土力学 土坡稳定分析.pptVIP

8.1 概述 8.2 无粘性土土坡稳定分析 8.3 粘性土土坡稳定分析 第八章 土坡稳定分析 8.2 无粘性土土坡稳定分析 破坏形式：表面浅层滑动 （两侧作用力：无限土坡抵消、有限土坡忽略） A 均质的无粘性土土坡 a 干坡或完全浸水条件下→c=0 →位于坡面上的单元体的稳定性 ＝整个土坡的稳定性 取微单元进行受力分析 一、无渗流作用时的无粘性土土坡 二、有渗流作用时的无粘性土土坡 8.2 无粘性土土坡稳定分析 1）自重: W=??V 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 a W R N A 一、无渗流作用时的无粘性土土坡 取微单元A进行受力分析 8.2 无粘性土土坡稳定分析 a 一、无渗流作用时的无粘性土土坡 当?=?时，Fs=1.0 安全系数与土容重?无关 ? 思考：在干坡和完全浸水情况下 如?不变，Fs有什么变化 当??时，边坡稳定 8.2 无粘性土土坡稳定分析 二、有渗流作用时的无粘性土土坡 （沿坡渗流情况） 降雨 正常蓄水的土坝下游 水位骤降的土坝上游 逸出段 8.2 无粘性土土坡稳定分析 二、有渗流作用时的无粘性土土坡 （沿坡渗流情况） a W? T? N A W? R N (1) 自重： (2) 渗透力： （方向：平行于坡面） (3) 滑动力： (4) 抗滑力： (5) 抗滑安全系数： 取微单元 A，以土骨架为隔离体： ?l ?h J 8.2 无粘性土土坡稳定分析 二、有渗流作用时的无粘性土土坡 （沿坡渗流情况） 讨论： 意味着原来稳定的坡，有沿坡渗流时可能破坏 与容重有关 与无渗流比较，Fs降低一半 a W? T? N A ?l ?h J ？ 练习19 设计一均质无粘性土土坡，其饱和重度γsat=19.5kN/m3，内摩擦角φ=30°，设计稳定安全系数为1.25。试问在干坡或完全浸水情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多少度？ 【解】 干坡或完全浸水时， 坡面有顺坡渗流时， 8.1 概述 8.2 无粘性土土坡稳定分析 8.3 粘性土土坡稳定分析 第八章 土坡稳定分析 8.3 粘性土土坡稳定分析 破坏特点 O R 有粘聚力c→与无粘性土土坡不同：滑裂面发生在土坡深处 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 思考： 为什么粘性土土坡通常不会发生表层滑动？ 8.3 粘性土土坡稳定分析 一、整体圆弧滑动法 稳定分析方法： 二、条分法 1 瑞典条分法 2 毕肖普条分法 3 Janbu条分法（简布条分法） 8.3 粘性土土坡稳定分析 一、整体圆弧滑动法 瑞典彼得森（K. E. Petterson）1915年，瑞典圆弧法 均质土 二维 圆弧滑动面 滑动土体呈刚性转动 在滑动面上处于极限平衡状态 假设条件 O R 滑动面上的 平均抗剪强度 滑动面上的 平均剪应力 滑动面上的假想的平均抗剪强度 滑动面上的 平均剪应力 8.3 粘性土土坡稳定分析 O R C B A 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： 当?=0（粘土不排水强度）时， 注：（其中 是未知函数） (2) 抗滑力矩： d W ? 一、整体圆弧滑动法 8.3 粘性土土坡稳定分析 讨论： O R d C B A W ? 1 当 ??0 时，?n 是 l(x,y) 的函数，无法得到 Fs 的理论解 3 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 ——最可能的滑动面 2 适用于饱和软粘土，即 ?=0 情况 一、整体圆弧滑动法 8.3 粘性土土坡稳定分析 一、整体圆弧滑动法 稳定分析方法： 二、条分法 1 瑞典条分法 2 毕肖普条分法 3 Janbu条分法（简布条分法） 8.3 粘性土土坡稳定分析 O R d C B A W ? 条分法的基本原理及分析 源起 整体圆弧法 思路 离散化 分条 条分法 A O R C ?i b B i ?n 是 l(x,y) 的函数 A O R C ?i b B i 8.3 粘性土土坡稳定分析 安全系数定义 Ti Ni 土在滑动面上发挥的抗滑力 土在滑动面上发挥的抗剪强度 滑动面上的剪应力 8.3 粘性土土坡稳定分析 受力分析（未知数？） Pi Hi Ti Ni ?i hi+1 Wi Pi+1 Hi+1 土条底面上的反力Ni和切向反力Ti：未知数=n 土条间的法向作用力Pi和Pi+1：作用点也未知，但相邻土条间的作用力大小相等，方向相反：未知数=2(n-1) 安全系数 F s：未知数=1 未知数＝n+2