、船闸、坝肩、隧洞出入口,1 概述,边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度,地震引发的滑坡,暴雨与地震引发泥石流-菲律宾,2006年2月17日菲律宾中东部莱特省因连日暴雨和南部地区里氏2.6级轻微地震,爆发泥石流致近3000人遇难,云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡开挖,江岸崩塌滑坡渗流,三峡库区滑坡问题蓄水造成的滑坡,2001年,重庆市云阳县发生两次大型滑坡,
3、其中武隆边坡失稳造成79人死亡。国务院拨款40亿元用于三峡库区地质灾害治理,1989年1月8日 坡高103m。地质:流纹岩中有强风化的密集节理,包括一个小型不连续面。事故导致电站厂房比计划推迟一年,修复时安装了大量预应力锚索。,漫湾滑坡,坝体内浸润线太高,西藏易贡巨型滑坡,西藏易贡巨型滑坡,时间:2000年4月9日规模:坡高3330 m,堆积体2500m、宽约2500m,总方量=280-300106 m3天然坝:坝高=290 m,库容=1534 106 m3地质:风化残积土。险情:湖水以每日0.5 m速度上升。,概述,城市中的滑坡问题(香港,重庆),城市中的滑坡问题(香港,重庆),1 概述,香
4、港1900年建市,1977年成立土力工程署港岛1972 Po Shan 滑坡(20,000 m3)(67 死、20 伤),如何分析、判断?无粘性土坡-相对简单粘性土坡-复杂,安全系数的定义,土坡沿着某一滑裂面的安全系数F是这样定义的,将土的抗剪强度指标降低为c/F,tan/F,则土体沿着此滑裂面处处达到极限平衡,即=ce+e tanece=c/Ftane=tan/F,第二节 无粘性土土坡的稳定分析,破坏形式:表面浅层滑坡强度参数:内摩擦角考察一无限长坡,坡角为分析一微单元A,一.无渗流的无限长土坡,微单元A自重:W=V,沿坡滑动力:,对坡面压力:,(由于无限土坡两侧作用力抵消),抗滑力:,抗滑
5、安全系数:,2 无粘性土土坡的稳定分析,无渗流的无限长土坡讨论,当=时,Fs=1.0,天然休止角,2 无粘性土土坡的稳定分析,可见安全系数与土容重无关,与所选的微单元大小无关。即坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面上安全系数Fs都相等,思考题 在静水下坡中,如不变,Fs有什么变化,二.有沿坡渗流情况,(3)抗滑力:,(2)滑动力:,2 无粘性土土坡的稳定分析,沿坡渗流无限长砂土坡安全系数,(4)安全系数:,与无渗流比较Fs减小近一倍注:意味着原来稳定的坡,有沿坡渗流时可能破坏,讨 论,2 无粘性土土坡的稳定分析,与所选V大小无关,亦即在这种坡中各点安全系数相同,与容重有关,2 无粘性土土坡的稳定分
6、析,无粘性土坡稳定性分析小结,破坏形式:表面浅层滑坡分析方法:考虑为无限长坡,第三节 粘性土土坡整体圆弧滑 动及条分法,强度参数:粘聚力C,内摩擦角破坏形式: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。,圆弧滑动法由瑞典工程师提出的,3 粘性土坡-整体圆弧法,一、整体圆弧法(瑞典圆弧法),(一)分析计算方法 1假设条件:,W,3 粘性土坡-整体圆弧法,2.平衡条件(各力对O的力矩平衡),(1)滑动力矩:,(3)安全系数:,(2)抗滑力矩:,W,3 粘性土坡-整体圆弧法,1、当0时,n是l(x,y)的函数,无法得到Fs的理论解2、其中圆心O及半径R
7、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、适用于饱和粘土,(二)、整体圆弧法(瑞典圆弧法)-讨论,3 粘性土坡-整体圆弧法,二、条分法的基本原理及分析,源起,整体圆弧法:n 是 l(x,y)的函数,思路,离散化,分条,条分法,3 粘性土坡-条分法,安全系数定义,Ti,Ni,3 粘性土坡-条分法,Pi,Hi,Ti,Ni,i,hi+1,Wi,Pi+1,Hi+1,未知数:,土条底面上的法向反力和切向反力n个土条间法向作用力大小、作用点(n1)2个土条间切向作用力大小n1个安全系数 F,1个,方程数:,静力平衡力矩平衡3n,4n-2,未知数方程数n-2,hi,假设土条总
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