土力学与地基基础全套配套课件第三版张力霆ppt《土力学与地基基础》-第五章2 土坡稳定分析.ppt

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1、第五章土坡稳定分析5.6概述5.7无粘性土坡的稳定分析5.8粘性土坡的稳定分析5.9总应力法与有效应力法5.10工程实际中的边坡稳定问题本章目录5.6概述边坡稳定分析对象：土石坝、库区边坡，堤坝填筑土质、岩质边坡土坡：具有倾斜面的土体坡肩坡顶坡面坡角坡趾坡高坡底坡度：1:m5.6概述天然土坡江、河、湖、海岸坡山、岭、丘、岗、天然坡人工土坡挖方：沟、渠、坑、池填方：堤、坝、路基、堆料5.6概述一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动滑坡：5.6概述易贡滑坡堰塞湖滑坡堆积区扎木弄沟易贡巨型高速滑坡及堰塞湖平面示意图5.6概述城市中的滑坡问题（香港，重庆）填方挖方模型试验中直立边坡的破坏

2、5.6概述模型试验中直立边坡的破坏5.6概述滑坡原因5.6概述1）振动：地震、爆破2）土中水位升、降4）水流冲刷：使坡脚变陡5）冻融：冻胀力及融化含水量升高6）人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出入口3）降雨引起渗流、软化滑坡形式5.6概述平移崩塌转动流滑滑坡形式5.6概述5.7无粘性土坡的稳定分析破坏形式：表面浅层滑动1）微单元A自重:W=V2）沿坡滑动力：3）对坡面压力：（由于无限土坡两侧作用力抵消）4）抗滑力：5）抗滑安全系数：WTNa坡与水平夹角为砂土内摩擦角为WRNA5.7无粘性土坡的稳定分析当=时，Fs=1.0，天然休止角安全系数与土容重无关与所选的微单元大小无关

3、思考：在干坡及静水下坡中，如不变，Fs有什么变化坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面上安全系数Fs都相等5.7无粘性土坡的稳定分析有沿坡渗流情况降雨正常蓄水土坝下游水位骤降的土坝上游逸出段aWTNAWRN(1)自重：渗透力：（方向：平行于土坡）(2)滑动力：(3)抗滑力：(4)抗滑安全系数：5.7无粘性土坡的稳定分析取微单元A，以土骨架为隔离体：lhJJ5.7无粘性土坡的稳定分析讨论：W’T’NaAlhJ意味着原来稳定的坡，有沿坡渗流时可能破坏与所选V大小无关，亦即在这种坡中各点安全系数相同与容重有关与无渗流比较Fs减小近一倍5.7无粘性土坡的稳定分析其它：(1)与坡面

4、成一定角度(2)垂直向内渗流wJ(3)部分浸水无粘性土坡12(4)非线形强度指标的影响5.8粘性土坡的稳定分析破坏特点OR由于存在粘聚力C，与无粘性土坡不同；其危险滑裂面位置在土坡深处；对于均匀土坡，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧（圆柱面）近似。思考：为什么粘性土坡通常不会发生表面滑动？5.8粘性土坡的稳定分析1整体圆弧滑动法（瑞典Petterson）2瑞典条分法（瑞典Fellenius）3毕肖普法（Bishop）4Janbu法5Spencer方法6Morgenstern-Price方法7陈祖煜的通用条分法8不平衡推力传递法9Sarma方法计算方法：5.8粘性土坡的

5、稳定分析1整体圆弧滑动法（瑞典圆弧法）均质土二维圆弧滑动面滑动土体呈刚性转动在滑动面上处于极限平衡条件假设条件ORORCBA5.8粘性土坡的稳定分析平衡条件（各力对圆心O的力矩平衡）(1)滑动力矩：(3)安全系数：当=0（粘土不排水强度）时，注：（其中是未知函数）(2)抗滑力矩：dW5.8粘性土坡的稳定分析讨论：ORdCBAW1当0时，n是l(x,y)的函数，无法得到Fs的理论解2其中圆心O及半径R是任意假设的，还必须计算若干组（O,R）找到最小安全系数——最可能滑动面3适用于饱和软粘土，即=0情况ORdCBAW5.8粘性土坡的稳定分析2条分法的基本原理及分析源起整体圆弧

6、法：n是l(x,y)的函数思路离散化分条条分法AORCibB-2-1012345675.8粘性土坡的稳定分析安全系数定义AORCibB-2-101234567TiNi5.8粘性土坡的稳定分析PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1未知数：条块简力＋作用点位置＝2(n-1)+(n-1)＝3n-3滑动面上的力＋作用点位置＝3n安全系数F＝1方程数：静力平衡＋力矩平衡＝3n滑动面上极限平衡条件＝n4n6n-2未知数－方程数＝2n-2hi5.8粘性土坡的稳定分析未知数:6n-2方程数:4nPiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1hi1整体圆弧滑动法2瑞典条分法3毕肖普法4J

7、anbu法5Spencer方法6Morgenstern-Price方法7陈祖煜的通用条分法8不平衡推力传递法9Sarma方法n=13(n-1)+n=4n-3(n-1)+n=2n-1(n-1)+n=2n-1(n-1)-1+n=2n-2(n-1)+n=2n-1(n-1)-1+n=2n-25.8粘性土坡的稳定分析3瑞典条分法（简单条分法）忽略所有条间作用力：2(n-1)+(n-1)＝3n-34n-3PiHiTiNiihi+1WiPi+1