第五章土壓力與土坡穩(wěn)定性

第五章土壓力與土坡穩(wěn)定5.1概述5.2靜止土壓力計算5.3朗肯土壓力理論5.4庫侖土壓力理論5.5擋土墻設計5.6土坡的穩(wěn)定性分析5.1

概述擋土結構物(擋土墻)

用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側向荷載傳遞分散到填土上的一種結構物。擋土結構物上的土壓力

由于土體自重、土上荷載或結構物的側向擠壓作用，擋土結構物所承受的來自墻后填土的側向壓力。1、剛性擋土墻本身變形極小，只能發(fā)生整體位移重力式懸臂式扶壁式

錨拉式（錨碇式）一、擋土墻剛性擋土墻的位移及土壓力分布垮塌的重力式擋墻垮塌的護坡?lián)鯄κХ€(wěn)的立交橋加筋土擋土墻懸臂式擋土墻重力式擋土墻加筋式擋土墻2、柔性擋土墻本身會發(fā)生變形，墻上土壓力分布形式復雜錨桿板樁板樁變形板樁上土壓力實測計算臨時支撐系統(tǒng)的位移及土壓力分布3、臨時支撐土壓力分布受施工過程和變位條件的影響剛性擋土墻土壓力計算比較簡單，其它類型的土壓力計算大都以剛性墻為依據(jù)本章要討論的中心問題

剛性擋土墻上的土壓力性質及土壓力計算，包括土壓力的大小、方向、分布及合力作用點

一、擋土墻擋土結構物及其土壓力支撐天然斜坡E地下室側墻E填土E填土堤岸擋土墻拱橋橋臺E靜止土壓力被動土壓力主動土壓力土壓力二、土壓力的類型作用在擋土墻上的土壓力墻體位移與土壓力類型擋土墻所受土壓力的大小并不是一個常數(shù)，而是隨位移量的變化而變化。E橋面拱橋橋臺二、土壓力的類型1、靜止土壓力：墻本身不發(fā)生變形和任何位移（移動和轉動），土處于彈性平衡狀態(tài)。堅硬地基上，斷面較大E02、主動土壓力：墻離開填土向前發(fā)生位移至土體達到極限平衡狀態(tài)。一般擋土墻Ea3、被動土壓力：墻向填土方向發(fā)生位移至土體達到極限平衡狀態(tài)。橋臺Ep三、影響土壓力的因素1、填土性質：包括填土重度、含水量、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力的大小及填土表面的形狀（水平、向上傾斜、向下傾斜）等。2、擋土墻形狀、墻背光滑程度、結構形式。3、擋土墻的位移方向和位移量。5.2

靜止土壓力計算靜止土壓力墻體不發(fā)生任何位移=0相當于天然地基土的應力狀態(tài)（側限狀態(tài)）嵌巖的擋土墻地下室對于側限應力狀態(tài)，理論上：K0=μ/(1-μ)

svsvshσ0=shzK0:靜止土壓力系數(shù)

對于砂土、正常固結粘土由于土的μ

很難確定，K0常用經(jīng)驗公式計算靜止土壓力計算HzE0總靜止土壓力5.3

朗肯土壓力理論一、朗肯土壓力理論的假定和條件

1.擋土墻背面豎直2.墻背光滑3.墻后填土面水平朗肯土壓力理論是英國學者朗肯1857年根據(jù)均質的半無限土體的應力狀態(tài)和土處于平衡狀態(tài)的應力條件提出的。朗肯極限平衡應力狀態(tài)

自重應力作用下，半無限土體內(nèi)各點的應力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的情況。3fv=zK0v主動極限平衡應力狀態(tài)s1s345+f/21fv=zK0v被動極限平衡應力狀態(tài)s1s3s3s145-f/2無粘性土土體的極限平衡狀態(tài)粘性土二、朗肯主動土壓力計算－填土為粘性土豎向應力為大主應力水平向應力為小主應力粘性土的極限平衡條件于是：主動土壓力強度σa=3fv=zK0v朗肯主動土壓力計算－填土為粘性土主動土壓力強度－朗肯主動土壓力系數(shù)負號45+f/2z0－z0z>z0

z<z0

HEa總主動土壓力－z0朗肯主動土壓力計算－填土為粘性土朗肯主動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）s145+f/2豎向應力為大主應力水平向應力為小主應力無粘性土的極限平衡條件z于是：主動土壓力強度σa=3fv=zK0v

σa=s3朗肯主動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）s145+f/2

σa=s3z主動土壓力強度－朗肯主動土壓力系數(shù)總主動土壓力三、朗肯被動土壓力計算－填土為粘性土豎向應力為小主應力水平向應力為大主應力粘性土的極限平衡條件于是：被動土壓力強度σp=1fv=zK0v朗肯被動土壓力計算－填土為粘性土被動土壓力強度－朗肯被動土壓力系數(shù)正號EpH總被動土壓力朗肯被動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）豎向應力為小主應力水平向應力為大主應力無粘性土的極限平衡條件于是：被動土壓力強度σp=1fv=zK0v45-f/2

σp=s1s3z朗肯被動土壓力計算－填土為無粘性土（砂土）45-f/2

σp=s1s3z被動土壓力強度－朗肯被動土壓力系數(shù)總被動土壓力四、幾種常見情況下的主動土壓力計算1填土上有荷載pa=3fv=z+qK0vs145+f/2z

σa=s3q朗肯土壓力理論三、幾種常見情況下的主動土壓力計算1填土上有荷載s145+f/2zpa=s3q令z=z0，σa=0，可得臨界深度計算公式若荷載q較大，則z0會出現(xiàn)負值，此時說明在墻頂處存在土壓力，其值z0

=0求得。2、成層填土情況g1

f1c1g2

f2c2H1H2f2

<

f1f2

>

f1c1=c2=0時g2

f2

H1H2g1

f1

f1

=

f2

時g2

>

g1g2

<

g1g1

=

g2

時2.成層填土情況（以無粘性土為例）1，12，23，3σa1上σa1下σa2上σa3上σa2下σa3下?lián)跬翂笥袔讓硬煌惖耐翆?，先求豎向自重應力，然后乘以該土層的主動土壓力系數(shù)，得到相應的主動土壓力強度h1h2h3說明：合力大小為分布圖形的面積，作用點位于分布圖形的形心處H1H23填土中有水水下部分用浮容重土壓力土壓力水壓力靜水情況水壓力5.4

庫侖土壓力理論

墻背傾斜、粗糙、填土傾斜時？庫侖土壓力理論庫侖C.A.Coulomb(1736-1806)

由上一節(jié)可知，朗肯土壓力理論必須假定：墻背光滑、垂直、墻后填土表面水平。如果墻背不光滑、不垂直、填土表面不水平，怎么辦？庫侖（C.A.Coulomb）研究了墻背傾斜、墻背與填土之間有摩擦角、墻后填土表面也傾斜、任意填土類型等條件下土壓力分布特征后，于1773年提出了庫侖土壓力理論！即墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動楔體時的土壓力計算方法。5.4

庫侖土壓力理論（1）擋土墻后土體為均勻各向同性無粘性土（c=0);（2）擋土墻后產(chǎn)生主動或被動土壓力時墻后土體形成滑動土楔，其滑裂面為通過墻踵的平面；（3）滑動土楔可視為剛體。庫侖土壓力理論根據(jù)滑動土楔處于極限平衡狀態(tài)時的靜力平衡條件來求解主動土壓力和被動土壓力。一、庫侖土壓力理論的基本假設二、庫侖主動土壓力計算擋土墻墻背與垂線的夾角為α土體表面與水平線夾角為β墻背與土體的摩擦角為δ

由庫侖土壓力計算假定知：當墻背向離開土體方向移動一定值時，墻后填土處于主動極限平衡狀態(tài)，滑裂面為AB和BC，形成滑動的剛性的土楔體ABC。此時，作用在土楔體上的力有：W/G－土楔體的自重R－滑裂面BC上反力E－墻背對土楔反力E和R都在法線之下還有阻止土楔體下滑，在AB、BC面上產(chǎn)生的摩阻力，二、庫侖主動土壓力計算取滑動土楔ABC為隔離體分析，W(G)通過三角形ABC的形心，方向垂直向下;E與AB面的法線成δ角(δ是墻背與土體間的摩擦角)，E與水平面夾角為α+δ；R與BC面的法線成φ角(φ為土的內(nèi)摩擦角)BC面與豎直面成θ角，所以R與豎直面夾角為90°-θ-φ。二、庫侖主動土壓力計算根據(jù)力的平衡原理可知：W(G)、E、R三個力應交于一點，而且組成閉合的力三角形。在力三角形中：二、庫侖主動土壓力計算由正弦定理：將力三角形中的數(shù)值代入：得到：在土楔體三角形ABC（底為BC，高為h）中將W代入E式中，有：隨著土楔體滑動面（BC）坡角θ角度的變化，G、R、E也隨之發(fā)生變化，其中E的最大值Emax即為庫侖主動土壓力值Ea。庫侖主動土壓力計算公式為：三、庫侖被動土壓力計算此時，作用在土楔體上的力有：土楔體的自重W/G滑裂面BC上反力R墻背對土楔反力E

E和R都在法線之上。

還有阻止土楔體下滑，在AB、BC面上產(chǎn)生的摩阻力按與求主動土壓力相同的方法可求得庫侖被動土壓力計算公式為：三、庫侖被動土壓力計算5.5

擋土墻設計5.5.1概述5.5.2擋土墻的構造與布置5.5.3擋土墻土壓力計算5.5.4擋土墻設計總則5.5.6重力式擋土墻設計5.5.1

概述1.擋土墻的含義用來支擋天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。為防止土體滑塌而修筑的，主要承受側向土壓力的墻式建筑物。2.擋土墻的作用1）防止路基邊坡或基底滑動；2）收縮坡腳，減少占地面積，保護重要建筑物；3）防止水流沖刷和浸蝕，防止壓縮河床等作用；4）支擋滑坍，縮短涵洞長度，保護橋臺及連接路堤等作用。一、擋土墻(RetainingWall)的用途應用：支撐路堤、路塹、隧道洞口、橋梁兩端及河岸等。3.

擋土墻的使用場合1)路塹擋墻

用于陡峭山坡的路塹底部，降低邊坡高度、減少開挖或者邊坡防止地質不良地段的滑坡。2)路堤擋墻

收縮坡腳，減少填方量；防止邊坡或基底(對于陡坡路堤)滑動，保證沿河路堤不受水流沖刷。3)路肩擋墻

用于支擋陡坡路堤下滑；抬高公路路基高程；收縮坡腳，減少占地，減少填方量。4)山坡?lián)鯄τ糜谥跎狡赂采w層或滑坡下滑。用作支承橋梁上部建筑及保證橋頭填土穩(wěn)定。5)橋頭擋墻二、擋土墻的類型按擋土墻位置分:路塹擋墻，路堤擋墻，路肩擋墻和山坡?lián)鯄Φ?。按擋土墻的墻體材料分:石砌擋墻，混凝土擋墻，鋼筋混凝土擋墻，磚砌擋墻，木質擋墻和鋼板墻等。按擋土墻的結構形式分:重力式，半重力式，衡重式，懸臂式，扶壁式，錨桿式，拱式，錨定板式，板樁式和垛式等。重力式擋土墻(Gravityretainingwall)1.依靠墻身自重承受土側壓力2.一般用漿砌片石砌筑，在缺乏石料地區(qū)或墻身較高時也用混凝土灌注3.形式簡單、取材容易、施工簡便，但對地基的承載能力要求較高懸臂式擋土墻(Cantileverretainingwall)1.采用鋼筋混凝土材料、由立臂、墻趾板、墻踵板三部分組成，墻的斷面尺寸較小2.墻高時立臂下部的彎矩較大，需設置較多鋼筋3.宜在石料缺乏、地基承載力較低的填方地段位用4.墻高不宜大于7m扶壁式擋土墻(Counterfortretainingwall)1.當懸臂式擋墻的立臂較高時，沿墻長方向每隔一定距離加一道扶壁把墻面板和墻踵板連接起來，以減小立臂下部的彎矩2.扶壁式擋墻宜在石料缺乏、地基承載力較低的地段使用，墻高不宜大于10m。錨定板擋土墻(Anchoredbulkheadretainingwall)

錨定板擋土墻是由鋼筋混凝土墻面板和錨桿及錨定板共同組成，靠固定在穩(wěn)定區(qū)的錨定板提供的抗拔力來維持墻體的穩(wěn)定。加筋土擋土墻(Reinforcedearthretainingwall)1.由墻板、拉筋和填料共同組成的擋土結構，由拉筋和填土間的摩阻力來抵抗側向土壓力；2.加筋土擋土墻適用于石料缺乏地區(qū)，由于其為柔性結構，對地基承載力的要求不高，能適應地基輕微的變形，一般對墻高沒有限制。5.5.2擋土墻的構造與布置一、擋土墻的構造擋土墻的組成示意圖（一）墻身

1.墻背石砌擋土墻斷面形式圖a)仰斜；b)垂直；c)俯斜；d)凸形折線式；e)衡重式2.

墻面考慮墻趾處地面的橫坡度。3.

墻頂石砌擋土墻墻頂?shù)淖钚挾?，漿砌的不小于50cm，干砌的不小于60cm。為保證交通安全，在地形險峻地段，或過高過長的路肩墻的墻頂應設置護欄。4.護欄墻頂墻面墻背傾角α護欄（二）基礎1.

基礎形式的選擇擋土墻通常采用淺基礎，只有在特殊情況下，才使用樁基。絕大多數(shù)擋土墻的基礎直接設置在天然地基上。當?shù)鼗浫?，墻身較高時，為減少基底壓應力，增加穩(wěn)定性，墻趾可做成臺階，以拓寬基底。地基為較弱土層時，可用砂礫、碎石、礦渣或石灰土等質量較好的材料換填，以提高地基承載力。a）擴大基礎；b)鋼筋混凝土底板；c)臺階形基礎；d)拱形基礎（縱斷面）2.

基礎埋置深度的確定考慮沖刷線及凍結深度。（三）排水設施1.

排水設施的作用2.

排水設施包括地面排水和墻身排水兩部分泄水孔（四）沉降縫與伸縮縫為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂，應根據(jù)地基地質條件及墻高墻身斷面的變化情況，設置沉降縫；為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用而產(chǎn)生的裂縫，須設置伸縮縫。沉降縫與伸縮縫二、擋土墻的布置（一）擋土墻的橫向布置主要是在路基橫斷面圖上進行擋土墻位置的選定，確定出是路塹墻、路肩墻、路堤墻或浸水擋墻，并確定斷面形式及初步尺寸。確定擋土墻的起訖點和墻長，選擇擋土墻與路基或其他結構物的銜接方式。按地基及地形情況進行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置。布置各段擋土墻的基礎。布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。（二）擋土墻的縱向布置5.5.3擋土墻土壓力計算一、作用在擋土墻上的力系主要力系：擋土墻自重及位于墻上的衡載；墻后土體的主動土壓力（包括超載）；基底的支撐力與摩阻力；墻前土體的被動土壓力；浸水墻的常水位靜水壓力及浮力。附加力：季節(jié)性或規(guī)律性作用于墻的各種力，如波浪沖擊、洪水。特殊力：偶然出現(xiàn)的力，如地震力、水面物撞擊力等。作用在擋土墻上的力系在一般地區(qū)，擋土墻設計僅考慮主要力系，在浸水地區(qū)還應考慮附加力，而在地震區(qū)應考慮地震對擋土墻的影響。各種力的取舍，應根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件，按最不利的組合作為設計的依據(jù)。二、一般條件下庫侖(Coulomb)主動土壓力計算主動土壓力(Activeearthstress)被動土壓力(Passiveearthstress)靜止土壓力(Staticearthstress)三種不同性質的土壓力路基擋土墻的土壓力考慮：路基擋土墻一般都有可能有向外的位移或傾覆，因此，在設計中按墻背土體達到主動極限平衡狀態(tài)考慮，且取一定的安全系數(shù)以保證墻背土體的穩(wěn)定。墻趾前土體的被動土壓力一般不計。庫倫理論的基本假定：(1)

假設墻背填料為均質的散粒體，粒間僅有摩阻力而無粘結力存在。擋土墻和土楔是無壓縮或拉伸變形的剛體。(3)當墻后土體開始破裂時，土體處于極限平衡狀態(tài)，破裂棱體在其自重G、墻背反力E和破裂面上反力R的作用下維持靜力平衡。(4)

通過墻踵假擬若干個破裂面；而其中使主動土壓力值達到最大的那個破裂面，即為最大危險的破裂面。(2)

當墻身向外移動或繞墻趾外傾時，墻背填料內(nèi)會出現(xiàn)一通過墻踵的破裂面。將具有和對數(shù)螺旋線相似的實際破裂面以一平面代替。(5)

假定土壓應力沿墻高呈直線分布，土壓力作用在墻高的下三分點處（土楔上無荷載作用時），與墻背的法線夾角為δ。1.破裂面交于內(nèi)邊坡由正弦定理：將破裂棱體自重G轉換為擋土墻高H的函數(shù)，得:式中：γ—墻后填土的重度（kN/m3）

φ—填土的內(nèi)摩擦角(°)δ—墻背與填土間的摩擦角(°)β—墻后填土表面的傾斜角(°)，

α—墻背傾斜角(°)，俯斜墻背α為正，仰斜墻背α為負；

H—擋土墻高度(m)最大主動土壓力——最危險破裂面的確定當參數(shù)ψ、、δ、α、β固定時，Ea隨破裂面的位置而變化，即Ea是破裂角θ的函數(shù)。取dEa/dθ=0，得到最大土壓力公式和最危險破裂角如下：P＝cosαsinβcos(ψ-)-sincosψcos(α-β)Q=cos(α-β)cos(ψ+)-cos(ψ-)cos(α+δ)R＝cossinψcos(α-β)-sinαcos(ψ-)cosβ

土壓力通式：Ea=γ(A0tgθ-B0)cos(θ+φ)/sin(θ+ψ)2.破裂角交于路基面a)交于荷載內(nèi)側；b)交于荷載中部；c)交于荷載外側。1)破裂面交于荷載中部

2)破裂面交于荷載外側

3)破裂面交于荷載內(nèi)側

3.破裂面交于外邊坡

當擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài)，即認為超過了承載力極限狀態(tài)：1)整個擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體失去平衡；2)擋土墻構件或連接部件因材料強度超過而破壞，或因過度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；3)擋土墻結構變?yōu)闄C動體系或局部失去平衡。一、擋土墻的設計原則1.承載力極限狀態(tài)5.5.4擋土墻設計總則

擋土墻出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：1)影響正常使用或外觀變形；2)影響正常使用或耐久性的局部破壞（包括裂縫）；3）影響正常使用的其它特定狀態(tài)。2.正常使用極限狀態(tài)5.5.5重力式擋土墻設計一、擋土墻穩(wěn)定性驗算1.

抗滑穩(wěn)定性驗算

為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應驗算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力，用抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc表示。若將豎直方向的力和水平方向的力Ex分別按傾斜基地的法線方向和切線方向分解，則傾斜基地法向力和切向力為：式中：—基底傾角，即基底與水平面的夾角。擋土墻在設置傾斜基地后的抗滑穩(wěn)定系數(shù)應為：

增加抗滑穩(wěn)定性的方法土質地基，不陡1:5；巖石地基，不陡于1:3凸榫的高度按照抗滑穩(wěn)定性要求設計，高寬比滿足圬工剛性角的要求傾斜基底凸榫基底2.

抗傾覆穩(wěn)定性驗算檢查墻身繞墻趾向外轉動傾覆的抵抗能力。式中：

ZG—墻身、基礎及其上的土重合力重心到墻趾的水平距離，m；

Zy—土壓力垂直分力作用點到墻趾的水平距離，m；

Zx—土壓力水平分力作用點到墻趾的水平距離，m；改善擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性措施①改變墻身胸坡或背坡。當橫向斷面凈空不受限制，地面較平緩，可放緩胸坡是墻體重心后移，增大抗傾力臂。也可以改變豎直墻背為仰斜墻背。②改變墻身斷面類型。當橫向坡度較陡，凈空受限制時，可采用衡重臺，或卸荷板等減少土壓力，增大穩(wěn)定力矩③展寬墻趾。展寬已有擴大基礎，直接增大穩(wěn)定力矩，這是常用的方法。增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法

1.

展寬墻趾

2.

改變墻面及墻背坡度

3.

改變墻身斷面類型

二、基底應力及合力偏心距驗算為了保證擋土墻基底應力不超過地基承載力，應進行基底應力驗算；同時，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。1.基礎地面的壓應力(1)軸心荷載作用時式中：P—基底平均壓應力，kPa；

A—基礎底面每延米的面積，即基礎寬度，B1.0(m2)

N1—每延米作用于基底的總豎向力設計值，kN；(2)偏心荷載作用時作用于基底的合力偏心距e為：式中：Zn—作用于基底的合力的法向分

力N對O點的力臂(m)式中：pmax,pmin——基底邊緣最大、最小壓應力設計值，kN；

B——基礎寬度，m。①當時

②當時基底的一側將出現(xiàn)拉應力，考慮到一般情況下地基與基礎間不能承受拉力，故不計拉力而按應力重分布計算基底最大壓應力。式中：

2.基底合力偏心距地基條件合力偏心矩非巖石地基較差的巖石地基堅密的巖石地基軟土、松砂、一般粘土緊密細紗、粘土中密碎、礫石，中砂基底合力偏心距

為了保證墻身具有足夠的強度，應根據(jù)經(jīng)驗選擇1～2個控制斷面進行驗算，如墻身底部、二分之一墻高處、上下墻(凸形及衡重式墻)交界處。三、墻身截面強度驗算驗算斷面的選擇墻身截面強度驗算包括法向應力和剪應力驗算。1.法向應力及偏心距e驗算驗算I-I截面的強度，獲取I-I截面以上的土壓力，墻身自重和截面寬度，具體計算方法與普通擋土墻驗算方法一致。考慮主要組合時，截面偏心距ei≤0.3Bi，以保證墻型的合理性?？紤]主要組合時，應使最大壓應力和最大拉應力不超過圬工的容許應力。2.剪應力驗算重力式擋土墻只驗算水平剪應力。對I-I剪切面上的水平剪力等于I-I截面以上墻身所受水平土壓力式中：[τ]—圬工的容許剪應力(kPa)[例]如圖中所示，路肩式擋土墻墻身為M7.5漿砌片石圬工，墻與地基土之間的摩擦系數(shù)為f=0.4，地基為粘性土質，容許承載力，墻身圬工容重，墻后填土，墻背摩擦角，墻高H=5m，在土壓力作用下，試確定該墻尺寸。墻身截面抗滑穩(wěn)定驗算：

[解]如右圖所示，墻重G為：所以不能滿足抗滑要求，需重新擬定擋土墻尺寸。取墻頂寬為2m，胸坡坡度為1:0.3,墻背坡度為1:0.25，墻高不變，如下圖所示。(1)抗滑穩(wěn)定檢算：所以滿足要求(2)抗傾覆穩(wěn)定檢算：(3)合力偏心矩檢算：(4)擋土墻墻身H/2截面強度檢算。(a)法向應力(b)剪應力因此，所擬定的擋土墻尺寸滿足穩(wěn)定要求。一、基本概念1、一些名詞土坡：具有傾斜坡面的土體。天然土坡：自然地質作用形成的土坡，如山坡、江河岸坡等人工土坡：由人工開挖或填筑形成的土坡，如基坑、渠道、土壩、路堤等。特性：由于坡面傾斜，在自重和外載作用下，土體具有自上而下的滑動趨勢。5.6

土坡的穩(wěn)定性分析土坡失穩(wěn)：部分土體在自然或人為因素影響下，沿某一界面發(fā)生局部向下向外滑動的現(xiàn)象。失穩(wěn)表現(xiàn)：實際工程中，按規(guī)模及性質表現(xiàn)為滑坡、塌方、坍塌、溜塌、溜滑等多種形式。后果：交通中斷、河道堵塞、廠礦和城鎮(zhèn)被掩埋、工程建設受阻等，人類生命財產(chǎn)受到威脅。一、基本概念2、土坡穩(wěn)定分析發(fā)展歷史及現(xiàn)狀與土壓力及地基承載力同時發(fā)展朗肯及庫侖土壓理論被推廣到土坡穩(wěn)定分析和地基承載力計算，即極限平衡法。特點：只考慮靜力平衡條件和土的莫爾-庫侖破壞準則，通過分析土體在破壞時的平衡來求解。一、基本概念推廣：整體圓弧滑動法、穩(wěn)定數(shù)法、瑞典條分法、畢肖普法、簡布法、傳遞系數(shù)法、Spencer法、Sarma法等。現(xiàn)在，隨著計算機的發(fā)展，許多嚴格的應力-應變分析的數(shù)值方法，已經(jīng)逐漸應用到邊坡穩(wěn)定分析中。象有限元法、邊界元法、離散元法、不連續(xù)變形分析法、流形元法等。一、基本概念3、影響土坡穩(wěn)定的因素土坡坡度：兩種表示。①坡比（高平比）1：2；②坡角大小。土坡高度（H）：指坡腳至坡頂之間的鉛直距離。土的性質（γ、c、Φ）：抗剪強度指標值大的更安全。氣象條件：雨季水的滲透使土的強度降低。地下水滲透（水的滲透力、土壩下游）：滲透力存在則不利水的滲透力、土壩下游。地震：產(chǎn)生附加荷載；使孔隙水壓升高，降低土體抗剪強度。一、基本概念二、圓弧法1、基本原理根據(jù)土坡極限平衡穩(wěn)定進行計算。均質土失穩(wěn)，滑動面呈曲面。粘性土坡滑動曲面接近圓弧，按圓弧計算。土體繞圓心轉動滑動力矩、抗滑力矩、穩(wěn)定安全系數(shù)、試算法確定Kmin5.6

土坡的穩(wěn)定性分析