粘土邊坡的安全系數(shù)計算

粘土邊坡的安全系數(shù)計算第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六目錄第一章緒論第二章粘土邊坡安全系數(shù)計算一般方法第三章運(yùn)動條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例第四章邊坡的加固方法2023/4/232第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第一章緒論1、邊坡的定義:①巖體、土體在自然重力作用或人為作用而形成一定傾斜度的臨空面；②為保證路基穩(wěn)定，在路基兩側(cè)做成的具有一定坡度的坡面2、邊坡應(yīng)用學(xué)科：水利科技（一級學(xué)科）；巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖土工程（二級學(xué)科）；巖土工程（水利）（三級學(xué)科）3、邊坡的分類：一、按成因分類：可分為人工邊坡和自然邊坡；二、按地層巖性分類：可分為土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡。a：按巖層結(jié)構(gòu)分為：1層狀結(jié)構(gòu)邊坡、2塊狀結(jié)構(gòu)邊坡、3網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)邊坡；b：按巖層傾向與坡向的關(guān)系分為：1順向邊坡、2反向邊坡、3直立邊坡。三、按使用年限分類：可分為永久性邊坡和臨時性邊坡。2023/4/233第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第一章緒論4、邊坡的應(yīng)用背景：邊坡作用的范圍異常廣泛，較為常用的如工程中基坑的建造、堤壩的建造、公路的路堤、汽車火車道路軌道的防護(hù)、山體下?lián)跬翂Φ脑O(shè)計等等5、邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)：一般定義為沿假定滑裂面的抗滑力與滑動力的比值，當(dāng)該比值大于1時，坡體穩(wěn)定；等于1時，坡體處于極限平衡狀態(tài)；小于1時，邊坡即發(fā)生破壞。6、邊坡安全系數(shù)研究的目的和意義：邊坡不僅作用廣泛、而且其所處位置起的決定性作用也較大，關(guān)系著整個工程的成敗與否甚至人們的生命財產(chǎn)安全，因此詳細(xì)計算出各個邊坡的安全系數(shù)顯得異常重要，不僅可以提高整個工程的實(shí)用效率，同時也可以為人們提供更多的保障。無論計算量大小，都必不可少。2023/4/234第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第二章粘土邊坡安全系數(shù)計算的一般方法整體圓弧滑動法條分法瑞典條分法畢肖普條分法普通條分法（簡布法）有限元法2023/4/235第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第二章粘土邊坡安全系數(shù)計算的一般方法圓弧滑動法：在工程設(shè)計中常假定土坡滑動面為圓弧面，建立這一假定的穩(wěn)定分析方法，稱為圓弧滑動法。條分法：將滑動體分成若干個垂直土條，把土條視為剛體，分別計算各土條上的力對滑弧中心的滑動力矩和抗滑力矩，最后求出土坡穩(wěn)定安全系數(shù)。瑞典條分法：假設(shè)滑動面為圓弧面，將滑動體分為若干個豎向土條，并忽略各土條之間的相互作用力。2023/4/236第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第二章粘土邊坡安全系數(shù)計算的一般方法畢肖普條分法：這種方法仍然假定滑動面為圓弧面，并假定各土條底部滑動面上的抗滑安全系數(shù)均相同，都等于整個滑動面上的平均安全系數(shù)。普通條分法（簡布法）:假定條塊間水平作用力的位置每個條塊都滿足全部靜力平衡條件和極限平衡條件，滑動土體的整體力矩平衡條件也自然得到滿足，而且它適用于任何滑動面而不必規(guī)定滑動面是一個圓弧面。有限元法：把土坡當(dāng)成變形體，按照土的變形特性，計算出土坡內(nèi)的應(yīng)力分布，然后再引入圓弧滑動面的概念，驗算滑動土體的整體抗滑穩(wěn)定性。2023/4/237第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第三章運(yùn)動條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例1.按比例繪出土坡剖面2.任選一圓心O，確定滑動面，將滑動面以上土體分成幾個等寬或不等寬土條3.每個土條的受力分析2023/4/238第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第三章運(yùn)動條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例4.滑動面的總滑動力矩5.滑動面的總抗滑力矩6.確定安全系數(shù)2023/4/239第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第三章運(yùn)動條分法原理進(jìn)行實(shí)際算例【例】某土坡如圖所示。已知土坡高度H=6m，坡角=55°，土的重度=18.6kN/m3，內(nèi)摩擦角=12°，粘聚力c=16.7kPa。試用條分法驗算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)

2023/4/2310第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六分析:①按比例繪出土坡，選擇圓心，作出相應(yīng)的滑動圓?、趯⒒瑒油馏w分成若干土條，對土條編號③量出各土條中心高度hi、寬度bi，列表計算sini、cosi以及土條重Wi，計算該圓心和半徑下的安全系數(shù)④對圓心O選不同半徑，得到O對應(yīng)的最小安全系數(shù)；⑤在可能滑動范圍內(nèi)，選取其它圓心O1，O2，O3，…，重復(fù)上述計算，求出最小安全系數(shù)，即為該土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)2023/4/2311第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六計算①按比例繪出土坡，選擇圓心，作出相應(yīng)的滑動圓弧取圓心O，取半徑R=8.35m②將滑動土體分成若干土條，對土條編號③列表計算該圓心和半徑下的安全系數(shù)0.601.802.853.754.103.051.501111111.1511.1633.4853.0169.7576.2656.7327.9011.032.148.559.4158.3336.6212.671234567編號中心高度(m)條寬(m)條重WikN/mβ1(o)

Wisini

9.516.523.831.640.149.863.0Wicosi

1.849.5121.3936.5549.1243.3324.86合計186.60258.632023/4/2312第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第四章邊坡的加固方法1、工程防護(hù)（1）抹面與捶面（2）灌漿與勾縫（3）水泥土護(hù)坡（4）護(hù)面墻（5）噴漿或噴射混凝土防護(hù)（6）噴錨防護(hù)（7）土釘墻（8）預(yù)應(yīng)力錨索梁2、植物防護(hù)（1）種草（2）鋪草皮（3）植樹2023/4/2313第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六第四章邊坡的加固方