土坡稳定分析

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1、土坡稳定分析◆概述◆基本概念与基本原理概述天然土坡人工土坡由于地质作用而自然形成的土坡在天然土体中开挖或填筑而成的土坡山坡、江河岸坡路基、堤坝坡底坡脚坡角坡顶坡高土坡稳定分析问题概述1．天然土坡江、河、湖、海岸坡概述2．人工土坡¤挖方：沟、渠、坑、池露天矿概述2．人工土坡¤填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝基本概念与基本原理一、基本概念1．天然土坡：由长期自然地质营力作用形成的土坡，称为天然土坡。2．人工土坡：人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土坡。3．滑坡：土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位

2、移,以至丧失原有稳定性的现象。4．圆弧滑动法：在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面，建立这一假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。它是极限平衡法的一种常用分析方法。基本概念与基本原理一、基本概念滑坡香港1900年建市，1977年成立土力工程署港岛1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20伤)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad基本概念与基本原理一、基本概念基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理1.土坡失稳原因分析（1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水

3、能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。（2）斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。（3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。内部因素基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理1.土坡失稳原因分析（1）降水或地下水的作用：持续的降雨或地下水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐溶解，土质

4、变软，强度降低；还可使土的重度增加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这些原因，采用相应的排水措施。（2）振动的作用：如地震的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；施工打桩或爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。（3）人为影响：由于人类不合理地开挖，特别是开挖坡脚；或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近；在斜坡上建房或堆放重物时，都可引起斜坡变形破坏。外部因素基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理2

5、.无粘性土坡稳定性分析(1)一般情况下的无粘性土土坡TT均质的无粘性土土坡，在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘结力只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的单元体稳定T>T土坡整体稳定NW基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理2.无粘性土坡稳定性分析(1)一般情况下的无粘性土土坡WTTN稳定条件：T>T砂土的内摩擦角抗滑力与滑动力的比值安全系数基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理2.无粘性土坡稳定性分析(2)有渗流作用时的无粘性土土坡分析稳定条件：T>T+JWTTN

6、J顺坡出流情况:/sat≈1/2，坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡稳定安全系数将近降低一半基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理3.粘性土坡稳定性分析(1)瑞典圆弧滑动法NfWROBd假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况：滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比饱和粘土，不排水剪条件下，u＝0，τf＝cuCA基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理3.粘性土坡稳定性分析粘性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝CRdBAWfONAz0深度近似采用土压力临界深度裂缝的出

7、现将使滑弧长度由AC减小到AC，如果裂缝中积水，还要考虑静水压力对土坡稳定的不利影响Fs是任意假定某个滑动面的抗滑安全系数，实际要求的是与最危险滑动面相对应的最小安全系数假定若干滑动面最小安全系数(1)瑞典圆弧滑动法基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理3.粘性土坡稳定性分析最危险滑动面圆心的确定β1β2ROβBA对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚=0圆心位置由β1，β2确定OBβ1β2βAHE2H4.5HFs>0圆心位置在EO的延长线上(1)瑞典圆弧滑动法基本概念与基本原理二、基本规

8、律与基本原理3.粘性土坡稳定性分析(2)条分法abcdiβiOCRABH对于外形复杂、>0的粘性土土坡，土体分层情况时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩滑动土体分为若干垂直土条土坡稳定安全系数基本概念与基本原理二、基本规律与基本原理3.粘性土坡稳定性分析(2)条分法条分法分析步骤IabcdiβiOCRABH1.按比例绘出土坡剖面2.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面