土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性講義講稿

第一節(jié)概述第二節(jié)無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析第三節(jié)粘性土坡的穩(wěn)定分析第七章土坡穩(wěn)定性分析第七章第1頁(yè)/共26頁(yè)第一節(jié)概述土坡：天然土坡

人工土坡（土石壩等）

土坡幾何形態(tài)：坡肩坡頂坡底坡趾坡角坡高坡面一、土坡第七章第2頁(yè)/共26頁(yè)滑坡：斜坡中一部分土體相對(duì)于另一部分土體滑動(dòng)的現(xiàn)象，稱為滑坡。分類：（1）粗粒土滑坡（滑動(dòng)面多為淺層平面形）（2）粘性土滑坡（滑動(dòng)面多為深層圓弧形）產(chǎn)生原因：（1）土中剪應(yīng)力增加（2）土中抗剪強(qiáng)度降低二、滑坡第七章第3頁(yè)/共26頁(yè)

研究?jī)?nèi)容：（1）判斷土坡是否穩(wěn)定（2）設(shè)計(jì)合理的土坡

評(píng)價(jià)方法：極限平衡理論（條分法）步驟：先確定滑面，再計(jì)算滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)，最后判斷滑動(dòng)的可能性。第七章第4頁(yè)/共26頁(yè)第二節(jié)無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定分析定義：粗粒土所堆筑的土坡稱為無(wú)粘性土坡分如下兩種情況考慮：一、均質(zhì)干坡和水下坡二、有滲透水流的均質(zhì)土坡第七章第5頁(yè)/共26頁(yè)一、均質(zhì)干坡和水下坡當(dāng)a=φ時(shí)，F(xiàn)S=1，此時(shí)土體處于極限平衡狀態(tài)，坡角a為天然休止角。砂堆WTNR第七章第6頁(yè)/共26頁(yè)二、有滲透水流的均質(zhì)土坡WJNT穩(wěn)定安全系數(shù)第七章第7頁(yè)/共26頁(yè)第三節(jié)粘性土坡的穩(wěn)定分析工程設(shè)計(jì)中常假定滑動(dòng)面為圓弧面，用圓弧滑動(dòng)法（極限平衡法的一種）分析粘性土坡的穩(wěn)定性。第七章第8頁(yè)/共26頁(yè)一、整體圓弧滑動(dòng)法（瑞典圓弧法）dOCAWTf整體圓弧滑動(dòng)受力示意圖第七章第9頁(yè)/共26頁(yè)二、條分法的基本概念1.原理：條分法是將滑動(dòng)土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對(duì)圓心的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩，然后按下式求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Ｆｓ：2.受力分析圖：第七章第10頁(yè)/共26頁(yè)1)重力Wｉ2)條塊側(cè)面法向力Pi、Pi+1，其作用點(diǎn)離弧面為hi、hi+1

3)條塊側(cè)面切向力Hi、Hi+14)土條底部的法向力Nｉ、切向力Tｉ，

條塊弧段長(zhǎng)為li3.土條i所受的力包括：第七章第11頁(yè)/共26頁(yè)n個(gè)土條，n-1個(gè)分界面，Pi、Hi、hi共3(n-1)個(gè)未知數(shù)；Ni、Ti共2n個(gè)未知數(shù)；Fs一個(gè)未知數(shù)。4.土條i平衡方程：若把滑動(dòng)土體分成n個(gè)條塊，則共有未知數(shù)5n-2個(gè)，可建方程4n個(gè)，為超靜定問(wèn)題。第七章第12頁(yè)/共26頁(yè)5.求解方法：（1）假定條間力的大小與方向的畢肖普法和瑞典條分法；（2）假定條間力的作用方向的不平衡推力傳遞法；（3）假定條間力的作用點(diǎn)位置的簡(jiǎn)布法。第七章第13頁(yè)/共26頁(yè)1.求解前提：

不考慮條塊間的推力（或假定條塊間的推力是作用在一條直線上的，且大小相等，方向相反，即推力產(chǎn)生的合力、合力矩為0）。2.求解方法：三、瑞典條分法（Fellenius條分法）第七章第14頁(yè)/共26頁(yè)第七章第15頁(yè)/共26頁(yè)3.方法的特點(diǎn)：(1)忽略條間力的作用(2)滿足滑動(dòng)土體整體力矩平衡條件(3)不滿足條塊的靜力平衡條件(4)滿足極限平衡條件(5)得到的安全系數(shù)偏低，誤差偏于安全第七章第16頁(yè)/共26頁(yè)第七章第17頁(yè)/共26頁(yè)四、畢肖普法（Bishop法）考慮條塊側(cè)面力1.求解方法：第七章第18頁(yè)/共26頁(yè)2、簡(jiǎn)化比肖普公式第七章第19頁(yè)/共26頁(yè)(1)假設(shè)條塊間作用力只有法向力沒(méi)有切向力；(2)滿足滑動(dòng)土體整體力矩平衡條件；滿足各條塊力的多邊形閉合條件，但不滿足條塊的力矩平衡條件；(4)滿足極限平衡條件；(5)得到的安全系數(shù)比瑞典條分法略高一點(diǎn)。3.簡(jiǎn)化Bishop方法的特點(diǎn)第七章第20頁(yè)/共26頁(yè)五、普遍煌條分法（情Janb倘u法）1.賀求解前惱提：假定條塊映間水平作肯用力的位銹置。2.求訓(xùn)解方法陡：XihiHi+1Pi+1hi+1iHiPihiOiNiWiTii第七章漆第舍21頁(yè)/共26材頁(yè)Hi=Hi+1-HiWiNiPi=Pi+1-PiTi=(cili+Nitgi)/Fsii第七章逼第22頁(yè)/共2殿6頁(yè)第七章籮第23頁(yè)/共2脖6頁(yè)令Hi=0代入求FS/求Pi求Pi，

Hi求Hi求FsFS/=FSFS—FS/<0ENDYN簡(jiǎn)布法勾計(jì)算流妨程圖不一定都揚(yáng)是圓弧面呼,也可以是劉平面第七章飯第鹿24頁(yè)/共2哲6頁(yè)六、最痕危險(xiǎn)滑水裂面的紹確定方近法B1OARH21.均洽勻粘性土淋坡=0時(shí)：第七章壞第貞25