武汉理工大学土力学7.第7章土坡稳定分析

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1、第七章土坡稳定分析
§7.1概述
§7.2无黏性土土坡稳定分析
§7.2黏性土土坡稳定分析
§7.3边坡稳定分析的总应力法和有效应力法§7.1概述
土坡：具有倾斜坡面的土体。
边坡：具有倾斜坡面的岩土体。
土坡种类：天然土坡、人工土坡。坡肩坡顶坡面坡高坡底坡脚坡角土坡的几何要素
1．天然土坡•(1)江、河、湖、海岸坡
1．．天然土坡．天然土坡•(2)山山、山、、岭、岭岭、岭、、丘、丘丘、丘、、岗、岗岗、岗、、天然坡、天然坡贵州洪家渡
2．．人工土坡．人工土坡¤挖方：：沟：沟沟、沟、、渠、渠渠、渠、、坑、坑坑、坑

2、、、池、池露天矿滑坡土坡丧失其原有稳定性，，一部分土体相对于另，一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象称滑坡滑坡前征兆：：坡顶出现裂缝：坡顶出现裂缝。1996年发生在美国加州的LaConchita，因居民已提前撤离，固未造成人员伤亡
滑坡原因滑坡的根本原因:边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。滑坡的具体原因：（1）滑动面上的剪应力增加：如填土至坡高增大、渗流作用产生的渗透力使下滑力增加、降雨使土体饱和、重度增加、地震作用等；（2）滑动面上的抗剪强度减小：如水的入渗使土体软化。
假定：：平面应变问题

3、：平面应变问题
无黏性土:::平面滑动面形状：
均质黏性土:::光滑曲面，圆弧
非非均质黏性土非均质黏性土:::复合滑动面.SlopeincohesionlesssoilRuptureplane无黏性土坡非均质土坡坡面圆坡脚圆中点圆黏性土坡滑弧类型坡面圆:滑弧通过坡面。坡脚圆：滑弧通过坡脚。中点圆：滑弧圆心位于过坡面中点的铅垂线上。§7.2无黏性土土坡稳定分析
一一、一、、一般情况下的无黏性土土坡、一般情况下的无黏性土土坡因为是松散的，，所以只要位，所以只要位于坡面上的土粒是稳定的，F则土坡就是稳定的。TβNW

4、FTβ稳定条件：N抗滑力F>下下滑力下滑力TTWF=NtanjT=Wsinb=WcosbtanjN=Wcosb抗滑安全系数：FWcosbtanjtanjF===s抗滑力与滑动TWsinbtanb力的比值Fs=1时时，时，β=β0=φ，，称，称β0为天然休止角。二二、二、、有渗流作用时的无黏性土土坡分析、有渗流作用时的无黏性土土坡分析以渗流为顺坡方向为例，如下图：FJTg¢g¢g¢/ggg≈1/2，Nsat坡面有顺坡渗W流作用时，，无，无F稳定条件：F>T+JFs=黏性土土坡稳T+J定安全系数将顺坡出流情况:J=

5、Vgsinb近降低一半wV—滑块体积FWcosbtanjg¢cosbtanjg¢tanjF====sT+JWsinb+Jg¢sinb+gsinbgtanbwsat三三、三、、例题分析、例题分析333
【例】均质无黏性土土坡，，其饱和重度，其饱和重度ggg=20.0kN/m,,,内摩,内摩sat擦角jjj=30=30°=30°°,°,,,若要求该土坡的稳定安全系数为若要求该土坡的稳定安全系数为1.201.20，1.20，，在干坡情，在干坡情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多少度？干坡F顺坡出流情况FFFTJTN

6、NWWtanjg¢tanjtanb==0.481tanb==0.241FgsatFssoob=25.7b=13.5§7.3黏性土土坡稳定分析一一、一、、整体圆弧滑动法、整体圆弧滑动法（（瑞典（瑞典Petterson,K.E.1915）d假定滑动面为圆柱面，，滑动土体视为刚体，滑动土体视为刚体，，按，按O平面问题，，利用土体极限平衡条件推导抗滑稳，利用土体极限平衡条件推导抗滑稳AB定安全系数。)MtfLRRF==sMWdCSW定义：：抗滑力矩与滑动力矩：抗滑力矩与滑动力矩之比t=c+stanj根据库仑定律：f)c

7、LRuF=对饱和黏土，在不排水条件下：φ＝0tsuf=cuWdjjj>>>0>000的土，，必须用后面将讲到的条分法才能计算出抗滑力矩，必须用后面将讲到的条分法才能计算出抗滑力矩。F是任意假定某个滑动面假定若干s的抗滑安全系数，，实际要，实际要滑动面最小安全求的是与最危险滑动面相系数对应的最小安全系数
最危险滑弧的寻找手工计算，工作量大；可编程用计算机计算。步骤:1、确定最危险滑弧圆心的可能范围（如费伦纽斯法）：2、对每个假定的滑弧，计算相应的安全系数；3、确定最小安全系数，此即为边坡的真正安全系数。二二、二、

8、、条分法的基本概念、条分法的基本概念O把滑动土体分成有限宽度的土条，把土条当成刚体，，根据单个土条的，根据单个土条的C静力平衡条件和库仑强度理论求出θB各土条的下滑力矩和抗滑力矩，，进，进iRd而计算出整个土坡的稳定安全系数。cHiA将滑动土体b分为若干竖a直土条计算各土条对滑计算对应的稳弧圆心的抗滑力定安全系数矩和滑动力矩三三、三、、瑞典条分法、瑞典条分法（又称简单条分法）biOXi