邊坡穩(wěn)定性分析ppt版（共68）

10基坑與邊坡坡工程學(xué)習(xí)本章的的目的意義義1.掌握各種誘誘發(fā)土體滑滑坡的因素素;2.進行土體邊邊坡的穩(wěn)定定性分析和和安全性評評價；3.設(shè)計經(jīng)濟、、合理的人人工邊坡;4.制定有效的的邊坡整治治措施。1概述2表層滑動的的穩(wěn)定分析析3深層滑動的的穩(wěn)定分析析4水對邊坡穩(wěn)穩(wěn)定的影響響第八章邊邊坡穩(wěn)定性性分析主要內(nèi)容§1概述1．天然土坡坡江、河、湖湖、海岸坡坡一、土坡：：具有傾斜斜面的土體體貴州洪家渡山、嶺、丘丘、崗、天天然坡1．天然土坡坡一.土坡2．人工土坡坡挖方：溝、、渠、坑、、池露天礦一.土坡一、土坡2．人工土坡坡¤填方：堤、、壩、路基基、堆料小浪底土石壩二.滑坡什么是滑坡坡？

為什什么會滑坡坡？一部分土體體在外因作用下，相對于另一部分分土體滑動二.滑坡1．滑坡的危害害：土、巖體滑滑坡是重大大的自然災(zāi)災(zāi)害我國是滑坡災(zāi)害頻發(fā)的國家家二.滑坡-—滑坡的主要要形式紫坪鋪水庫庫2號泄洪洞出出口滑坡云南徐村水水電站溢洪洪道土坡滑滑坡江岸崩塌滑滑坡江西省江新新洲洲頭北北側(cè)蹋岸三峽庫區(qū)滑滑坡問題－－蓄水2001年，重慶市市云陽縣就就發(fā)生了兩兩次大型滑滑坡，重慶慶市武隆邊邊坡失穩(wěn)造造成79人死亡。國國務(wù)院已經(jīng)經(jīng)決定撥款款40億元，用于于三峽庫區(qū)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害害治理。僅僅重慶就有有150多個治理工工程。1989年1月8日坡坡高103m地質(zhì):流紋巖中有有強風(fēng)化的的密集節(jié)理理和一個小小型不連續(xù)續(xù)面。事事故:電站廠房比比計劃推遲遲一年，修修復(fù)時安裝裝了大量預(yù)預(yù)應(yīng)力錨索索。漫灣滑坡城市中的滑滑坡問題（（香港，重重慶）填方挖方香港1900年建市，1977年成立土力力工程署港島1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoadEarly1972滑坡前June1972滑坡后貴陽沙沖路路滑坡-平面滑動龍羊峽庫岸岸滑坡-平面+圓弧滑動鹽池河邊坡坡破壞-崩塌2003年7月13日三峽庫庫區(qū)沙鎮(zhèn)溪發(fā)生千將坪滑坡坡，致使24人失蹤。雪山崩塌滑坡各因素素-實際圖泥石(洪)流總是與暴雨雨或山洪相相聯(lián)系，是是在有足夠夠外部水流流(或降雨)參與下形成成的一種高高密度“流體”。泥石(洪)流坡面泥石流流巖體崩塌過過程示意圖下面是幾個個巖土體滑滑坡過程的的模擬圖：：滑坡過程示示意圖泥石流發(fā)展展示意圖二.滑坡2．造成滑坡坡的原因降雨、蓄水水、使巖土土軟化，壩背水坡浸浸潤線存在滲透力力1）振動：地地震、爆破破2）土中含水水量和水位位變化3）水流沖刷刷：使坡腳腳變陡4）凍融：凍凍脹力及融融化含水量量升高5）人工開挖挖：基坑、、船閘、壩壩肩、隧洞洞出入口原因：(1)外界的作用用破壞了土土體原來的的應(yīng)力平衡衡狀態(tài)，增增大了滑動動面上的滑滑動動力；；(2)土體抗剪強強度由于受受到外界各各種因素的的影響而降降低。應(yīng)如何分析析、判斷邊邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性？土體滑坡形形態(tài)格式各各樣，主要要取決于土土的性質(zhì)和和工程地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造。1.粗粒土坡的的滑坡深度度淺、形狀狀接近于平平面;2.粘性土滑坡坡面深度到到坡體內(nèi)，，均質(zhì)粘性性土坡滑動動面的形狀狀按塑性理理論分析為為對數(shù)螺旋旋曲面，在在計算中通通常以圓弧弧面代替。。3.判斷邊坡的的穩(wěn)定性，，是以計算算滑動土體體的抗滑力力和滑動力力的比值為為依據(jù)。比比值大于1為安全，等等于1為達到極限限狀態(tài)，小小于1不安全?！?表層滑動的的穩(wěn)定性分分析土坡對象：：無粘性土土破壞形式：：表面淺層層滑坡強度參數(shù)：：內(nèi)摩擦角角考察一無限限長坡，坡坡角為分析一微單元AWTNaA一.無滲流的無無限長土坡坡1）微單元A自重:W=V2)沿坡滑動力：3)對坡面壓力：(由于無限土土坡兩側(cè)作作用力抵消消)4）抗滑力：5)抗滑安全系系數(shù)：RNWANWTaWRNlh無滲流的無無限長土坡坡討論當(dāng)=時，F(xiàn)s=1.0，天然休止角角可見安全系系數(shù)與土容容重?zé)o關(guān)與所選的微微單元大小小無關(guān)。即坡內(nèi)任一一點或平行行于坡的任任一滑裂面面上安全系數(shù)數(shù)Fs都相等思考題：干坡與靜水下，若坡中不變，F(xiàn)s有什么變化二.有滲流情況況(3)抗滑力：

(2)滑動力：2．有滲流砂砂土邊坡安安全系數(shù)(4)抗滑安全系系數(shù)：滲透力平行坡面NWTAaWRNlhJRNWJ自重：滲透力：底面支撐力力N，底面抗滑滑力R(1)取微單元A的土骨架為為隔離體，，作用力二.有沿坡滲流流情況

與無滲流比較Fs減小近一倍注：意味著原來穩(wěn)定的坡，有沿坡滲流時可能破壞3.討論與所選V大小無關(guān)，，亦即在這這種坡中各各點安全系系數(shù)相同與容重有關(guān)關(guān)aWTNAlh三.本節(jié)小結(jié)邊坡對象：：無粘性土土土坡破壞形式：：表面淺層層滑坡分析方法：：考慮為無無限長坡安全系數(shù)：：§3深層滑動的的穩(wěn)定性分分析土層性質(zhì)：：粘性土、、土質(zhì)均勻勻強度參數(shù)：粘粘聚力C，內(nèi)摩擦角破壞形式：實實際滑坡表明明，對于粘性性、均勻土坡坡，在平面應(yīng)應(yīng)變條件下，，其滑動面與與圓?。▓A柱柱面）近似。。OR一、概述總體說有兩種種分析方法：：（1）整體圓弧滑滑動法。主要要適用于均質(zhì)質(zhì)簡單土坡。。所謂簡單土土坡是指土坡坡的坡度不變變，頂面和地地面水平，且且土質(zhì)均勻，，無地下水。。（2）條分法。條條分法對非均均質(zhì)土坡、土土坡外形復(fù)雜雜、土坡部分分在水下情況況均適用。彼得森(K.E.Petterson)于1916首先提出，采采用圓弧滑動動面分析土坡坡穩(wěn)定性。此此后費倫紐斯斯(W.Fellenius,1927)和泰勒(D.W.Taylor,1948)又做了一些改改進。二、圓弧滑動動面的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析基本概念土坡在自重作作用下產(chǎn)生如如圖的滑動，，根據(jù)抗滑動動力矩和滑動動力矩的平衡衡關(guān)系，有土土坡穩(wěn)定性安安全系數(shù)如下下：圖8.7土體的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析2.分析計算方法法

均質(zhì)土

二維

圓弧滑動面

滑動土體呈剛性轉(zhuǎn)動

在滑動面上處于極限平衡狀態(tài)1）假設(shè)條件：：圖8.8土體的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析二、圓弧滑動動面的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析2）平衡條件（（各力對O的力矩平衡））(1)滑動力矩：(3)安全系數(shù)：當(dāng)=0（粘土不排水水強度）時，，(2)抗滑力矩：fWROBdACθ為AC弧二、圓弧滑動動面的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析討論:(1)當(dāng)0時，n是L(x,y)的函數(shù)，無法法得到Fs的理論解(2)其中圓心O及半徑R是任意假設(shè)的的，還必須計計算若干組（（O,R）找到最小安安全系數(shù)———最可能滑動面面(3)適用于飽和粘粘土三、條分法的的基本原理1．原理則，無法求理論解解，是一個個邊值問題，，應(yīng)通過數(shù)值值計算解決。。一個簡化解解決方法是將將滑動土體分分成條—條分法。實際是一種種離散化計算算方法整體圓弧法中中的抗滑力矩矩：n是l(x,y)的函數(shù)，若n不為零AORCsbB-2-1012345672．條分法中的的力和求解條條件Wi大小和方向已已知；滑動面上的Ni、Ti(含cili和Nitgφi)大小未知；土條兩側(cè)，EiFihi由前一個土條條計算得出,Ei＋1、Fi＋1、hi＋1未知；可見，作用在在土條上的作作用力有5個未知數(shù)，可可以建立3個平衡方程，，故為靜不定定問題。（1）未知量數(shù)目目：WihiEihi+1Fi+1Ei+1NiTiFi(2)力平衡條件（（求解條件））簡化計算方法法：1.不考慮土條間間的作用力，，或只考慮其其中的一個；；2.假設(shè)條間力的的作用方向或或規(guī)定Ei和Fi的比值；3.假定條塊間力力的作用位置置，hi已知。四.簡單條分法（（瑞典條分法法）1．基本假設(shè)：：費倫紐斯假設(shè)設(shè)土條兩側(cè)的的合力相等，，作用線重合合，即土條兩兩側(cè)的作用力力相互抵消。。此時土條上上的作用力僅僅有自重和滑滑動面上的兩兩個分力。、2．計算方法：：計算土條自重重將土條自重分分解四.簡單條分法（（瑞典條分法法）滑動面上土的的抗剪強度為為：計算滑動力矩矩和穩(wěn)定力矩矩:計算土坡的穩(wěn)穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)對于均質(zhì)土坡坡3.簡單條分法計計算步驟圓心O，半徑R（如圖）分條：b=R/10編號：過圓心心垂線為0#條中線列表計算liWii變化圓心O和半徑RFs最小ENDAORCsbB-2-1012345674.瑞典簡單條分分法的討論忽略了條間力力，所計算安全系數(shù)數(shù)K值偏??；假設(shè)圓弧滑裂裂面，使K值偏大；總體結(jié)果是K值偏小。越大(條間的抗滑作作用力越大)，K值越偏小。假設(shè)圓弧滑裂裂面，與實際際滑裂面有差差別。一般情況下，，F(xiàn)s偏小10%左左右工程應(yīng)用用中偏于安全全由于忽略了條條塊間的作用用力，只滿足足力矩平衡，，不滿足靜力力平衡。四、畢肖普（Bishop）法畢肖普（A·W·Bishop）1955年提出的一種種簡化計算方方法。該方方法可以考慮慮條塊間的作作用力。但在在考慮整個滑滑動土體力矩矩平衡條件時時，認為各土土條的作用力力對圓心力矩矩之和為零。。1.原理與特點假設(shè)滑裂面為為圓弧不忽略條間作作用力土條的滑裂面面上滿足極限限平衡條件土條在y方向上（豎直直）達到靜力力平衡總體對圓心O力矩平衡四、畢肖普（Bishop）法四、畢肖普（Bishop）法2.推導(dǎo)過程豎向平衡條件件：若土條的穩(wěn)定定安全系數(shù)為為K，與滑滑動面上的切切向力相平衡衡的條件有：：參數(shù)包包含有K，是一超越方方程。采用試試算的方法。。查曲線的方法法。四、畢肖普（Bishop）法2.推導(dǎo)過程簡化四、畢肖普（Bishop）法畢肖普曲線mαi值曲線3.畢肖甫法計算算步驟圓心O，半徑R設(shè)K=1.0計算mqiYESFs最小END計算K/NoYESNo四、畢肖普（Bishop）法4.小結(jié)滿足整體力矩矩平衡條件；；滿足各條塊力力的多邊形閉閉合條件，但但不滿足條塊塊的力矩平衡衡；假設(shè)條塊間作作用力只有法法向力沒有切切向力；滿足極限平衡衡條件。得到的安全系系數(shù)較瑞典條條分法略高一一些。費倫紐斯最危危險滑動面圓圓心的確定方方法五、圓弧滑動動面的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析土坡坡度（豎直:水平）坡角β1:0.5860°29°40°1:145°28°37°1:1.533°41′26°35°1:226°34′25°35°1:318°26′25°35°1:414°02′25°37°1:511°19′25°37°β1及β2的取值五、圓弧滑動動面的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析六.幾種分析計算算方法的總結(jié)結(jié)七、邊坡穩(wěn)定定分析圖解法法土坡穩(wěn)定分析析工作量很大大，許多學(xué)者者整理出坡高高H、坡角α、與土的抗剪剪強度指標c、φ和γ之間的關(guān)系，，并繪制如圖圖關(guān)系，直接接計算土坡穩(wěn)穩(wěn)定性。即知知道其中4個參數(shù)就可以以計算剩余的的數(shù)值?！?水對邊坡穩(wěn)定定的影響從本質(zhì)上講，，水的浸入將將使土的抗剪剪強度指標降