《边坡稳定性的设计》PPT课件

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1、第四章边坡稳定性的设计路基的崩塌、坍塌、滑坡、滑移或沉落等失稳现象，通常表现为岩土体因失去侧向和竖向支撑而倾倒、或沿某一剪切破坏面（软弱面）滑动及塑性流动路基稳定性分析，可采用工程地质法和力学验算法。对滑动稳定问题，力学验算法目前大多根据极限平衡原理，并常用条分法求算安全系数，来判断路基是否稳定。路基稳定性分析的结果是否正确，关键在于滑动面位置和形状以及抗剪强度指标的确定是否反映路基工作的实际情况。但影响路基挖方边坡稳定的因素很多，力学验算法往往难以考虑周全，还需要用工程地质法进行检核。内容提要本章介绍路基滑动稳

2、定性的分析原理与验算方法。学习要求：了解路基稳定性分析的基本方法明确路基稳定性分析的计算参数的确定原则掌握路基稳定性验算方法及其应用能正确选用路基失稳的防治措施基本内容§4－1边坡稳定性分析原理与方法§4－2陡边路堤稳定性§4－3浸水路堤稳定性重点：1.       土参数的取值2.       危险滑动面的初步判定3.       边坡稳定性分析方法的适用条件4.       浸水路堤边坡稳定性的受力分析难点：1.       边坡稳定性分析的原理2.       边坡稳定性分析的简化问题基本概念：1.    

3、   直线法2.       园弧法3.       动水压力法§4－1边坡稳定性分析原理与方法一．边坡失稳时滑动体的形状滑动面的形状与土质有关。单面状－－松散的砂性土及砂土（大，c小）园柱状（碗状）－－粘性土（c大，小）滑动面的受力分析对于平面问题的静力平衡条件：力的三要素：大小、作用点、方向对于一个破坏面，是静定问题即力的未知数是三个，静力平衡条件三个。对于两个或多个破裂面，是超静定问题，力的未知数多于静力平衡条件。一个破裂面时：切向力的方向已知，作用点已知，大小未知；法向力的方向已知，大小和作用点未知；即未

4、知数为三个。按静力学，可建立三个平衡方程：法向力之和为零；切向力之和为零及对任一点的力矩之和为零。对于两个破裂面的问题：有五个未知量：两个法向力的大小和作用点，安全系数；只能建立三个平衡方程。为一超静定问题。二．边坡稳定原理：极限平衡理论基本假设：1）不考虑滑动土体本身的内应力分布即滑动土体为刚体2）平衡只在滑动面上达到，达极限时滑动面上的3）最危险的滑动面位置，通过试算来确定极限平衡法，近似地把下滑的土体视作本身无变形的刚体，求算下滑体沿剪切面的下滑力同剪切面上材料的抗剪强度达到平衡时的安全系数，剪切面可以是已

5、知，也可以是未知的。对于后者，可采用假设几个剪切面的办法，分别求算各自的安全系数，选用其中最小的一个作为其实有的安全系数。求算安全系数时，是使材料的强度逐渐降低到开始失稳为止，强度下降的倍数即为安全系数（具有材料强度储备系数的概念）。缺点：不能分析下滑体的中的真实内力和反力，不能得到其中的应力和变形。只有一个安全系数。1．三．边坡稳定分析时的简化1．形状简化平面状→直线园柱状（碗状）→圆曲面（投影）→园弧（通常考虑通过坡脚）2．力的简化：超静定→静定（如图）对于分析圆弧形或非圆弧形破坏面上的土体平衡问题的一个有用

6、的方法是条分法。破坏面上的土体划分为n个土条。取第I条为隔离体，则作用在此条上的力如图。一个土条可以列出三个平衡方程，n个土条可列出3n个平衡方程。未知量为安全系数F（1个），作用在土条底面的法向力N（n个），作用在土条侧面的切向力V（n－1个），作用在土条侧面的法向力E（n－1个）及其作用点的竖向位置h（n－1个），总计（4n－2个）。（2）根据不同简化方法：Fellenius法：假设破坏面为圆弧，将圆弧面上的滑动土体划分为n个竖向土条，不考虑作用在土条两侧的作用力(不记Vi,Ei)。计算得到的安全系数偏小（偏

7、于安全）；计算的误差约为10~20%。Bishop法将土条间的作用力简化为水平推力Ei，而不考虑其作用点的位置和竖向剪力Vi的影响。(不记Vi)，Janbu(条块间作用力的位置)，Spencer（假设条块间的力量平行的），传递参数法（把Vi和Ei合力看成平行于上侧土条的切线方向）。随计算机的发展，出现有限元法，概率法四．滑动面形状和位置的初步判定1．土的类别2．基底的情况3．边坡有无夹层4．地面的横坡5．施工时的方法五．边坡稳定分析时的参数1、土工计算参数边坡稳定分析的计算参数－－滑动土体的容重r、滑动面上的抗剪

8、强度参数内聚力c和内摩阻角φ。参数的选取原则：进行土的物理力学性质指标时，取样、试验条件和方法应尽可能同路基的实际工作情况相一致。对挖方路基和天然坡体，应考虑最不利的湿度状况和受力状态等因素，取原状土样试验数据。填方路基，则取压实土样（按规定压实要求制备）试验的数据。多层土体－－精确法：分块分条计算采用近似法：加权平均值（以层的厚度为权重）抗剪强度参数测定方法野外试验（如