第八章 土坡稳定分析ppt课件.ppt

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1、第八章土坡稳定分析主要内容8.1土坡稳定及其影响因素8.2平面滑动面的土坡稳定分析8.3瑞典条分法8.4稳定数法8.5圆弧滑动面的毕肖普法8.1土坡稳定及影响因素坡肩天然土坡人工土坡—露天矿人工土坡影响土坡稳定的因素主要有：（1）边坡坡角愈小愈安全，但不经济，坡角太大，则经济不安全。（2）坡高H，其他条件相同，H越大越不安全。（3）土的性质，如、c和的值，如c、值大，则土坡安全。（4）地下水的渗透力，当边坡中有地下水渗透时，渗透力与滑动方向相反则安全，两者方向相同则危险。（5）震动作用的影响如地震、工程爆破、车辆震动等

2、。（6）人类活动和生态环境的影响。8.2平面滑动面的土坡稳定分析一、一般情况下的无粘性土土坡或用Ks表示由此可见，对于均质无粘性土土坡，理论上只要坡角小于土的内摩擦角，主体就是稳定的。Ks等于1时，主体处于极限平衡状态，此时的坡角就等于无粘性土的内摩擦角。二、有渗流作用时的无粘性土土坡因此，当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡的稳定安全因数将近乎降低一半。【例9-1】均质无粘性土土坡，其饱和重度γsat=20.0KN/m3，内摩擦角=300，若要求该土坡的稳定安全系数为1.20，在干坡情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多

3、少度？8.3瑞典条分法粘性土由于土粒间存在粘聚力，发生滑坡是整体土体向下滑动，坡面上任一单元的稳定条件不能用来代表整个土坡的稳定条件。粘性土土坡的滑动面在土坡内部。通过对大量粘性土土坡的滑坡现场调查，发现滑坡面基本为圆弧面，因此，假设粘性土土坡的滑动面形状为圆弧面。粘性土坡稳定分析的方法主要是条分法。条分法的假定假定滑动面为圆弧形滑面。假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚体。假定整个滑面上各点的安全系数相等。将滑动面以上的土体分为若干垂直土条。对作用在每一土条上的力和力矩进行分析，求出在极限平衡条件下土体的稳定安全系数。瑞

4、典条分法①按比例绘出土坡剖面；②任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等土条；③每个土条的受力分析。④滑动面的总滑动力矩⑤滑动面的总抗滑力矩⑥确定安全系数条分法是一种试算法，应选取不同圆心位置和不同半径进行计算，求最小的安全系数，要求＞1.05-1.50。瑞典条分法的计算步骤（1）初选圆心O和半径R；（2）以b=R/10为宽度分条；（3）编号：过圆心垂线为0#条中线，右侧为正，编号递增；左侧为负，编号递减；（4）列表计算li，Wi，βi，以及安全系数；（5）变化圆心O和半径R，返回1重复步骤1~4；（6）

5、算至Fs最小结束。瑞典法的优缺点优点：在求安全系数时不须叠代或试算，不存在收敛性问题。缺点：由于该法忽略了土条条间力的影响，严格来说，对每一土条力和力矩的平衡条件是不满足的，仅能满足整个滑动土体的整体力矩平衡条件，这样使得算出的安全系数一般可能偏小10%~20%，并且这种误差随着圆弧圆心角和孔隙水压力的增大而增大，严重时可使算出的安全系数比其他较严格的方法小一半。【例9-2】某土坡如图所示，已知土坡高度H=6m，坡角β=550，土的重度γ=18.6KN/m，内摩擦角=120，粘聚力c=16.7kPa。试用条分法验算土坡的稳

6、定安全系数。①按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧；②将滑动土体分成若干土条，对土条编号；③量出各土条中心高度hi、宽度bi，列表计算sinβi、cosβi以及土条重Wi，计算该圆心和半径下的安全系数；④对圆心O选不同半径，得到O对应的最小安全系数；⑤在可能滑动范围内，选取其它圆心O1，O2，O3，…，重复上述计算，求出最小安全系数，即为该土坡的稳定安全系数。①按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧，取圆心O，取半径R=8.35m；②将滑动土体分成若干土条，对土条编号；③列表计算该圆心和半径下的安全系数。土坡的

7、稳定性相关因素：抗剪强度指标c和、重度、土坡的尺寸坡角和坡高H泰勒（Taylor,D.W，1937）用图表表达影响因素的相互关系稳定因数土坡的临界高度或极限高度根据不同的绘出与Ns的关系曲线稳定数法（即泰勒图表法），适宜解决简单土坡稳定分析的问题：①已知坡角及土的指标c、、，求稳定的坡高H。②已知坡高H及土的指标c、、，求稳定的坡角。③已知坡角、坡高H及土的指标c、、，求稳定安全系数Fs。8.4稳定数法>30，或=00且β>530----坡角圆确定滑动面=00且β<530----坡脚圆坡面

8、圆中点圆稳定因数与坡角的关系:=00稳定因数与坡角的关系:>00【例9-3】一简单土坡=150，c=12.0kPa，γ=17.8KN/m3，若坡高为5m，试确定安全系数为1.2时的稳定坡角。若坡角为600，试确定安全系数为1.5时的最大坡高。解：①在稳定坡角时的临界高度：Hcr=K