T邊坡穩(wěn)定分析

邊坡穩(wěn)定分析華北水利水電學(xué)院土力學(xué)課程組土力學(xué)教學(xué)課件系列概述邊坡指具有傾斜坡面的巖土體（天然邊坡、人工邊坡）由于邊坡表面傾斜，在巖土體自重及其它外力作用下，整個(gè)巖土體都有從高處向低處滑動的趨勢。邊坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分巖土體相對另一部分巖土體發(fā)生滑動的現(xiàn)象稱為滑坡（土坡、巖坡）概述概述新灘滑坡發(fā)生地點(diǎn)：湖北，長江方量：3000萬方運(yùn)動速度：10m/s運(yùn)動距離：80m死亡人數(shù)：成功預(yù)報(bào)，無直接傷亡災(zāi)害影響：摧毀新灘古鎮(zhèn)，毀壞房屋569間，農(nóng)田780畝，涌浪高54米，浪沉機(jī)動船13艘，木船64只時(shí)間：1985年6月12日概述鹽池河山崩發(fā)生地點(diǎn)：湖北，鄂西方量：100萬方死亡人數(shù)：284人運(yùn)動速度：34米/秒運(yùn)動距離：40米時(shí)間：1980年6月3日概述吉家河滑坡概述概述概述概述概述概述概述引起滑坡的原原因根本原因在于于土體內(nèi)部某某個(gè)面上的剪剪應(yīng)力達(dá)到了了它的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度，穩(wěn)定平平衡遭到破壞壞。剪應(yīng)力達(dá)達(dá)到抗剪強(qiáng)度度的起因有二二（1）剪應(yīng)力增加加（2）土體本身抗抗剪強(qiáng)度減小小引起滑滑坡的的原因因引起滑滑坡的的原因因引起滑滑坡的的原因因無粘性性土坡坡穩(wěn)定定分析析由于無無粘性性土土土粒之之間無無粘聚聚力，，因此此，只只要位位于坡坡面上上的土土單元元能夠夠保持持穩(wěn)定定，則則整個(gè)個(gè)土坡坡就是是穩(wěn)定定的。。有滲流流作用用時(shí)的的無粘粘性土土土坡坡粘性土土坡整整體圓圓弧滑滑動粘性土土由于于土粒粒間存存在粘粘聚力力，發(fā)發(fā)生滑滑坡時(shí)時(shí)是整整塊土土體向向下滑滑動，，坡面面上任任一單單元體體的穩(wěn)穩(wěn)定條條件不不能用用來代代表整整個(gè)土土坡的的穩(wěn)定定條件件。按平面面問題題考慮慮，將將滑動動面以以上土土體看看作剛剛體，，并以以它為為脫離離體，，分析析在極極限平平衡條條件下下其上上各種種作用用力，，而以以整個(gè)個(gè)滑動動面上上的平平均抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度與與平均均剪應(yīng)應(yīng)力之之比來來定義義土坡坡的安安全系系數(shù)。。整體圓圓弧滑滑動穩(wěn)穩(wěn)定分分析整體圓圓弧滑滑動穩(wěn)穩(wěn)定分分析φu=0分析法法一般情情況下下，土土的抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度是是隨著著滑動動面上上的法法向力力的改改變而而變化化的。。對于飽飽和粘粘土，，在不不排水水剪條條件下下φu=0，則有τf=cu粘性土坡坡坡頂出出現(xiàn)裂縫縫時(shí)的計(jì)計(jì)算條分法及及其受力力分析條分法及及其受力力分析假定滑坡坡體和滑滑面以下下土體均均為不變變形的剛剛體，滑滑面為連連續(xù)面，，滑面上上各點(diǎn)的的法向應(yīng)應(yīng)力采用用條分法法獲得，，分析每每一土條條受力，，根據(jù)滑滑塊剛體體極限平平衡條件件，假定定整個(gè)滑滑面上各各點(diǎn)的安安全系數(shù)數(shù)相等，，確定安安全系數(shù)數(shù)。條分法及及其受力力分析土條間法法向作用用力土條間切切向作用用力安全系數(shù)數(shù)Fsn2n-2n-11條分法及及其受力力分析將土坡作作為平面面問題，，對每個(gè)個(gè)土條可可分別列列兩個(gè)正正交方向向的靜力力平衡方方程和一一個(gè)力矩平衡衡方程3n個(gè)方程常用條分分法瑞典條分分法簡化的bishop條分法楊布條分分法不平衡推推力法瑞典條分分法假設(shè)滑動動面為圓圓弧，不不考慮條條間力，，減少2n-2個(gè)未知量量瑞典條分分法成層土和和坡頂有有超載時(shí)時(shí)安全系系數(shù)的計(jì)計(jì)算成層土和和坡頂有有超載時(shí)時(shí)安全系系數(shù)的計(jì)計(jì)算有地下水水和穩(wěn)定定滲流時(shí)時(shí)安全系系數(shù)的計(jì)計(jì)算考慮地震震作用時(shí)時(shí)安全系系數(shù)計(jì)算算在地震區(qū)區(qū)，由于于地殼的的振動而而引起動動力作用用，將影影響到邊邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性，，在分析析時(shí)必須須予以考考慮。根根據(jù)規(guī)范范推薦的的方法，，采用擬擬靜力法法。假定在地震時(shí)時(shí)每一土條重重心處作用著著一個(gè)水平向向的地震慣性性力，對于設(shè)設(shè)計(jì)烈度為8，9度的建筑物，，則同時(shí)還要要加上一個(gè)豎豎向的地震慣慣性力。由于于這兩個(gè)慣性性力的影響，，邊坡的安全全系數(shù)將減小小。Bishop條分法假定滑動面為為圓弧面，考考慮了土條側(cè)側(cè)面的作用力力，假定各土土條底部滑動動面上的抗滑滑安全系數(shù)相相同，即等于于滑動面的平平均安全系數(shù)數(shù)。Bishop采用了有效應(yīng)應(yīng)力方法推導(dǎo)導(dǎo)公式，該法法也可用總應(yīng)應(yīng)力分析Bishop－有效應(yīng)力分分析Bishop－有效應(yīng)力分分析Bishop－有效應(yīng)力分分析力矩平衡簡化后得：Bishop－總應(yīng)力分析析非圓弧滑動面面土坡穩(wěn)定分分析無粘性土坡坡滑面一般般為平面，，均質(zhì)粘性性土坡滑面面一般為圓圓弧面當(dāng)邊坡中存存在明顯的的軟弱夾層層時(shí)，或在在層面傾斜斜的巖面上上填筑土堤堤、挖方中中遇到裂隙隙比較發(fā)育育的巖土體體或有老滑滑坡體等滑滑坡將在軟軟弱面上發(fā)發(fā)生，其破破壞面將與與圓柱面相相差甚遠(yuǎn)。。圓弧滑動動分析的瑞瑞典條分法法和Bishop法不再適用用Janbu和不平衡推推力傳遞法法楊布普遍條條分法－基基本假設(shè)和和受力分析析假定土條間間合力作用用點(diǎn)位置為為已知，這這樣減少了了n-1個(gè)未知量。。條間作用用點(diǎn)位置對對土坡穩(wěn)定定安全系數(shù)數(shù)影響不大大，一般假假定其作用用于土條底底面以上1/3高度處，這這些作用點(diǎn)點(diǎn)連線稱為為推力線。。楊布普遍條條分法－基基本假設(shè)和和受力分析析楊布普遍條條分法－楊楊布法計(jì)算算公式力平衡力矩平衡楊布普遍條條分法－楊楊布法計(jì)算算公式邊界條件安全系數(shù)的的定義和莫莫爾－庫侖侖準(zhǔn)則安全系數(shù)楊布普遍條條分法－楊楊布法計(jì)算算公式計(jì)算步驟（（1）（2）（3）（4）楊布條分法法基本可以以滿足所有有的靜力平平衡條間，，所以是““嚴(yán)格”方方法之一，，但其推力力線的假定定必符合條條間力的合合理性要求求（即土條條間不產(chǎn)生生拉力和剪剪切破壞））。不平衡推力力傳遞法－－基本假設(shè)設(shè)和受力分分析山區(qū)土坡往往往覆蓋在在起伏變化化的基巖上上，土坡失失穩(wěn)多數(shù)沿沿這些界面面發(fā)生，形形成折線滑滑動面，對對這類邊坡坡的穩(wěn)定分分析可采用用不平衡推推力傳遞法法假定條間力力的合力與與上一土條條底面平行行，這樣就就確定了條條間力的作作用方向，，減少了n-1個(gè)未知量，，然后根據(jù)據(jù)各分條力力的平衡條條件，逐條條向下推求求，直至最最后一條土土條的作用用力為零不平衡推力力傳遞法－－計(jì)算公式式推導(dǎo)力平衡莫爾庫侖準(zhǔn)準(zhǔn)則不平衡推力力傳遞法－－計(jì)算步驟驟不平衡推力力傳遞法計(jì)計(jì)算時(shí)，先先假設(shè)安全全系數(shù)為1，然后從坡坡頂?shù)囊粭l條開始逐條條向下推求求Pi，直至求出出最后一條條的推力Pn，Pn必須為零，，否則要重重新假定安安全系數(shù)，，重新計(jì)算算。使用不平衡衡推力法計(jì)計(jì)算時(shí)，抗