土坡稳定性分析计算

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1、粘性土的土坡稳定分析均质粘性土的土坡失稳破坏时，其滑动面常常是曲面，通常可以近似地假定为圆弧滑动面，一般有以下三种形式：圆弧滑动面通过坡脚点，称为坡脚圆；圆弧滑动面通过坡面上的点，称为坡面圆；圆弧滑动面通过坡脚以外的点，称为中心圆。圆弧滑动面分析方法整体稳定分析法：主要适用于均质简单土坡，即土坡上下两个面是水平且坡面为平面。条分法：适用于非均质土坡、土坡外形复杂、土坡部分在水下等情况。瑞典条分法基本原理条分法就是将圆弧滑动体分成若干竖直的土条，计算各土条对圆弧圆心O的抗滑力矩与滑动力矩，由抗滑力矩与滑动力矩之比(稳定安全系数)来判别土坡的稳定性。这时需要选择多个滑动圆心，分别计算

2、相应的安全系数，其中最小的安全系数对应的滑动面为最危险的滑动圆。瑞典条分法分析步骤(1)按比例绘出土坡截面图（右图）；(2)任意一点O作为圆心，以O点至坡脚A作为半径r，作滑弧面AC；(3)将滑动面以上土体竖直分成几个等宽土条，土条宽为0.1r；(4)按图示比例计算各土条的重力Gi,滑动面ab近似取直线，ab直线与水平面夹角为βi；分别计算Gi在ab面上法向分力和切向分力:土条两侧面上的法向力、切向力相互平衡抵消(由此引起的误差一般在10%～15%)，可以不计。瑞典条分法分析步骤(5)计算各土条底面切力对圆心的滑动力矩:(6)计算各土条底面的抗剪强度所产生的抗滑力矩：瑞典条分法分

3、析步骤(7)稳定安全系数为：(8)假定几个可能的滑动面，分别计算相应的安全系数K，其中Kmin所对应的滑动面为最危险的滑动面。确定最危险滑动面圆心的方法费伦纽斯法泰勒分析法土坡边坡比坡角ββ1β21:0.5860°29°40°1:145°28°37°1:1.533°44′26°35°1:226°34′25°35°1:318°26′25°35°1:414°02′25°37°1:511°19′25°37°费伦纽斯法当土的内摩擦角φ=0时，土坡的最危险圆弧滑动面通过坡脚，然后由坡角β或坡度1:n查下表可得出角β1以及β2。过坡脚B和坡顶C分别作与坡面和水平面夹角为β1、β2的线BD和C

4、D，得交点D即为最危险滑动圆弧圆心（见后图）。费伦纽斯法土的内摩擦角φ>0时，最危险滑动面也通过坡脚，其圆心在ED的延长线上，见后图。E点的位置距坡脚B点的水平距离为4.5H，垂直距离为H。φ值越大，圆心越向外移。计算时从D点向外延伸取几个试算圆心O1，O2…，分别求得其相应的滑动稳定安全系数K1，K2…，绘出K值曲线可得到最小安全系数值Kmin，其相应圆心Om即为最危险滑动面的圆心。费伦纽斯法费伦纽斯法费伦纽斯法实际上土坡的最危险滑动面圆心位置有时并不一定在ED的延长线上，而可能在其左右附近，因此圆心Om可能并不是最危险滑动面的圆心，这时可以通过Om点作DE线的垂线FG，在FG

5、上取几个试算滑动面的圆心O1′，O2′…，求得其相应的滑动稳定安全系数K1′，K2′…，绘得K′值曲线，相应于K′min值的圆心O才是最危险滑动面的圆心。费伦纽斯法泰勒经过大量计算分析后提出：当φ>3°时，滑动面为坡脚圆，其最危险滑动面圆心的位置，可根据φ及β角值，从后图的曲线查得θ和α值，作图求得。当φ=0°，且β>53°时，滑动面也是坡脚圆，其最危险滑动面圆心位置，同样可以从后图的θ和α值，作图求得。泰勒分析法泰勒分析法当φ=0°，且β<53°时，滑动面可能是中点圆，也有可能是坡脚圆或坡面圆，它取决于硬层的埋藏深度。当土坡高度为H，硬层的埋藏深度为ndH(如后图a)。若滑动面

6、为中点圆，则圆心位置在坡面中点M的铅直线上，且硬层相切，见后图a，滑动面与土面的交点为A，A点距坡脚B的距离为nxH，nx可以根据nd及β值由后图b查得。若硬层埋藏较浅，则滑动面可能是坡脚圆或坡面圆，其圆心位置须通过试算确定。泰勒分析法泰勒分析法