土壓力理論和土坡穩(wěn)定分析課件

土壓力理論和土坡穩(wěn)定分析哈爾濱工程大學(xué)建筑工程學(xué)院王濱生滑坡的原因：根本原因在于土體內(nèi)部某個面上的剪應(yīng)力達到了它的抗剪強度，穩(wěn)定平衡遭到破壞。剪應(yīng)力達到抗剪強度的起因有三剪應(yīng)力增加土體本身抗剪強度減小靜水力的作用土坡穩(wěn)定分析邊坡變形示意圖事故實例…1寶成鐵路K190第三次滑坡后全貌事故實例…2南昆鐵路八渡滑坡事故實例…3二郎山隧道東口坍塌使路面懸空事故實例…4二郎山隧道西引道滑坡張裂縫云南元磨高速公路K259三箐公隧道進口滑坡事故實例…5開挖和填筑引起滑坡事故實例…6深圳－汕頭高速公路K101滑坡推倒樁板墻事故實例…7山西長治－晉城高速公路K31砂泥巖順層滑坡，體積達25萬m3事故實例…8北京－珠海高速公路粵北段K108高邊坡滑坡，治理費用2000余萬元事故實例…9黃土滑坡事故實例…10砂泥巖切層滑坡事故實例…11事故實例…12香港寶城大廈因滑坡倒塌事故實例…132001年5月1日20點30分，重慶武隆縣基巖滑坡世界重大滑坡災(zāi)害發(fā)生地點日期滑坡類型災(zāi)害情況爪哇1919泥石流5100人死亡，140個村莊被毀中國甘肅1920.12.16黃土流約20萬人死亡日本久禮19451154人死亡日本東京西南19581100人死亡秘魯1962.6.10冰和巖石崩塌3500多人死亡意大利瓦伊昂1963巖石滑坡進入水庫約2600人死亡巴西19661000人死亡巴西19671700人死亡秘魯Yungay1970.5.31地震引起的碎屑崩塌25000人死亡哥倫比亞1985.11泥流約22000人死亡我國二十多年來滑坡災(zāi)害滑坡名稱發(fā)生地點發(fā)生時間災(zāi)害情況鐵西滑坡成昆鐵西車站1980體積200萬m3，中斷交通40天，治理費2300萬元灑勒山滑坡甘肅省東鄉(xiāng)縣1983.3.7體積5000m3，摧毀4個村莊，227個人死亡雞抓子滑坡四川省云陽縣1982.7.18體積1300萬m3，治理費8500萬元新灘滑坡湖北省秭歸縣1985.6.12體積3000萬m3，摧毀新灘鎮(zhèn)，因提前預(yù)報無傷亡韓城電廠滑坡陜西省韓城市1985.3體積500萬m3，一二期治理費5000余萬元天水滑坡甘肅省天水市1990.8.21體積60萬m3，7人死亡，損失2000多萬元頭寨溝滑坡云南省昭通縣1992體積400萬m3，摧毀1個村莊寶成線滑坡寶成線K1901992.5體積30萬m3，中斷交通35天，改線花費8500萬元黃茨滑坡甘肅省永靖縣1995.1.30體積600萬m3，摧毀71戶民房，因提前預(yù)報無傷亡巖口滑坡貴州省印江縣1996.9.18體積260萬m3，堵斷印江淹沒上游一村鎮(zhèn)八渡車站滑坡南昆線八渡1997.7體積500萬m3，威脅車站安全，治理費9000萬元武隆基巖滑坡重慶武隆縣2001.5.1造成79人死亡，摧毀9層樓房一幢作用于滑坡的因素作用因素對滑坡的作用自然因素風(fēng)化作用巖土體的強度↓降雨(雪)滑體重量和下滑力↑；滑帶土強度和抗滑力↓；灌入裂縫產(chǎn)生靜水壓力；地下水位↑地下水變化滑帶土孔隙水壓力↑；減小抗滑力↓；動水壓力和下滑力↑；潛蝕或溶蝕滑帶抗滑力↓河流沖刷斜坡高度和坡腳陡度和應(yīng)力↑；抗滑支撐力↓地震下滑力↑；抗滑力↓；滑帶土液化崩塌加載坡體重量和下滑力↑；地表水下滲↑人為因素開挖坡腳坡腳應(yīng)力↑，抗滑力↓坡上加載坡體重量和下滑力↑；地表水下滲↑灌溉水下滲滑體重量和下滑力↑，地下水位↑，滑帶土孔隙壓力↑，抗滑力↓采空塌陷下滑力↑；滑帶松弛、地表水下滲，抗滑力↓爆破振動下滑力↑；破壞滑帶，抗滑力↓破壞植被地表水下滲和下滑力↑，抗滑力↓形態(tài)排水支擋加固滑動區(qū)搬出物質(zhì)抗滑區(qū)增加物質(zhì)減緩斜坡坡度地表排水滲水材料坑道排水種植植物擋土墻樁、墩支撐扶壁固定網(wǎng)錨栓土釘錨桿注漿種植植物國際巖土學(xué)會滑坡治理措施抗滑擋墻工程實例…1抗滑樁排工程實例…2預(yù)應(yīng)力錨索框架工程實例…3錨索抗滑樁和錨索地梁工程實例…4坡腳錨索抗滑樁，中部錨索框架工程實例…5坡腳錨索抗滑樁，以上錨索地梁工程實例…6同上工程實例…7坡腳樁板墻工程實例…8路下錨索抗滑樁，路上錨索框架工程實例…9錨索框架工程實例…10錨索框架與錨索樁結(jié)合工程實例…11錨桿框架工程實例…12六棱磚植草防護工程實例…13邊坡排水溝工程實例…14工程實例…15泄水盲洞平孔排水孔鉆進工程實例…16坡腳平孔排水工程實例…17邊坡上土單元自重為：下滑力：抗滑力：安全系數(shù)：當時，干砂天然休止角=內(nèi)摩擦角所以當坡角小于土的內(nèi)摩擦角時邊坡穩(wěn)定無粘性土坡的穩(wěn)定分析1z瑞典圓弧法基本假定均質(zhì)粘性土坡滑動時其滑動面常近似為圓弧形態(tài)。假定滑動面以上的土體為剛性體，即設(shè)計中不考慮滑動土體內(nèi)部的相互作用力。假定土坡穩(wěn)定屬于平面應(yīng)變問題。粘性土坡的穩(wěn)定分析…1費倫紐斯條分法（瑞典條分法或Fellenius法）1、假設(shè)圓弧滑動面，確定圓心和半徑；2、把滑動土體分成若干條（條分法）；3、建立土條的靜力平衡方程求解(取單位厚度計算）ORWiEiXiEi+1Xi+1粘性土坡的穩(wěn)定分析…2粘性土坡的穩(wěn)定分析…3假設(shè)各土條間的合力Si，Si+1平行于滑動面，并且相等（Si=Si+1)。土條的靜力平衡方程，垂直于滑動面破滑動面上的土的抗剪強度：WiEiXiEi+1Xi+1SiSi+1考慮力距平衡對假設(shè)圓心O取矩滑動力矩=抗滑力矩粘性土坡的穩(wěn)定分析…4粘性土坡的穩(wěn)定分析…5簡單土坡最危險滑動面

簡單土坡——指土坡坡面單一、土質(zhì)均勻的土坡。⑴根據(jù)土坡坡度或坡角q，由表5.2查得相應(yīng)的a，b角數(shù)值。⑵根據(jù)a角由坡角腳A點作AE線，使∠EAB=∠a；根據(jù)b角，由坡頂B點作BE線，使與水平線夾角為∠b。⑶AE與BE交點E，為j=0時土坡最危險滑動面的圓心。⑷由坡腳A點豎直向下取H值，然后向土坡方向水平線上取4.5H處為D點。作DE直線向外延長線附近，為j>0時土坡最危險滑動面的圓心位置。⑸在DE延長線上選3～5點作為圓心，計算各自的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)，按一定的比例尺，將K的數(shù)值畫在圓心O與DE正交的線上，并連成曲線。取曲線下凹處的最低點，作直線與DE正交。⑹同理，另一方向，……，即為所求最危險滑動面的圓心位置?！纠}】一均質(zhì)粘性土坡，高5m，坡度為1:2，土的內(nèi)摩擦角15°。粘聚力10kPa，重度18kN/m3，試用條分法計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。例題例題【解】(1)按比例結(jié)出土坡剖面圖，假定滑弧圓心及相應(yīng)的滑弧位置。因為是均質(zhì)土坡，其坡度為1:2，由教材表5-2，查得b1＝25°，b2＝35°，作EO的延長線，在該延長線上取任一點O1作為第一次試算的滑弧中心，通過坡腳作相應(yīng)的滑弧AC，其半徑為R＝10.4m。(2)將滑動土體ABC分成若干土條，并對土條進行編號。為了計算方便，土條寬度可取滑弧半徑的1/10，即b＝0.1R＝1.04m。土條編號如例圖所示。(3)量出各土條中心高度hi，并列表計算sinai，cosai等值(見下表)。(4)量出滑弧中心角q＝80°，計算滑弧長度(5)計算穩(wěn)定安全系數(shù)K，將以上計算結(jié)果代入式，得到第一次試算的穩(wěn)定安全系數(shù)。為例題(6)假定幾個可能的滑動面，重復(fù)(1)~(5)，分別計算相應(yīng)的K值，其中Kmin所對應(yīng)的滑動面則為最危險滑動面。當Kmin＞1時，土坡是穩(wěn)定的，根據(jù)工程性質(zhì)，一般可取1.1～1.5。由上述算例可知，土坡穩(wěn)定計算工作量大。初學(xué)者計算一個滑動圓弧需2小時左右。大型水庫土壩穩(wěn)定計算，上、下游壩坡每一種水位需計算50～80個滑動圓弧，畫出安全系數(shù)的等高線，才能找出最小的安全系數(shù)Kmin。可見這種試算法工作量很大，可采用計算機求解。例題基坑支護技術(shù)擋土結(jié)構(gòu)：1.重力壩式：用深層攪拌旋噴工藝，作擋土隔水，深度可達9.8m2.各種板樁：木板樁、鋼筋砼板樁、鋼板樁，擋土，有一定的隔水作用3.鋼筋砼地下連續(xù)墻：有現(xiàn)場成槽澆注與成槽插入預(yù)制墻，擋土和隔水4.就地灌注排樁：接搓不密貼，只起擋土作用5.勁性水泥土樁（SMW工法）：水泥排樁中插入型鋼，以型鋼受力，水泥土作為隔水帷幕6.其他擋土結(jié)構(gòu)：噴錨護坡、鋼樁插板支撐結(jié)構(gòu)：1.鋼支撐：用傳統(tǒng)型鋼支撐方法2.鋼筋砼支撐：適應(yīng)不規(guī)則基坑體形，使挖土有較大空間3.雙向雙股復(fù)加預(yù)應(yīng)力鋼管支撐：雙股井字形接頭解決傳統(tǒng)鋼支撐空間小的缺點4.土錨桿（土釘）拉錨：擋土結(jié)構(gòu)處側(cè)向向基坑外土體深部打入錨桿，可施加預(yù)應(yīng)力基坑支護技術(shù)了解上海新世紀商廈8m深基坑采用水泥土攪拌樁支護技術(shù)基坑支護技術(shù)了解水泥土攪拌樁支護技術(shù)基坑支護技術(shù)了解南京火