《土质边坡的稳定性》PPT课件

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1、第八章土坡的稳定性李仁平三峡大学土木与建筑学院概述土坡：泛指具有倾斜表面的土体。人工土坡－－基坑坑壁、土坝坝坡、路堤堤坡等天然土坡－－天然堆积土坡、河岸等土滑坡：泛指已经滑动或有滑动趋势的土坡。人工土滑坡－－基坑坑壁失稳、土坝坝坡滑动、路堤堤坡塌陷下滑等天然土滑坡－－天然山坡滑动、河流冲刷岸坡崩塌失稳等目的：正确回答一定坡高、坡比、坡形条件下边坡是否具有要求的安全稳定性。提出正确的加固处理措施维持土坡的稳定性。评价方法：极限平衡方法、极限分析方法、有限元分析方法。极限平衡方法是根据给定滑动面上土体的极限平衡条件和莫尔－库伦破坏准则来计算沿滑动面失稳的可能性。无粘

2、性土坡的稳定性均质干坡和水下坡：没有渗透力作用表面取微单元体进行受力分析表面滑动临界坡角有渗流作用的均质土坡在逸出点表面取一定体积的微单元体进行受力分析微单元体沿坡面滑动的安全系数如果渗流逸出段顺坡面流动，则：与干坡或水下坡比较，当渗流逸出段顺坡面流动时，安全系数降低约一半。因此，有渗流逸出时，下游坝坡要平缓的多。部分浸水土坡当水库部分蓄水时，水位以上是干坡，以下是浸水坡，由于水位上下坡体的容重从干重度变为浮重度，下部的抗滑力减小，即使粗粒土坝壳，其危险滑动面也可能向坝体内深入。根据力的平衡关系，只有两个方程，而未知量有三个。属于超静定问题。进一步将折线形滑体在

3、转折处分离为两个脱离体，并假定力的作用方向。令P1与内坡DC平行,考虑块体BCDE的平衡然后，分析块体EDA的沿AD滑动的安全性粘性土坡的稳定性粘性土坡的抗剪强度包括粘聚力和摩擦力两项，由于粘聚力的存在，粘性土坡不像无粘性土坡一样沿表面滑动，而是深入土体内部的滑动。根据极限平衡理论分析，均质粘性土坡的滑动面为对数螺线，近似与圆柱面。实际观测到的滑面亦呈圆弧面。整体圆弧滑动法：K.E.Petterson,1915下滑力矩：抗滑力矩：条分法的基本概念当摩擦角大于零时，滑动面上不同位置处土的抗剪强度不同，为了考虑抗剪强度的变化，通常采用条分法，分别考虑各个竖直线分割条

4、块的抗剪强度。把每个条块当作刚体。每一个条块的已知量：求解量每一个条块只能建立三个平衡方程和一个极限平衡方程。瑞典条分法假定条块间的作用力大小相等，方向现方向相反，相互抵消。根据径向力的平衡关系：根据滑弧面上的极限平衡关系：重力力矩：抗力力矩：根据力矩平衡关系：瑞典条分法是忽略了条间作用力的一种简化方法，它只满足了力矩平衡关系，而不满足力的平衡关系。毕肖普方法，A.N.Bishop,1955根据竖向力平衡关系根据满足安全系数的极限平衡条件考虑整个滑动体的整体力矩平衡条件，各土条的作用力对于圆心的力矩之和为零。这时条间力Pi和Hi是成对出现的，大小相等，方向相反，

5、互相抵消，对圆心不产生力矩；滑动面上的正压力通过圆心，也不产生力矩。因此，只有重力和滑动面上的切向力产生力矩。令与瑞典条分法相比较，简化毕肖普方法是在不考虑条间切向力的条件下满足了力的多边形闭合条件，也就说考虑条间水平力的作用。普遍条分法（简布法，N.Janbu）普遍条分法的特点是假定条块间的水平作用力的位置。在这一前提下，每个条块都满足全部静力平衡条件和极限平衡条件，滑动体的整体力矩平衡条件得到了满足，而且适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。根据竖向力平衡关系根据水平向力平衡关系根据极限平衡条件由上式整理得到上式代入前面计算式上式与毕肖普计算公式很相

6、似，但分母有差别。毕肖普公式是根据滑动面为圆弧面，滑动土体满足力矩平衡条件推导出的。简布法则是利用力的多边形闭合条件和极限平衡条件，最后由条间水平向推力代数和为零的条件推出的。根据单个条块的力矩平衡关系，推导条块间切向力增量略去高阶微分微分项整理后得依据，通过迭代法求解令求解步骤渗流条件下土坡的稳定分析总应力法与有效应立法稳定渗流条件下两种分析方法方法之一：土体整体作为脱离体，滑动面为脱离体的边界面，该界面上作用有水压力，在确定滑面上的法向力时，考虑水压力的作用。方法之二：土骨架作为脱离体，孔隙中的渗流作为连续体，对于土骨架受到渗透力和浮力作用，不再考虑滑动面上

7、的水压力作用。方法之一：第i个土条浸润线等势线有效法向力安全系数方法之二：浸润线第i个土条渗透力安全系数地震期边坡的稳定分析地震对边坡稳定的影响有两种作用：一是使坡体随时间变化的加速运动，产生惯性力，促使边坡滑动；一是震动作用使土体趋于变密，饱和条件下会产生孔隙水压力，从而减小土的抗剪强度。对于密实的粘性土，第一种惯性力起主导作用；而对于饱和、松散的无粘性或低塑性粉质土，则第二种作用影响大。一般通过总应力分析方法考虑地震惯性力进行稳定分析－－拟静力法。地震惯性力设计烈度水平向地震惯性力综合影响系数1/4地震加速度分布系数竖向水平向碾压式土坝、堆石坝地震加速度分布

8、系数对于土石坝，地震惯性