土质边坡稳定性分析

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1、第一节概述第二节无粘性土坡的稳定分析第三节粘性土坡的稳定分析第七章土坡稳定性分析第七章第1页/共26页第一节概述土坡：天然土坡人工土坡（土石坝等）土坡几何形态：坡肩坡顶坡底坡趾坡角坡高坡面一、土坡第七章第2页/共26页滑坡：斜坡中一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象，称为滑坡。分类：（1）粗粒土滑坡（滑动面多为浅层平面形）（2）粘性土滑坡（滑动面多为深层圆弧形）产生原因：（1）土中剪应力增加（2）土中抗剪强度降低二、滑坡第七章第3页/共26页研究内容：（1）判断土坡是否稳定（2）设计合理的土坡评价方法：极限平衡理论（条分法）步骤：先确定滑面，

2、再计算滑坡的稳定性系数，最后判断滑动的可能性。第七章第4页/共26页第二节无粘性土坡的稳定分析定义：粗粒土所堆筑的土坡称为无粘性土坡分如下两种情况考虑：一、均质干坡和水下坡二、有渗透水流的均质土坡第七章第5页/共26页一、均质干坡和水下坡当a=φ时，FS=1，此时土体处于极限平衡状态，坡角a为天然休止角。砂堆WTNR第七章第6页/共26页二、有渗透水流的均质土坡WJNT稳定安全系数第七章第7页/共26页第三节粘性土坡的稳定分析工程设计中常假定滑动面为圆弧面，用圆弧滑动法（极限平衡法的一种）分析粘性土坡的稳定性。第七章第8页/共26页一、整体

3、圆弧滑动法（瑞典圆弧法）dOCAWTf整体圆弧滑动受力示意图第七章第9页/共26页二、条分法的基本概念1.原理：条分法是将滑动土体竖直分成若干土条，把土条当成刚体，分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩，然后按下式求土坡的稳定安全系数Ｆｓ：2.受力分析图：第七章第10页/共26页1)重力Wｉ2)条块侧面法向力Pi、Pi+1，其作用点离弧面为hi、hi+13)条块侧面切向力Hi、Hi+14)土条底部的法向力Nｉ、切向力Tｉ，条块弧段长为li3.土条i所受的力包括：第七章第11页/共26页n个土条，n-1个分界面，Pi、Hi、hi共3(n-

4、1)个未知数；Ni、Ti共2n个未知数；Fs一个未知数。4.土条i平衡方程：若把滑动土体分成n个条块，则共有未知数5n-2个，可建方程4n个，为超静定问题。第七章第12页/共26页5.求解方法：（1）假定条间力的大小与方向的毕肖普法和瑞典条分法；（2）假定条间力的作用方向的不平衡推力传递法；（3）假定条间力的作用点位置的简布法。第七章第13页/共26页1.求解前提：不考虑条块间的推力（或假定条块间的推力是作用在一条直线上的，且大小相等，方向相反，即推力产生的合力、合力矩为0）。2.求解方法：三、瑞典条分法（Fellenius条分法）第七章第14页/

5、共26页第七章第15页/共26页3.方法的特点：(1)忽略条间力的作用(2)满足滑动土体整体力矩平衡条件(3)不满足条块的静力平衡条件(4)满足极限平衡条件(5)得到的安全系数偏低，误差偏于安全第七章第16页/共26页第七章第17页/共26页四、毕肖普法（Bishop法）考虑条块侧面力1.求解方法：第七章第18页/共26页2、简化比肖普公式第七章第19页/共26页(1)假设条块间作用力只有法向力没有切向力；(2)满足滑动土体整体力矩平衡条件；满足各条块力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡条件；(4)满足极限平衡条件；(5)得到的安全系数比瑞典

6、条分法略高一点。3.简化Bishop方法的特点第七章第20页/共26页五、普遍条分法（Janbu法）1.求解前提：假定条块间水平作用力的位置。2.求解方法：XihiHi+1Pi+1hi+1iHiPihiOiNiWiTii第七章第21页/共26页Hi=Hi+1-HiWiNiPi=Pi+1-PiTi=(cili+Nitgi)/Fsii第七章第22页/共26页第七章第23页/共26页令Hi=0代入求FS/求Pi求Pi，Hi求Hi求FsFS/=FSFS—FS/<0ENDYN简布法计算流程图不一定都是圆弧面,也可以是平面第七章第24页/

7、共26页六、最危险滑裂面的确定方法B1OARH21.均匀粘性土坡=0时：第七章第25页/共26页C1BAHO1E12O2FS1FG4.5HDHMO3'O1'O4'O2'FS4O3C3O4C4C22.均匀粘性土坡>0时：第七章第26页/共26页