zA坡穩(wěn)定分析

1、第七章第七章 土坡穩(wěn)定分析土坡穩(wěn)定分析7 71 1 概述概述土坡：土坡：具有具有傾斜坡面的土體。傾斜坡面的土體。邊坡：邊坡：具有具有傾斜坡面的巖土體。傾斜坡面的巖土體。土坡種類：天然土坡、人工土坡。土坡種類：天然土坡、人工土坡?；禄?土坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分土體相對(duì)與另一部分土坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分土體相對(duì)與另一部分土體滑動(dòng)的現(xiàn)象稱滑坡土體滑動(dòng)的現(xiàn)象稱滑坡滑坡前征兆：坡頂下沉，坡腳隆起。7 71 1 概述概述7 71 1 概述概述滑坡原因滑坡原因?滑坡的根本原因滑坡的根本原因: 邊坡中土體內(nèi)部某個(gè)面上的剪應(yīng)力達(dá)到邊坡中土體內(nèi)部某個(gè)面上的剪應(yīng)力達(dá)到了它的抗剪強(qiáng)度。了它的抗剪強(qiáng)度?；?/p>

2、的具體原因：滑坡的具體原因： （1）滑面上的剪應(yīng)力增加：如填土作用使邊坡的坡高增）滑面上的剪應(yīng)力增加：如填土作用使邊坡的坡高增加、滲流作用使下滑力產(chǎn)生滲透力、降雨使土體飽和，容重加、滲流作用使下滑力產(chǎn)生滲透力、降雨使土體飽和，容重增加、地震作用等；增加、地震作用等； （2）滑面上的抗剪強(qiáng)度減?。喝缃饔檬雇馏w軟化、）滑面上的抗剪強(qiáng)度減?。喝缃饔檬雇馏w軟化、含水量減小使土體干裂，抗滑面面積減小、地下水位上升使含水量減小使土體干裂，抗滑面面積減小、地下水位上升使有效應(yīng)力減小等。有效應(yīng)力減小等。7 71 1 概述概述假定：平面應(yīng)變問題假定：平面應(yīng)變問題無(wú)粘性土無(wú)粘性土: 平面平面均質(zhì)粘性土均質(zhì)

3、粘性土: 光滑曲面，圓弧光滑曲面，圓弧非非均質(zhì)粘性土均質(zhì)粘性土: 復(fù)合滑動(dòng)面復(fù)合滑動(dòng)面.滑動(dòng)面形狀：滑動(dòng)面形狀：7 71 1 概述概述 rupture plane slope in cohesionless soil 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面及土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的大小都是試算找出。7 72 2 無(wú)粘性土的土坡穩(wěn)定無(wú)粘性土的土坡穩(wěn)定一一.一般情況下的無(wú)粘性土土坡穩(wěn)定一般情況下的無(wú)粘性土土坡穩(wěn)定sinwt tgwntgtfcostgtgwtgwttffssincos1:1:ssff7 72 2 無(wú)粘性土的土坡穩(wěn)定無(wú)粘性土的土坡穩(wěn)定一一.一般情況下的無(wú)粘性土土坡穩(wěn)定一般情況下的無(wú)粘性土土坡穩(wěn)定下滑力下滑力二二.有

4、滲流情況下的無(wú)粘性土土坡穩(wěn)定有滲流情況下的無(wú)粘性土土坡穩(wěn)定jwjtsin抗滑力抗滑力tgwntgtfcostgtgtgjwtgwjttfsatwfssinsincossincossini順坡出流順坡出流sinwwij7 72 2 無(wú)粘性土的土坡穩(wěn)定無(wú)粘性土的土坡穩(wěn)定粘性土顆粒之間存在粘結(jié)力，導(dǎo)致土坡整塊下滑趨勢(shì)粘性土顆粒之間存在粘結(jié)力，導(dǎo)致土坡整塊下滑趨勢(shì)7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法一一.整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析穩(wěn)定安全系數(shù)定義為：滑動(dòng)面上平均抗剪強(qiáng)度與平均剪穩(wěn)定安全系數(shù)定義為：滑動(dòng)面上平均抗剪強(qiáng)度與平均剪應(yīng)力之比應(yīng)力之比f(wàn)sf 對(duì)

5、均質(zhì)土坡、圓弧滑動(dòng)面：對(duì)均質(zhì)土坡、圓弧滑動(dòng)面：穩(wěn)定安全系數(shù)也可定義為：滑穩(wěn)定安全系數(shù)也可定義為：滑動(dòng)面上最大抗滑力矩與滑動(dòng)力動(dòng)面上最大抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比；矩之比；wdrflsf對(duì)對(duì)o點(diǎn)力矩平衡：點(diǎn)力矩平衡：安全系數(shù)：安全系數(shù)：wdrlffs7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法一一.整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法一一.整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析tgcf根據(jù)莫爾庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則：根據(jù)莫爾庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則：安全系數(shù)：安全系數(shù)：wdrlcfus對(duì)飽和粘土，在不排水條件下：

6、對(duì)飽和粘土，在不排水條件下：u0ufcu0分析法分析法7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法一一.整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定分析粘性土坡，豎向裂縫：粘性土坡，豎向裂縫：安全系數(shù)：安全系數(shù)：wdrcaffsuackcz220因?yàn)橐驗(yàn)閡= 0 ，ka=1滑弧變短滑弧變短7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法二二.最危險(xiǎn)滑弧的尋找最危險(xiǎn)滑弧的尋找手工計(jì)算，工作量大；手工計(jì)算，工作量大；計(jì)算機(jī)計(jì)算，程序容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)計(jì)算，程序容易實(shí)現(xiàn)1、確定可能的圓心范圍：、確定可能的圓心范圍：2、對(duì)每個(gè)圓心，選擇不同滑弧半徑，計(jì)算各滑

7、弧安、對(duì)每個(gè)圓心，選擇不同滑弧半徑，計(jì)算各滑弧安全系數(shù)；全系數(shù)；3、比較所有安全系數(shù)，選最小值；、比較所有安全系數(shù)，選最小值；對(duì)對(duì)0 滑面上各點(diǎn)的強(qiáng)度不同；滑面上各點(diǎn)的強(qiáng)度不同；前面的公式就不能進(jìn)行計(jì)算：條分法。前面的公式就不能進(jìn)行計(jì)算：條分法。7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法二二.最危險(xiǎn)滑弧的尋找最危險(xiǎn)滑弧的尋找7 73 3 粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法粘性土土坡整體圓弧滑動(dòng)及條分法三三.條分法及其受力分析條分法及其受力分析極限平衡分析的條分法：土體為不變形剛體極限平衡分析的條分法：土體為不變形剛體滑動(dòng)體內(nèi)土條滑動(dòng)體內(nèi)土條n，第第i土條上的力和未知

8、數(shù)：土條上的力和未知數(shù)：1、重力：、重力：wi=ribihi；都為已知量；都為已知量；2、底面反力：、底面反力：ni和和ti;3、比較所有安全系數(shù)，選最小值；、比較所有安全系數(shù)，選最小值；7 74 4 瑞典條分法瑞典條分法一、基本假定和基本公式一、基本假定和基本公式不考慮條間力：不考慮條間力：滑動(dòng)體內(nèi)土條滑動(dòng)體內(nèi)土條n，第第i土條上的力和未知數(shù)：土條上的力和未知數(shù)：1、重力：、重力：wi=ribihi；都為已知量；都為已知量；2、底面反力：、底面反力：ni和和ti：siiiiisfiiftgnl clftrlfrwisfiiisinrtrwiiisiniiiiiiiswwlcfsin)tanc

9、os(底面法向靜力平衡底面法向靜力平衡:iiiwncos7 74 4 瑞典條分法瑞典條分法一、基本假定和基本公式一、基本假定和基本公式iiiiiiiswwlcfsin)tancos(iiiiiiiiiswbuwlcfsintancos)(土條底面孔隙水應(yīng)力已知時(shí)，可用土條底面孔隙水應(yīng)力已知時(shí)，可用有效應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算：有效應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算：費(fèi)倫紐斯近似確定最危險(xiǎn)滑動(dòng)面圓心位置的方法 7 74 4 瑞典條分法瑞典條分法土坡坡度土坡坡度坡角坡角i角角a角角b1:1.04528371:1.5334126351:2.0263425351:3.0182625351:4.0140325367 74 4 瑞典條

10、分法瑞典條分法二、成層土和坡頂有超載時(shí)二、成層土和坡頂有超載時(shí))(2211mimiiiiiiihhhbw imimiiiiiimimiiiiiiiishhhbtghhhblcfsincos)(221122117 74 4 瑞典條分法瑞典條分法1. 成層土成層土2.坡頂有超載時(shí)坡頂有超載時(shí)iiiiiiiiisqbwtgqbwlcfsin)(cos)(7 74 4 瑞典條分法瑞典條分法7 74 4 瑞典條分法瑞典條分法7 74 4 瑞典條分法瑞典條分法三、有地下水和穩(wěn)定滲流時(shí)三、有地下水和穩(wěn)定滲流時(shí)iiiiiiiiiiiiiiishhbhhblcfsin)(tancos)(21212.土坡部分浸水

11、：土坡部分浸水：土條底面孔隙水應(yīng)力已知時(shí)，可用土條底面孔隙水應(yīng)力已知時(shí)，可用有效應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算：有效應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算：iiiiiiiiiswbuwlcfsintancos)(1.基本公式基本公式：7 75 5 畢肖普法畢肖普法一一.有效應(yīng)力分析有效應(yīng)力分析作用力有：土條自重；作用于土條底面的切向抗剪力、有效法向作用力有：土條自重；作用于土條底面的切向抗剪力、有效法向反力、孔隙水壓力；在土條兩側(cè)分別作用有法向力和及切向力和反力、孔隙水壓力；在土條兩側(cè)分別作用有法向力和及切向力和切向抗剪力切向抗剪力)(1iiiisitgnlcft取土條豎直方向力的平衡取土條豎直方向力的平衡0cossiniiiiii

12、iiluntxw整個(gè)滑動(dòng)土體對(duì)圓心求力矩平衡：此時(shí)相鄰?fù)翖l之間側(cè)壁作用力的力矩將互整個(gè)滑動(dòng)土體對(duì)圓心求力矩平衡：此時(shí)相鄰?fù)翖l之間側(cè)壁作用力的力矩將互相低消，而各土條滑面上的法向力的作用線通過圓心相低消，而各土條滑面上的法向力的作用線通過圓心7 75 5 畢肖普法畢肖普法)sin1(1iiisiiiiiilcfbuxwmnisiiiftgmsincos0sinrtrwrtxwiiiiiiiiiiiiiiiiswtgxbuwbcmfsin10ix假定：計(jì)算時(shí)（計(jì)算時(shí)（1）假定等于）假定等于fs=1, 計(jì)算計(jì)算moi; (2) 計(jì)算計(jì)算fs；（；（3）據(jù)據(jù)計(jì)算得的計(jì)算得的fs計(jì)算計(jì)算moi; （4）

13、重復(fù)重復(fù)(2)-(3)iiiiiiiiiswtgbuwbcmfsin1注意事項(xiàng): 7 75 5 畢肖普法畢肖普法(1) 對(duì)于為對(duì)于為 i負(fù)值的那些土條，要注意會(huì)不會(huì)使負(fù)值的那些土條，要注意會(huì)不會(huì)使mi趨近于零。如果是這樣，簡(jiǎn)化畢肖普條分法就不趨近于零。如果是這樣，簡(jiǎn)化畢肖普條分法就不能使用，因?yàn)榇藭r(shí)，會(huì)趨于無(wú)限大，這顯然是不能使用，因?yàn)榇藭r(shí)，會(huì)趨于無(wú)限大，這顯然是不合理的。當(dāng)任一土條的合理的。當(dāng)任一土條的mi小于或等于小于或等于0.2時(shí)，計(jì)算時(shí)，計(jì)算就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，此時(shí)最好采用別的方法。就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，此時(shí)最好采用別的方法。(2)當(dāng)坡頂土條的很大當(dāng)坡頂土條的很大 i時(shí)，會(huì)使該土條出現(xiàn)時(shí)

14、，會(huì)使該土條出現(xiàn)ni0，此時(shí)可取它的此時(shí)可取它的ni=0計(jì)算計(jì)算.二二.總應(yīng)力分析總應(yīng)力分析 7 75 5 畢肖普法畢肖普法iiiiiiiswtgwbcmfsin)(17 76 6 工程中的土坡穩(wěn)定計(jì)算工程中的土坡穩(wěn)定計(jì)算一一.滲流對(duì)土坡穩(wěn)定的影響滲流對(duì)土坡穩(wěn)定的影響iiiiiiiiiiiiiiishhbtghhblcfsin)(cos)(21217 76 6 工程中的土坡穩(wěn)定計(jì)算工程中的土坡穩(wěn)定計(jì)算一一.滲流對(duì)土坡穩(wěn)定的影響滲流對(duì)土坡穩(wěn)定的影響iiwiaijiiiwiidaidj7 76 6 工程中的土坡穩(wěn)定計(jì)算工程中的土坡穩(wěn)定計(jì)算一一.滲流對(duì)土坡穩(wěn)定的影響滲流對(duì)土坡穩(wěn)定的影響iiiwiiiiiiiiiiiiiiiiiiisbhbhhhtghhhblcfsinsincos)(2321321iiiiisatiiiiiiiiiiiiisbhhhtgbhhhlcfsinco