粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算課件

1、2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算1 粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算2 目錄 第一章 緒論 第二章 粘土邊坡安全系數(shù)計(jì)算一般方法 第三章 運(yùn)動(dòng)條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例 第四章 邊坡的加固方法 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算3 第一章 緒論 1、邊坡的定義: 巖體、土體在自然重力作用或人為作用而形成一 定傾斜度的臨空面；為保證路基穩(wěn)定，在路基兩側(cè)做成的具有一 定坡度的坡面 2、邊坡應(yīng)用學(xué)科：水利科技（一級(jí)學(xué)科）；巖石力學(xué)、土力學(xué)、 巖土工程（二級(jí)學(xué)科）；巖土工程（水利）（三級(jí)學(xué)科） 3、邊坡的分類：一、按成因分類：可分為人工邊坡和自然邊坡； 二、按地層巖

2、性分類：可分為土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡。 a：按巖層結(jié)構(gòu)分為：1層狀結(jié)構(gòu)邊坡、2塊狀結(jié)構(gòu)邊坡、 3網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)邊坡； b：按巖層傾向與坡向的關(guān)系分為：1順向邊坡、2反向邊 坡、3直立邊坡。 三、按使用年限分類：可分為永久性邊坡和臨時(shí)性邊坡。 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算4 第一章 緒論 4、邊坡的應(yīng)用背景：邊坡作用的范圍異常廣泛，較為 常用的如工程中基坑的建造、堤壩的建造、公路的路堤、 汽車火車道路軌道的防護(hù)、山體下?lián)跬翂Φ脑O(shè)計(jì)等等 5、邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)：一般定義為沿假定滑裂面的 抗滑力與滑動(dòng)力的比值，當(dāng)該比值大于1時(shí)，坡體穩(wěn)定； 等于1時(shí)，坡體處于極限平衡狀態(tài)；小于1時(shí)，邊坡即發(fā) 生破壞。

3、 6、邊坡安全系數(shù)研究的目的和意義：邊坡不僅作用廣 泛、而且其所處位置起的決定性作用也較大，關(guān)系著整 個(gè)工程的成敗與否甚至人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此詳細(xì) 計(jì)算出各個(gè)邊坡的安全系數(shù)顯得異常重要，不僅可以提 高整個(gè)工程的實(shí)用效率，同時(shí)也可以為人們提供更多的 保障。無(wú)論計(jì)算量大小，都必不可少。 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算5 第二章 粘土邊坡安全系數(shù)計(jì)算的一般方法 整體圓弧滑動(dòng)法 條分法 瑞典條分法 畢肖普條分法 普通條分法（簡(jiǎn)布法） 有限元法 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算6 第二章 粘土邊坡安全系數(shù)計(jì)算的一般方法 圓弧滑動(dòng)法：在工程設(shè)計(jì)中常假定土坡滑動(dòng)面為 圓弧面，建立這一假定的

4、穩(wěn)定分析方法，稱為圓 弧滑動(dòng)法。 條分法：將滑動(dòng)體分成若干個(gè)垂直土條，把土條 視為剛體，分別計(jì)算各土條上的力對(duì)滑弧中心的 滑動(dòng)力矩和抗滑力矩，最后求出土坡穩(wěn)定安全系 數(shù)。 瑞典條分法：假設(shè)滑動(dòng)面為圓弧面，將滑動(dòng)體分 為若干個(gè)豎向土條，并忽略各土條之間的相互作 用力。 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算7 第二章 粘土邊坡安全系數(shù)計(jì)算的一般方法 畢肖普條分法：這種方法仍然假定滑動(dòng)面為圓弧 面，并假定各土條底部滑動(dòng)面上的抗滑安全系數(shù) 均相同，都等于整個(gè)滑動(dòng)面上的平均安全系數(shù)。 普通條分法（簡(jiǎn)布法）:假定條塊間水平作用力 的位置每個(gè)條塊都滿足全部靜力平衡條件和極限 平衡條件，滑動(dòng)土體的整體力矩平

5、衡條件也自然 得到滿足，而且它適用于任何滑動(dòng)面而不必規(guī)定 滑動(dòng)面是一個(gè)圓弧面。 有限元法：把土坡當(dāng)成變形體，按照土的變形特 性，計(jì)算出土坡內(nèi)的應(yīng)力分布，然后再引入圓弧 滑動(dòng)面的概念，驗(yàn)算滑動(dòng)土體的整體抗滑穩(wěn)定性。 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算8 第三章 運(yùn)動(dòng)條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例 1.按比例繪出土坡剖面 2.任選一圓心O，確定滑動(dòng)面，將滑動(dòng)面以上土 體分成幾個(gè)等寬或不等寬土條 3.每個(gè)土條的受力分析 ii ii i i W ll N cos 1 ii ii i i W ll T sin 1 iii WNcos iii WTsin 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算9 第三章 運(yùn)動(dòng)

6、條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例 4.滑動(dòng)面的總滑動(dòng)力矩 5.滑動(dòng)面的總抗滑力矩 6.確定安全系數(shù) iii WRTRTRsin )tancos( tan iiiii iiiiifi lcWR lcRlRRT ii iiiii s W lctgW TR RT F sin cos 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算10 第三章 運(yùn)動(dòng)條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例 【例】某土坡如圖所示。已知土坡高度H=6m，坡角 =55，土的重度 =18.6kN/m3，內(nèi)摩擦角 =12， 粘聚力c =16.7kPa。試用條分法驗(yàn)算土坡的穩(wěn)定安全 系數(shù) 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算11 分析: 按比例繪出土坡，選擇圓心，

7、作出相應(yīng)的滑動(dòng)圓弧 將滑動(dòng)土體分成若干土條，對(duì)土條編號(hào) 量出各土條中心高度hi、寬度b i，列表計(jì)算sin i、cos i以 及土條重W i，計(jì)算該圓心和半徑下的安全系數(shù) 對(duì)圓心O選不同半徑，得到O對(duì)應(yīng)的最小安全系數(shù)； 在可能滑動(dòng)范圍內(nèi)，選取其它圓心O1，O2，O3，重復(fù) 上述計(jì)算，求出最小安全系數(shù)，即為該土坡的穩(wěn)定安全系數(shù) 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算12 計(jì)算 按比例繪出土坡，選擇圓心，作出相 應(yīng)的滑動(dòng)圓弧 取圓心O ，取半徑R = 8.35m 將滑動(dòng)土體分成若干土條，對(duì)土條編號(hào) 列表計(jì)算該圓心和半徑下的安全系數(shù) 0.60 1.80 2.85 3.75 4.10 3.05 1.5

8、0 1 1 1 1 1 1 1.15 11.16 33.48 53.01 69.75 76.26 56.73 27.90 11.0 32.1 48.5 59.41 58.33 36.62 12.67 1 2 3 4 5 6 7 編號(hào)編號(hào) 中心高度中心高度(m) 條寬條寬(m) 條重條重W W i ikN/m kN/m 1(o) W isin i 9.5 16.5 23.8 31.6 40.1 49.8 63.0 W icos i 1.84 9.51 21.39 36.55 49.12 43.33 24.86 合計(jì)合計(jì)186.60258.63 2021-5-7粘土邊坡的安全系數(shù)計(jì)算13 第四章 邊坡的加固方法 1、工程防護(hù) （1）抹面與捶面 （2）灌漿與勾縫 （3）水泥土護(hù)坡 （4）護(hù)面墻 （5）噴漿或噴射混凝土 防護(hù) （6）噴錨防護(hù) （7）土釘墻 （8）預(yù)應(yīng)力錨索梁 2、植物防護(hù) （1）種草 （2）鋪草皮