第二篇與第四章

1、第二篇與第四章第1頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日第四章斜坡穩(wěn)定性分析及下滑推力計(jì)算目錄第一節(jié) 穩(wěn)定性分析的常用方法第二節(jié).穩(wěn)定系數(shù)與安全系數(shù)第三節(jié) 滑坡推力計(jì)算第四節(jié) 抗剪強(qiáng)度參數(shù)的獲取第2頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日第一節(jié) 穩(wěn)定性分析的常用方法一.穩(wěn)定性分析的途徑與方法1.定性分析1)EG類比法：該法是將已有天然或人工邊坡的研究經(jīng)驗(yàn)（包括穩(wěn)定的和破壞的），用于新研究邊坡的穩(wěn)定性分析。如：坡角、計(jì)算參數(shù)取值。類比法有經(jīng)驗(yàn)性和地區(qū)性的特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)必須全面分析已有邊坡和新邊坡兩者之間的EG條件的相似性和差異性。同時(shí)還應(yīng)考慮工程的規(guī)模、類型等

2、。第3頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日2).圖解法包括： 赤平極射投影 實(shí)體比例投影 （孫玉科） 摩擦圖（HOCK) 塊體理論（GOODMAN)2. 定量分析極限平衡法將滑體視為剛體,一般按平面破壞處理，有時(shí)也按契行破壞計(jì)算。 簡單平面破壞 雙滑塊型破壞 階梯形破壞（折線形） 圓弧形破壞 第4頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日處理方法：a.（巖石力學(xué)的一般方法）瑞典條分法：對(duì)土質(zhì)邊坡，不考慮塊體間的相互作用；b.Bishop法：考慮塊體間的相互作用；c.傳遞系數(shù)法：處理折線形破壞邊坡；（最常用）d.等K,非等K。2）有限元法（位移法求解）單元的

3、位移系數(shù)Fs穩(wěn)定性系數(shù)等直線圖第5頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日3）概率分析法基于影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素具有可變性，因此，近二十年來概率法逐漸被用于邊坡穩(wěn)定性分析。視：slope stability問題隨機(jī)過程 影響因素（ c 、 邊坡尺寸、地下水位)隨機(jī)變量 調(diào)查、試驗(yàn)、分析各變量的分布函數(shù)，從而確定邊坡穩(wěn)定狀態(tài)的概率值破壞概率：穩(wěn)定性系數(shù)Fs=KS二.安全系數(shù)的取值問題（KS）KS的取值在邊坡工程中具有更重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義！KS的取值涉及多種因素：勘察資料的準(zhǔn)確性、完整性工程規(guī)模破壞后的后果施工控制的可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)取值第8頁，共21頁，2022年，5月20日，

4、20點(diǎn)32分，星期日由于涉及因素多而復(fù)雜，目前國內(nèi)外對(duì)KS的取值不太統(tǒng)一。1.香港邊坡巖土工程手冊(cè)推薦的取值方案（1.01.4）新開挖邊坡KS取值表. 對(duì)生命產(chǎn)生的危險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)防止生命損失推薦的KS輕微的低的高的防止經(jīng)濟(jì)損失推薦的KS可忽視的1.01.21.4低的1.21.21.4高的1.41.41.4注：在生命損失有高風(fēng)險(xiǎn)范圍的邊坡，當(dāng)預(yù)計(jì)的地下水條件較差時(shí)，還要再取1.1的穩(wěn)定系數(shù)第9頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日為已有邊坡的分析和邊坡采取補(bǔ)救與加固措施而推薦的KS：對(duì)生命產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)防止生命損失推薦的KS輕微的低的高的1.01.11.22.美國阿波羅尼亞咨詢工程

5、公司推薦的KS（1975）危險(xiǎn)可能性高中等低基于由實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的設(shè)計(jì)1.51.41.3考慮到現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的最大地震加速度的設(shè)計(jì)1.21.11.0第10頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日4. E.HOCK等認(rèn)為，在大部分采礦條件下，短期保持穩(wěn)定的邊坡KS取1.3，較永久的邊坡KS取1.55.G.S.GEDNEY等人提出，公路工程邊坡設(shè)計(jì)的 KS一般在1.251.5之間。3.加拿大采礦部門推薦的KS（1972存在危險(xiǎn)性不存在危險(xiǎn)性建立在峰值抗剪強(qiáng)度參數(shù)上的設(shè)計(jì)1.51.3建立在殘余抗剪強(qiáng)度參數(shù)上的設(shè)計(jì)1.31.2考慮百年一遇的地震加速度的設(shè)計(jì)1.21.1第11頁

6、，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日6.我國巖土工程勘察規(guī)范規(guī)定：1)新設(shè)計(jì)的邊坡：一級(jí)邊坡工程：1.31.5二級(jí)邊坡工程：1.151.30三級(jí)邊坡工程：1.051.152)驗(yàn)算已有邊坡穩(wěn)定：KS1.101.25，當(dāng)需要對(duì)邊坡增大坡角或開挖坡腳時(shí)，應(yīng)按新設(shè)計(jì)的邊坡選用KS值。7.建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對(duì)一級(jí)建筑物，KS取1.25；對(duì)二級(jí)建筑物取1.15；三級(jí)建筑物取1.05。第12頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日8.鐵道部路基手冊(cè)認(rèn)為：KS取值一般介于1.051.25之間。9.水利水電工程地質(zhì)手冊(cè)認(rèn)為：土質(zhì)邊坡KS不小于1.21.3；巖質(zhì)邊坡

7、不小于1.31.5。綜合上述資料，有以下特點(diǎn)：1.建議的KS值多在1.051.50之間；2.新設(shè)計(jì)的邊坡KS取值大于已有邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)的KS取值；3.造成生命財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)高的邊坡Ks取值大于風(fēng)險(xiǎn)低的邊坡Ks取值；4.要求長期穩(wěn)定的邊坡的Ks值大于要求短期穩(wěn)定邊坡的Ks值；5.采用峰值抗剪強(qiáng)度參數(shù)計(jì)算時(shí)的Ks取大值時(shí)，采用殘余抗剪強(qiáng)度參數(shù)計(jì)算；6.Ks取值時(shí)需考慮所采用的計(jì)算方法及勘察、試驗(yàn)資料的可靠性。第13頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日第三節(jié) 滑坡推力計(jì)算 當(dāng)需要在滑坡變形體前緣適當(dāng)?shù)囟卧O(shè)置支護(hù)建筑物（如：擋土墻、抗滑樁等）時(shí)，必須計(jì)算出施加于支擋建筑物上的荷載

8、，即滑坡變形體的推力。設(shè)推力在數(shù)值上相當(dāng)于該支擋建筑物處的滑坡剩余下滑力。一、計(jì)算前提(1)每段滑體的下滑力方向與其所在條塊的滑面(帶)平行；(2)橫向按每1m寬計(jì)算，略去兩側(cè)的摩擦阻力不計(jì)；(3)視滑體為連續(xù)而無壓縮的介質(zhì)，由后向前傳遞下滑力作整體滑動(dòng)，不計(jì)滑體內(nèi)部的局部應(yīng)力作用；第14頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日(4)作用在任一分界面上的推力分布圖形，當(dāng)滑體上層和下層的滑動(dòng)速度大體一致時(shí)，可假定為矩形，對(duì)于軟塑體或塑流滑坡，底部滑速往往大于其表層，其推力分布圖形為三角形，介于上述兩種情形之間者，推力分布圖形可假定為梯形。二、計(jì)算公式如右圖：第15頁，共21頁，

9、2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日式中：Pi，Pi-1分別為第i塊、第i-1塊滑塊的剩余下滑力（KN/m），若第i塊前有支擋物，Pi即為作用在支擋物上的推力； Ks安全系數(shù)； 傳遞系數(shù)； Tii塊下滑分力； Rii塊的抗滑力。其它也要考慮地震力、水的影響。三、注意事項(xiàng)1.當(dāng)滑坡體具有多層滑動(dòng)面（帶）時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各滑動(dòng)面的滑坡推力。第16頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日2.選擇滑坡變形體具代表性的縱剖面進(jìn)行計(jì)算，縱剖面一般不宜少于3個(gè)，且應(yīng)相互平行，其中應(yīng)有一個(gè)是主滑斷面。3.根據(jù)不同斷面的計(jì)算推力設(shè)計(jì)相應(yīng)的抗滑結(jié)構(gòu)。4.滑帶（面）的強(qiáng)度指標(biāo)，應(yīng)以切合實(shí)際的

10、試驗(yàn)資料與反算結(jié)果互相核對(duì)后的數(shù)值為準(zhǔn)，并應(yīng)考慮日后可能出現(xiàn)的含水條件與巖土性質(zhì)的變化。5.計(jì)算中1)當(dāng)某塊的RiTi，且PiRi的塊段開始往下計(jì)算至最終塊段。2)當(dāng)某塊的RiTi，且Pi0時(shí)，則Pi繼續(xù)往下傳遞。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日第四節(jié) 抗剪強(qiáng)度參數(shù)的獲取一、試驗(yàn)法現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)：三軸、直剪、中剪二、類比法、經(jīng)驗(yàn)法三、反算法反分析法：綜合反算法和聯(lián)立方程求解法1.綜合反算法：假定滑坡變形體處于極限平衡狀態(tài)，將滑動(dòng)力與抗滑力均代入計(jì)算中，然后反求滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度。第18頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日1)對(duì)粘性土，令

11、0，求綜合粘聚力C值；2)對(duì)非粘性土、裂隙控制的邊坡，令C=0，求綜合內(nèi)摩擦角值；3)大部分滑帶土C, 兼有，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，先假定C值，反求。按滑體厚度，C值的經(jīng)驗(yàn)取法：滑體厚度C值（Kpa）55101015152020第19頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日2.聯(lián)立方程求解法為了能同時(shí)反求主滑段的C， 值，在地質(zhì)條件類似，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程類似和變形發(fā)育階段類似的斷面可以用滑坡推力公式聯(lián)立求解C, 值。同一滑坡可選擇距主滑面大致相等距離的兩個(gè)斷面建立方程，也可用用一性質(zhì)的滑坡群中的兩個(gè)滑坡斷面聯(lián)立求解。 推力公式：Pi=Pi-1 i+KSTi-Ri 由于處于極限平衡狀態(tài)，Ks1，即最后一塊滑塊的剩余下滑力Pi0，根據(jù)上述原則建立聯(lián)立方程組為：P1n-1 n+T1n R1n=0 （一斷面） P2n-1 n+T2n R2n=0 （二斷面）第20頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)32分，星期日3.注意事項(xiàng)（具體操作）1)恢復(fù)極限平衡剖面反算是爭取對(duì)新近發(fā)生的滑坡：恢復(fù)滑前剖面，認(rèn)為處于極限概率平衡狀態(tài)（k=1），求出C, 。將反算的C, 用于計(jì)算，評(píng)價(jià)滑動(dòng)后坡體的穩(wěn)定性（精度較