2019年 tlxdjjc8《土力学与地基基础》第八章土坡稳定性分析ppt课件.ppt

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1、第八章土坡稳定性分析本章提要与学习目标土坡在自重或外部荷载作用下，存在着向下移动的趋势。分析土坡的稳定性，即比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度，是土力学中的重要问题之一。本章主要内容有无粘性土坡的稳定性分析和粘性土坡的稳定性分析。后者是本章的重点内容，包括整体圆弧滑动法、瑞典条分法、毕肖普条分法和简布条分法等。掌握土坡稳定性分析方法是土力学的基本学习目标之一，是工程实际当中判断天然土坡和由岩土填筑与开挖形成的人工土坡安全性的重要技能。所以通过本章的学习，应掌握无粘性土坡的稳定性分析方法以及诸如整体圆弧滑动法、瑞典条分法、毕肖普条分法和

2、简布条分法等针对粘性土坡的稳定性分析方法。第一节概述1.具有倾斜表面的土体称为土坡。2.土坡根据其成因可分为两种：一种是由于地质作用而自然形成的，称为天然土坡，如山坡、江河的岸边；另一种是人们在修建各种工程时，在天然土体中开挖或填筑而形成的，称为人工土坡。3.当均质土的土坡坡顶与坡底平行，坡面为同一坡度时，称为简单土坡。坡顶坡肩坡面坡脚坡角坡高土坡形态及各部分名称4.土坡由于其表面倾斜，在自重或外部荷载的作用下，存在着向下移动的趋势，一旦潜在滑动面上的剪应力超过了该面上的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏,就可能造成土坡中一部分土体相对于另一

3、部分的向下滑动，该滑动现象称为滑坡。剪应力达到抗剪强度起因有二：剪应力增大：土坡上施加过量荷载；降雨使土体饱和等抗剪强度减小：孔隙水压力增大；气候变化产生干裂、冻融5.天然的斜坡、填筑的堤坝以及基坑放坡开挖等问题，都要演算土坡的稳定性。亦即比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度，这种工作称为稳定性分析。广州地铁附近工地塌方两楼房倾斜墙体开裂山体滑坡峨眉山山体滑坡正在抢修边坡防护网延安宝塔面临滑坡威胁渭南工程滑坡台湾珊珠潭地块滑移影响土坡稳定性的主要因素土坡坡度土坡高度土的性质气象条件地下水的渗透地震人为因素土坡坡度越大，或者说坡角越大，土

4、坡越不稳定；对于粘性土坡，坡高越小，土坡越稳定；土的性质越好，土坡越稳定雨水入渗土坡之内，土的强度降低，土坡稳定性下降地震产生附加的地震荷载，会降低土坡的稳定性人类开挖坡脚，在坡顶堆放弃土、重物或建房，都会使土坡稳定性下降。土坡中有水位高于滑动面的地下水渗流且渗透力与滑动方向一致时，土坡的稳定性下降6.土坡失稳的类型比较复杂，大多是土体的塑性破坏。7.土体塑性破坏的分析方法有极限平衡法(limitequilibriummethod)、极限分析法(limitanalysismethod)和有限元法(finiteelementmethod

5、)等。8.一般土坡的长度远超过其宽度，故对土坡进行稳定性分析时，常沿长度方向取单位长度按平面问题计算。第二节无粘性土土坡稳定分析1.无粘性土坡(slopeofnon-cohesionsoil)即是由粗颗粒土所堆筑的土坡。2.原理：当抗滑力<滑动力时，土坡稳定；当抗滑力>滑动力时，土坡失稳；3.土体的稳定安全系数k式中，为土体内摩擦角；为土坡坡角。有渗流作用时的无粘性土土坡分析稳定条件：T>T+JWTTNJ顺坡出流情况:/sat≈1/2，坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡稳定安全系数将近降低一半相关考题（1）影响土坡稳定性的因

6、素有哪些？（2）无粘性土坡的稳定性主要取决于（b）a坡高；b坡角；c坡高和坡角；d土的性质第三节粘性土土坡稳定分析粘性土坡(slopeofcohesionsoil)发生剪切破坏的滑动面大多为一曲面。破坏前，一般在坡顶首先出现张拉裂缝，然后沿某一曲面产生整体滑动。粘性土坡常用的稳定分析方法有整体圆弧滑动法、瑞典条分法、毕肖普条分法和简布条分法等。一、整体圆弧滑动法(arcslippingmethod)（一）均质简单土坡假定土坡失稳破坏时滑动面为一圆柱面，将滑动面以上土体视为刚体，并以其为脱离体，分析在极限平衡条件下其上作用的各种力，而以

7、整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义土坡的稳定安全系数，即均质简单土坡k的另一表达形式若以滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比来定义，其结果完全一致。如图8-4所示土坡，AC为假定的滑动面，圆心为O，半径为R，当土体ABC稳定时必须满足力矩平衡条件，（滑动面上的法向反力过圆心），故稳定安全系数为一般情况下，土的抗剪强度由粘聚力和摩擦力两部分组成，土体中法向应力沿滑动面并非常数，因此土的抗剪强度在滑动面的不同位置处有不同的数值。但对于饱和粘土来说，在不排水条件下，，故，因此上式可以写成由于计算上述安全系数时，滑动面为任意假定

8、，并不是最危险的滑动面，因此所求结果并非最小的安全系数。通常在计算时需要假定一系列滑动面，进行多次试算，计算工作量很大。为此，W.费伦纽斯（Fellenius,1927）通过大量计算分析，提出了以下所介绍的确定最危险滑动