粘性與無粘性土土坡的穩(wěn)定

任務7土坡穩(wěn)定性分析1概述2無粘性土土坡的穩(wěn)定分析3粘性土土坡的穩(wěn)定分析4工程實際中的邊坡穩(wěn)定問題土坡——由土體構(gòu)成、具有傾斜坡面的土體。一、概述土坡天然土坡（如山坡、江河岸坡）人工土坡挖方坡（如基坑、路塹、溝渠）填方坡（如路堤）1．天然土坡:由天然地質(zhì)作用形成的土坡。如山坡、江河岸坡

2、人工土坡：由人工開挖或回填形成的土坡。

¤挖方：溝、渠、坑、池露天礦¤填方：堤、壩、路基、堆料小浪底土石壩土坡穩(wěn)定性是土木工程建設中十分重要的問題，如何進行土坡穩(wěn)定性分析？在工程中該如何合理設計邊坡才達到經(jīng)濟及安全的要求？若土坡中最危險滑動面上τ達到τf

→土坡滑動失穩(wěn)→滑坡實質(zhì)是土體發(fā)生了剪切破壞滑坡：指土坡在土體自重及外荷載作用下，一定范圍內(nèi)的土體整體地沿某一滑動面向下和向外滑動而喪失其穩(wěn)定性我國是滑坡災害頻發(fā)的國家云南徐村水電站溢洪道土坡滑坡唐家山堰塞湖是汶川大地震后形成的最大堰塞湖，地震后山體滑坡，阻塞河道形成。

堰塞湖一旦決口會對下游形成洪峰。伴隨次生災害的不斷出現(xiàn)，堰塞湖的水位可能會迅速上升，有可能導致重大洪災城市中的滑坡問題（香港，重慶）填方挖方香港1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoadEarly1972滑坡前前June1972滑坡后造成土土坡滑滑動失失穩(wěn)的的原因因1、剪應應力τ加大：：外界荷荷載作作用或或土坡坡環(huán)境境變化化等導導致土土中剪剪應力力τ加大，，破壞壞了土土體內(nèi)內(nèi)原來來的應應力平平衡狀狀態(tài)。。例：由于在在坡頂頂堆放放材料料或建建造建建筑物物使坡坡頂受受荷。?；蛴捎捎诖虼驑?、、車輛輛行駛駛、爆爆破、、地震震等引引起的的振動動改變變了原原來的的平衡衡狀態(tài)態(tài)；雨雨水作作用重重度增增加等等2、抗剪剪強度度τf降低：：外界各各種因因素的的影響響導致致土體體抗剪剪強度度τf降低例：雨水滲滲入坡坡中，，土質(zhì)質(zhì)變軟軟，抗抗剪強強度降降低。。震動動使土土的抗抗剪強強度降降低。。1)沿坡滑動力：（剪切力）2)對坡面壓力：3）抗滑力

：（抗剪切力）

4)抗滑安全系數(shù)：二、無無粘粘性土土土坡坡的穩(wěn)穩(wěn)定分分析Hβ為坡角角φ為土的的內(nèi)摩摩擦角角分析：：在坡面面上取取一單單元體體M，其自自重為為W無粘性性土坡坡c=0破壞形形式：：表面面淺層滑坡坡即坡面為最易滑動動的面當β＜φ時，K＞1，土坡穩(wěn)定β=φ時，K=1，土坡處于極限平平衡狀態(tài)β＞φ時，K＜1，土坡失穩(wěn)無粘性土坡在自然然穩(wěn)定狀態(tài)下的極極限坡角β稱為自然休止角，其值等等于內(nèi)摩擦角φ通常為保證土坡有有足夠的安全儲備備一般取K≥1.1～1.5結(jié)論：無粘性土坡的穩(wěn)定定性與坡高H無關(guān)，與材料的重重量無關(guān)。與坡角角β、內(nèi)摩擦角φ有關(guān)。β越小，φ越大，K越大，土坡越穩(wěn)定定一、均質(zhì)粘性土坡坡滑動面的形式粘性土存在c，均質(zhì)粘性土坡滑滑動時，其滑動面面常是曲面，破壞壞前，一般在坡頂頂首先出現(xiàn)張力裂裂縫，然后沿某一一曲面產(chǎn)生整體滑滑動為了簡化分析，通通常粘性土坡的假設滑滑動面為圓弧滑動面圓弧滑動面的形式式一般有3種坡腳圓坡面圓中點圓三、粘性土土坡坡的穩(wěn)定分析⑴圓弧滑動面通過坡坡腳B點，稱為坡腳圓⑵圓弧滑動面通過坡坡面上E點，稱為坡面圓⑶圓弧滑動面通過坡坡腳以外的A點，且圓心位于坡面中點的垂直線線上，稱為中點圓滑動面的形式與坡坡角β、φ、c及土中硬層的位置置等有關(guān)P257圖10-4粘性土坡常用的穩(wěn)穩(wěn)定分析方法有：：整體穩(wěn)定分析法主要適用于均質(zhì)簡單粘粘性土坡整體圓弧滑動法穩(wěn)定數(shù)法→使用方便，應掌握握如條分法適用于非均質(zhì)土坡坡、土坡外形復雜雜、土坡部分在水水位下、坡上有荷載等等較復雜土坡，故應用廣瑞典條分法畢肖普條分法楊布（非圓?。l條分法如滑動土體4工程實際中的邊坡坡穩(wěn)定問題一、邊坡設計：邊坡設計應符合下下列原則：1.邊坡設計應保護和和整治邊坡環(huán)境,邊坡水系應因勢利利導,設置排水設施。2.建筑物的布局應依依山就勢，防止大挖大填。3.邊坡工程程的設計計前，應應進行詳詳細的工工程地質(zhì)質(zhì)勘察，，并應對邊坡的的穩(wěn)定性性作出準準確的評評價4.邊坡的支支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)應進行排排水設計計。5.支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)后面的的填土，應選擇擇透水性性強的填填料。邊坡坡度度允許值值當?shù)刭|(zhì)條條件良好好,土質(zhì)均勻勻且地下下水不豐豐富時，，邊坡開開挖允許許值土的類別密實度或狀態(tài)坡高在5m以內(nèi)坡高在5m~10m碎石土

密實中密稍密1：0.35~1：0.501：0.50~1：0.751：0.75~1：1.001：0.35~1：.501：0.50~1：.751：0.75~1：.00

粘性土堅硬硬塑1：0.75~1：1.001：100~1：1.251：1.00~1：251：1.25~1：1.5二、滑坡防治治：必須根據(jù)據(jù)工程地地質(zhì)、水水文地質(zhì)質(zhì)條件以以及施工工影響等等因素，，認真分分析滑坡坡可能發(fā)發(fā)生或發(fā)發(fā)展的主主原因，，可采取取下列防防治滑坡坡的處理理措施：：1.排水：應設置排排水溝以以防止地地面水浸浸入滑坡坡地段，，必要時時尚應采采取防滲滲措施。。2.支擋：根據(jù)滑坡坡推力的的大小、、方向及及作用點點，可選選用重力力式抗滑滑擋墻、、阻滑樁樁及其他他抗滑結(jié)結(jié)構(gòu)。3.卸載：在保證卸卸載區(qū)上上方及兩兩側(cè)巖土土穩(wěn)定的的情況下下，可在在滑體主主動區(qū)卸卸載，但但不得在在滑體被被動區(qū)卸卸載；4.反壓：在滑體的的阻滑區(qū)區(qū)段增加加豎向荷荷載以提提高滑體體的阻滑滑安全系系數(shù)。三、土坡坡坡頂建建（構(gòu)））筑物地地基穩(wěn)定定性位于穩(wěn)定定土坡坡坡頂上的的建筑，《建筑地基基規(guī)范》規(guī)定，當當垂直于于坡頂邊邊緣線的的基礎底底面邊長長b≤3m時，基礎底面面外邊緣緣線至坡坡頂邊緣緣線的水水平距離a≥2.5m，且符合合下式要要求，則基礎礎所引起的附加加應力不不影響土土坡的穩(wěn)穩(wěn)定性條形基礎礎矩形基礎礎邊坡有危巖、孤孤石、崩崩塌體等不穩(wěn)定定的跡象象時要先先做妥善善處理。。對軟土土土坡和和極易風風化的軟軟質(zhì)巖石石邊坡，，開挖后后應對坡腳、坡坡面采取噴漿、抹抹面、嵌嵌補、砌砌石等保保護措施施，并作好好坡頂、坡坡腳排水水。高達530m的邊坡錨錨固共60頁第14頁2土壁支護護邊坡支護護補充內(nèi)容容擋土墻設設計一、擋土土墻類型型1.重力式擋擋土墻塊石或素素混凝土土砌筑而而成，靠靠自身重重力維持持穩(wěn)定，，墻體抗抗拉、抗抗剪強度度都較低低。墻身身截面尺尺寸大，，一般用用于低擋擋土墻。。2.懸臂式擋擋土墻鋼筋混凝凝土建造造，立臂臂、墻趾趾懸臂和和墻踵懸懸臂三塊塊懸臂板板組成，，靠墻踵踵懸臂上上的土重重維持穩(wěn)穩(wěn)定，墻墻體內(nèi)拉拉應力由由鋼筋承承擔，墻墻身截面面尺寸小小，充分分利用材材料特性性，市政政工程中中常用墻頂墻基墻趾墻面墻背墻趾墻踵立壁鋼筋3.扶壁式擋擋土墻針對懸臂臂式擋土土墻立臂臂受力后后彎矩和和撓度過過大缺點點，增設設扶壁，，扶壁間間距（0.8～1.0）h，墻體穩(wěn)定定靠扶壁壁間填土土重維持持4.錨定板式與錨錨桿式擋土墻墻預制鋼筋混凝凝土面板、立立柱、鋼拉桿桿和埋在土中中錨定板組成成，穩(wěn)定由拉拉桿和錨定板板來維持墻趾墻踵扶壁墻板錨定板基巖錨桿二、擋土墻計計算1.穩(wěn)定性驗算：：抗傾覆穩(wěn)定定和抗滑穩(wěn)定定2.地基承載力驗驗算擋土墻計算內(nèi)內(nèi)容3.墻身強度驗算算墻后排水措施施擋土墻后填土土由于雨水入入滲，抗剪強強度降低，土土壓力增大，，同時產(chǎn)生水水壓力，對擋擋土墻穩(wěn)定不不利，因此擋擋土墻應設置置很好的排水水措施，增加加其穩(wěn)定性墻后填土宜宜選擇透水水性較強的的填料，例例如砂土、、礫石、碎碎石等，若若采用粘土土，應混入入一定量的的塊石，增增大透水性性和抗剪強強度，墻后后填土應分分層夯實填土質(zhì)量要要求泄水孔粘土夯實濾水層泄水孔粘土夯實粘土夯實截水溝上?！吧徎ê优吓暇霸贰痹诮欠空w倒塌6月27日6時左右，上上海閔行區(qū)“蓮花河畔小小區(qū)”一棟棟在建13層住宅樓整整體倒塌。。這是建國國以來建筑筑業(yè)最令人人恐怖的倒倒樓事件。。共60頁第33頁2土壁支護共60頁第34頁2土壁支護共60頁第35頁2土壁支護兩側(cè)壓力差產(chǎn)生的的水平力超過了樁樁基的抗側(cè)能力駭人聽聞的上海倒倒樓事件令土木人人蒙羞，開發(fā)商、、承包商、監(jiān)理工工程師和負有監(jiān)管管職責的政府官員員將被釘在土木建建設史的恥辱柱上上！共60頁第36頁2土壁支護⑶邊坡有危巖、孤石、崩崩塌體等不穩(wěn)定的跡象象時要先做妥善善處理。對軟土土土坡和極易風風化的軟質(zhì)巖石石邊坡，開挖后后應對坡腳、坡面