lecture07s土坡稳定性.ppt

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1、土力学,第7章土坡稳定性,第7章 重点内容,1.了解土坡稳定性的基本概念2.了解无黏性土坡和黏性土坡稳定性分析的基本原理,第7章 土坡稳定性,第1节 概述 第2节 均质无黏性土坡的稳定性 第3节 黏性土坡的稳定性 第4节 复杂条件下的土坡稳定性,概 述,边坡稳定分析对象：,土质、岩质边坡,土坡：具有倾斜面的土体,坡肩 坡顶,坡面,坡角,坡趾,坡高,坡底,坡度：1:m,土坡稳定性-概 述,简单土坡示意图,天然土坡,江、河、湖、海岸坡,山、岭、丘、岗、天然坡,人工土坡,挖方：沟、渠、坑、池,填方：堤、坝、路基、堆料,土坡稳定性-概 述,1天然土坡,江、河、湖、海岸坡,土坡：具有倾斜面的土体,土坡稳

2、定性-概 述,贵州洪家渡,山、岭、丘、岗、天然坡,1天然土坡,土坡稳定性-概 述,2人工土坡,挖方：沟、渠、坑、池,露天矿,土坡稳定性-概 述,2人工土坡,填方：堤、坝、路基、堆料,小浪底土石坝,土坡稳定性-概 述,土坡稳定性-概 述,滑坡：一部分土体相对于另一部分土体滑动,滑坡的主要形式,11,香港宝城大厦滑坡倒塌1972年当场死亡120人,原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。,土坡稳定性-概 述,的因素造成土坡失稳,内在因素：土体自身抗剪强度 的降低,外在因素：剪应力的增加,简单土坡：土坡的顶面和底面都是水平

3、的，并伸至无穷远，土坡由均质土组成。,概 述,滑坡原因,1）振动：地震、爆破,2）土中水位升、降,4）水流冲刷：使坡脚变陡,5）冻融：冻胀力及融化含水量升高,6）人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出入口,3）降雨引起渗流、软化,土坡稳定性-概 述,第7章 土坡稳定性,第1节 概述 第2节 均质无黏性土坡的稳定性 第3节 黏性土坡的稳定性 第4节 复杂条件下的土坡稳定性,无黏性土坡的稳定分析,1）微单元A自重:W=V,破坏形式：表面浅层滑动,2）沿坡滑动力：,3）对坡面压力：,4）抗滑力：,5）抗滑安全系数：,W,T,N,坡与水平夹角为 砂土内摩擦角为,W,Tf,N,A,均质无黏性土坡的稳定性,当

4、=时，K=1.0，天然休止角,安全系数与土容重无关,与所选的微单元大小无关,坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面上安全系数K都相等,均质无黏性土坡的稳定性,第7章 土坡稳定性,第1节 概述 第2节 均质无黏性土坡的稳定性 第3节 黏性土坡的稳定性 第4节 复杂条件下的土坡稳定性,黏性土坡的稳定分析,破坏特点,由于存在粘聚力C，与无粘性土坡不同；其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。,黏性土坡的稳定性,1 圆弧滑动法2 瑞典条分法3 毕肖普条分法4 简布条分法,计算方法：,黏性土坡的稳定性,1 圆弧滑动法（瑞典圆弧法）,均质土,二维,圆弧滑动面

5、,滑动土体呈刚性转动,在滑动面上处于极限平衡条件,假设条件,黏性土坡的稳定性,平衡条件（各力对圆心O的力矩平衡）,(1)滑动力矩：,(3)安全系数：,(2)抗滑力矩：,d,黏性土坡的稳定性,讨论：,1 当 0 时，n 是 l(x,y)的函数，无法得到 K 的理论解,2 其中圆心 O 及半径 R 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 适用于饱和软粘土，即=0 情况,黏性土坡的稳定性,2 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,黏性土坡的稳定性,安全系数定义,Ti,Ni,黏性土坡的稳定性,Pi,Hi,T

6、i,Ni,i,hi+1,Wi,Pi+1,Hi+1,未知数：,条块间力作用点位置2(n-1)+(n-1)3n-3,滑动面上的力作用点位置3n,安全系数 K1,方程数：,静力平衡力矩平衡3n,滑动面上极限平衡条件n,4n,6n-2,未知数方程数2n-2,hi,黏性土坡的稳定性,3 瑞典条分法（简单条分法）,忽略所有条间作用力：2(n-1)+(n-1)3n-3,4n-3,假定滑动面上作用点位置：n,未知数:2n+1 方程数:4n,假定：,圆弧滑裂面；不考虑条间力,黏性土坡的稳定性,径向力平衡：,极限平衡条件：,整体对圆心的力矩平衡：,滑动力矩=抗滑力矩,显式表达,黏性土坡的稳定性,圆心 O，半径 R

7、（如图）,分条：b=R/10,编号：过圆心垂线为 0#条中线,列表计算 li Wi i,变化圆心 O 和半径 R,K 最小,END,计算步骤,黏性土坡的稳定性,瑞典条分法的讨论,(1)一些平衡条件不能满足,未知数:2n+1 方程数:4n,对0#土条,0,黏性土坡的稳定性,瑞典条分法的讨论,(2)假设圆弧滑裂面，与实际滑裂面有差别,忽略条间力，使得计算安全系数 K 偏小 假设圆弧滑裂面，使 K 偏大,最终结果是 K偏小，越大 K 越偏小,一般情况下，K偏小 10%左右,工程应用中偏于安全,黏性土坡的稳定性,第7章 土坡稳定性,第1节 概述 第2节 均质无黏性土坡的稳定性 第3节 黏性土坡的稳定性 第4节 复杂条件下的土坡稳定性（自学）,第7章 重点内容,1.了解土坡和地基稳定性的基本概念2.了解无黏性土坡和黏性土坡稳定性分析的基本原理,