第八章土坡稳定性与计算学案.ppt

1．天然土坡 1．天然土坡 2．人工土坡 2．人工土坡 2. Fellenius 确定最危险滑动面圆心的方法 3. 稳定数法 8.3.2 瑞典条分法 普遍条分法（简布法或杨布法，N. Janbu） 特点：假定条块间水平作用力的位置（前提）。——每个条块都满足全部静力平衡条件和极限平衡条件；滑动土体满足整体力矩平衡条件；适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。 折线滑动法——不平衡推力传递系数法 特点：假定滑动面为折线——适用于岩质边坡或下层为岩质边坡，上层为粘性土层的边坡。 土体抗剪强度指标的选用 ★ 有效应力法——有效强度指标c＇、φ＇ ★ 总应力法——根据计算阶段中孔隙水压力可能发展的状态，分别采用快剪（不排水剪）或固结快剪（固结不排水剪）等强度指标 ★ 原则：使试验的模拟条件尽量符合现场土体的实际受力和排水条件，保证试验指标具有一定的代表性 安全系数: 3）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）： O R Wi 重力Wi 产生的滑动力矩为 滑动面上抗滑力Ti 产生的抗滑力矩为 Hi Vi Hi+1 Vi+1 代入Ni 值，整理简化后得： 其中 设?Vi=0 ——忽略条间切向力 简化Bishop公式 2. 毕肖甫法计算步骤 1）初选圆心O，半径R 2）设Fs=1.0，计算 m?i、 3）若满足 4）若不满足，令 ,重复步骤2 5）变化圆心O和半径R，返回1重复步骤1～4 6）算至Fs最小结束 则进行步骤5 迭代法 A O R C ?i b B -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 圆心 O，半径 R 设 Fs=1.0 计算 mqi 变化圆心 O 和半径 R Fs 最小 END 计算 No 计 算 程序流程 3.简化毕肖普法的特点 ★假设滑裂面为圆弧； ★假设条块间作用力只有法向力没有切向力 （?Vi=0）； ★满足整体力矩平衡条件； ★满足各条块力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡条件； ★满足滑动面上的极限平衡条件。 好好学习 天天向上 方法 整体圆弧法 瑞典条分法 毕肖普法 滑裂面形状 圆弧 圆弧 圆弧 假设 刚性滑动体，滑动面上极限平衡 忽略条间力 考虑条间力 ?Xi=0（简布） 计算条件 软粘土不排水 一般均质土 一般均质土 误差分析 Fs偏小10％~20% ?Xi=0，误差2%~7% 各种方法的比较 好好学习 天天向上 容许安全系数 * 1 概述 2 无粘性土土坡的稳定分析 3 粘性土土坡的稳定分析 本章主要内容: 第八章 土坡的稳定性 坡顶 坡面 坡角 坡趾 坡高 具有倾斜临空面的土体——土坡 土质均一，坡度不变，无地下水—简单土坡 坡肩 §8.1 概述 江、河、湖、海岸坡 贵州洪家渡 山、岭、丘、岗、天然坡 ¤ 挖方：沟、渠、坑、池 露天矿 ¤ 填方：堤、坝、路基、堆料 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 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 边坡稳定的因素： 1.土体的类型： c、 φ大，土坡安全； 2.边坡的几何形状：坡高越高、坡角越大越不安全； 3.荷载： 4.土体中水的影响： 降雨、蓄水、使岩土软化；水流冲刷使坡脚变陡； 存在渗透力； 5.振动：爆破、地震引起土体抗剪强度减小。 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 1996 年发生在美国加州的 La Conchita ， 因居民已提前撤离， 固未造成人员伤亡 城市中的滑坡问题（香港，重庆） 填方 挖方 1972年香港宝城大厦因滑坡倒塌 江岸滑坡 开挖和填筑引起滑坡 T Tf 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 Tf T 土坡整体稳定 N W 8.2 无粘性土坡的稳定性 边坡上土单元自重为 下滑力: 抗滑力 安全系数 取 K=1得 （天然休止角） T 所以当坡角小于土的内摩擦角时边坡稳定. 均质无粘性土坡 N β β β 为了保证土坡具有足够的安全储备，可取K=1.3～1.5 思考：简单无粘性土的边坡稳定性主要取决于 (A) 坡角 (B) 坡高 (C) 坡角和坡高 W T T N 稳定条件：T?(T＋Ｊ) 砂土的内摩擦角 抗滑力与滑动力的比值 安全系数 J 有渗流情况下的无粘性土土坡稳定（顺坡渗流） 8.3 粘性土土坡的稳定性 粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势。 均质粘性土坡发生滑坡时，其滑动面形状大多数为一近似于圆弧面的曲面。为了简化，在进行理论分析时通常采用圆弧面计算