6.3-土坡穩(wěn)定分析課件

第6.3節(jié)土坡穩(wěn)定分析6.3.1概述6.3.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析6.3.3粘性土坡的穩(wěn)定分析本章目錄6.3.1概述邊坡穩(wěn)定分析對(duì)象：土石壩、庫(kù)區(qū)邊坡，堤壩填筑土質(zhì)、巖質(zhì)邊坡土坡：具有傾斜面的土體坡肩坡頂坡面坡角坡趾坡高坡底坡度：1:m天然土坡

江、河、湖、海岸坡

山、嶺、丘、崗、天然坡人工土坡

挖方：溝、渠、坑、池

填方：堤、壩、路基、堆料一部分土體在外因作用下，相對(duì)于另一部分土體滑動(dòng)滑坡：易貢滑坡堰塞湖滑坡堆積區(qū)扎木弄溝易貢巨型高速滑坡及堰塞湖平面示意圖滑坡原因1）振動(dòng)：地震、爆破2）土中水位升、降4）水流沖刷：使坡腳變陡5）凍融：凍脹力及融化含水量升高6）人工開(kāi)挖：基坑、船閘、壩肩、隧洞出入口3）降雨引起滲流、軟化

土坡穩(wěn)定性分析的目的：檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的土坡斷面是否安全合理。6.3.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析破壞形式：表面淺層滑動(dòng)1）微單元A自重:W=

V2）沿坡滑動(dòng)力：3）對(duì)坡面壓力：（由于無(wú)限土坡兩側(cè)作用力抵消）4）抗滑力：5）抗滑安全系數(shù)：WTNa坡與水平夾角為

砂土內(nèi)摩擦角為

WRNA6.3.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析當(dāng)

=

時(shí)，F(xiàn)s=1.0，天然休止角安全系數(shù)與土容重

無(wú)關(guān)與所選的微單元大小無(wú)關(guān)

坡內(nèi)任一點(diǎn)或平行于坡的任一滑裂面上安全系數(shù)Fs都相等8.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析有沿坡滲流情況降雨正常蓄水土壩下游水位驟降的土壩上游逸出段6.3.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析8.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析討論：W’T’NaA

l

hJ意味著原來(lái)穩(wěn)定的坡，有沿坡滲流時(shí)可能破壞

與所選

V大小無(wú)關(guān)，亦即在這種坡中各點(diǎn)安全系數(shù)相同

與重度有關(guān)

與無(wú)滲流比較Fs減小近一倍6.3.2無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析破壞特點(diǎn)OR由于存在粘聚力C，與無(wú)粘性土坡不同；其危險(xiǎn)滑裂面位置在土坡深處；對(duì)于均勻土坡，在平面應(yīng)變條件下，其滑動(dòng)面可用一圓弧（圓柱面）近似。6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析1整體圓弧滑動(dòng)法（瑞典Petterson）2瑞典條分法（瑞典Fellenius）3畢肖普法（Bishop）4Janbu法5Spencer（斯賓塞法）方法6Morgenstern-Price（摩根斯坦—普賴斯法）方法7陳祖煜的通用條分法8不平衡推力傳遞法9Sarma（沙爾瑪法）方法計(jì)算方法：1整體圓弧滑動(dòng)法（瑞典圓弧法）

均質(zhì)土

二維

圓弧滑動(dòng)面

滑動(dòng)土體呈剛性轉(zhuǎn)動(dòng)

在滑動(dòng)面上處于極限平衡條件假設(shè)條件OR6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析ORCBA平衡條件（各力對(duì)圓心O的力矩平衡）(1)滑動(dòng)力矩：(3)安全系數(shù)：當(dāng)

=0（粘土不排水強(qiáng)度）時(shí)，注：（其中是未知函數(shù)）(2)抗滑力矩：dW

6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析討論：ORdCBAW

1當(dāng)

0時(shí)，

n是l(x,y)的函數(shù)，無(wú)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，還必須計(jì)算若干組（O,R）找到最小安全系數(shù)

——最可能滑動(dòng)面3適用于飽和軟粘土，即

=0

情況6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析ORdCBAW

2條分法的基本原理及分析源起整體圓弧法：

n

是l(x,y)的函數(shù)思路離散化分條條分法AORC

ibB-2-1012345676.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析3瑞典條分法（簡(jiǎn)單條分法）PiHiTiNi

ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定：圓弧滑裂面；不考慮條間力AORC

ibB-2-1012345676.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析TiNi

iWiAORC

ibB-2-101234567滑動(dòng)力矩穩(wěn)定力矩

6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析對(duì)于均質(zhì)土坡圓心O，半徑R（如圖）分條：b=R/10編號(hào)：過(guò)圓心垂線為0#條中線列表計(jì)算li

Wi

i變化圓心O和半徑Rk最小ENDTiNi

iWiAORC

ibB-2-101234567計(jì)算步驟8.3粘性土坡的穩(wěn)定分析瑞典條分法的討論AORC

ibB-2-101234567假設(shè)圓弧滑裂面，與實(shí)際滑裂面有差別

忽略條間力，使得計(jì)算安全系數(shù)K偏小假設(shè)圓弧滑裂面，使K偏大最終結(jié)果是K偏小，

越大K

越偏小一般情況下，K偏小10%左右工程應(yīng)用中偏于安全8.3粘性土坡的穩(wěn)定分析4畢肖甫（Bishop）法PiHiTiNi

ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定：圓弧滑裂面；條間切向力=06.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析Pihi+1TiNi

iWiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567∑Fz=0土坡尚未破壞時(shí)(K＞1)，土條滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度只發(fā)揮了一部分,滿足平衡條件：方程組求解，得到：6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析hi+1PiTiNi

iWiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567或查P177圖8-156.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析AORC

ibB-2-101234567圓心O，半徑R設(shè)K=1.0計(jì)算m

i變化圓心O和半徑R

K最小ENDNo計(jì)算步驟計(jì)算K/△K=K/-K<δK/=

K

PiTiNi

ihi+1WiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567畢肖甫法的討論(2)大多數(shù)情況下是精確的