[PPT]邊坡穩(wěn)定分析_ppt

1、邊 坡 穩(wěn) 定 分 析華北水利水電學院土力學課程組土力學教學課件系列概 述邊坡指具有傾斜坡面的巖土體（天然邊坡、人工邊坡）由于邊坡表面傾斜，在巖土體自重及其它外力作用下，整個巖土體都有從高處向低處滑動的趨勢。邊坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分巖土體相對另一部分巖土體發(fā)生滑動的現(xiàn)象稱為滑坡（土坡、巖坡）概 述概 述新灘滑坡發(fā)生地點：湖北，長江方 量：3000萬方運動速度：10m/s運動距離：80m死亡人數(shù)：成功預報， 無直接傷亡災害影響：摧毀新灘古鎮(zhèn)，毀壞房屋569間，農(nóng)田780畝，涌浪高54米，浪沉機動船 13艘，木船64只時間：1985年6月12日概 述鹽池河山崩發(fā)生地點：湖北，鄂西方 量：100

2、萬方死亡人數(shù)：284人運動速度：34米/秒運動距離：40米時間：1980年6月3日概 述吉家河滑坡概述概述概述概述概述概述概述引起滑坡的原因根本原因在于土體內(nèi)部某個面上的剪應力達到了它的抗剪強度，穩(wěn)定平衡遭到破壞。剪應力達到抗剪強度的起因有二 （1）剪應力增加 （2）土體本身抗剪強度減小引起滑坡的原因引起滑坡的原因引起滑坡的原因無粘性土坡穩(wěn)定分析由于無粘性土土粒之間無粘聚力，因此，只要位于坡面上的土單元能夠保持穩(wěn)定，則整個土坡就是穩(wěn)定的。有滲流作用時的無粘性土土坡粘性土坡整體圓弧滑動粘性土由于土粒間存在粘聚力，發(fā)生滑坡時是整塊土體向下滑動，坡面上任一單元體的穩(wěn)定條件不能用來代表整個土坡的穩(wěn)定條

3、件。按平面問題考慮，將滑動面以上土體看作剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上各種作用力，而以整個滑動面上的平均抗剪強度與平均剪應力之比來定義土坡的安全系數(shù)。整體圓弧滑動穩(wěn)定分析整體圓弧滑動穩(wěn)定分析u=0分析法一般情況下，土的抗剪強度是隨著滑動面上的法向力的改變而變化的。對于飽和粘土，在不排水剪條件下u=0，則有f=cu粘性土坡坡頂出現(xiàn)裂縫時的計算條分法及其受力分析條分法及其受力分析假定滑坡體和滑面以下土體均為不變形的剛體，滑面為連續(xù)面，滑面上各點的法向應力采用條分法獲得，分析每一土條受力，根據(jù)滑塊剛體極限平衡條件，假定整個滑面上各點的安全系數(shù)相等，確定安全系數(shù)。條分法及其受力分析土條

4、間法向作用力土條間切向作用力安全系數(shù)Fsn2n-2n-11條分法及其受力分析 將土坡作為平面問題，對每個土條可分別列兩個正交方向的靜力平衡方程和一個力矩平衡方程 3n個方程常用條分法瑞典條分法簡化的bishop條分法楊布條分法不平衡推力法瑞典條分法假設滑動面為圓弧，不考慮條間力，減少2n-2個未知量瑞典條分法成層土和坡頂有超載時安全系數(shù)的計算成層土和坡頂有超載時安全系數(shù)的計算有地下水和穩(wěn)定滲流時安全系數(shù)的計算考慮地震作用時安全系數(shù)計算在地震區(qū)，由于地殼的振動而引起動力作用，將影響到邊坡的穩(wěn)定性，在分析時必須予以考慮。根據(jù)規(guī)范推薦的方法，采用擬靜力法。假定在地震時每一土條重心處作用著一個水平向的

5、地震慣性力，對于設計烈度為8，9度的建筑物，則同時還要加上一個豎向的地震慣性力。由于這兩個慣性力的影響，邊坡的安全系數(shù)將減小。Bishop條分法假定滑動面為圓弧面，考慮了土條側(cè)面的作用力，假定各土條底部滑動面上的抗滑安全系數(shù)相同，即等于滑動面的平均安全系數(shù)。Bishop采用了有效應力方法推導公式，該法也可用總應力分析Bishop有效應力分析Bishop有效應力分析Bishop有效應力分析力矩平衡簡化后得：Bishop總應力分析非圓弧滑動面土坡穩(wěn)定分析無粘性土坡滑面一般為平面，均質(zhì)粘性土坡滑面一般為圓弧面當邊坡中存在明顯的軟弱夾層時，或在層面傾斜的巖面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比較發(fā)育的巖土體或

6、有老滑坡體等滑坡將在軟弱面上發(fā)生，其破壞面將與圓柱面相差甚遠。圓弧滑動分析的瑞典條分法和Bishop法不再適用Janbu和不平衡推力傳遞法楊布普遍條分法基本假設和受力分析假定土條間合力作用點位置為已知，這樣減少了n-1個未知量。條間作用點位置對土坡穩(wěn)定安全系數(shù)影響不大，一般假定其作用于土條底面以上1/3高度處，這些作用點連線稱為推力線。楊布普遍條分法基本假設和受力分析楊布普遍條分法楊布法計算公式力平衡力矩平衡楊布普遍條分法楊布法計算公式邊界條件安全系數(shù)的定義和莫爾庫侖準則安全系數(shù)楊布普遍條分法楊布法計算公式計算步驟（1）（2）（3）（4）楊布條分法基本可以滿足所有的靜力平衡條間，所以是“嚴格”

7、方法之一，但其推力線的假定必符合條間力的合理性要求（即土條間不產(chǎn)生拉力和剪切破壞）。不平衡推力傳遞法基本假設和受力分析山區(qū)土坡往往覆蓋在起伏變化的基巖上，土坡失穩(wěn)多數(shù)沿這些界面發(fā)生，形成折線滑動面，對這類邊坡的穩(wěn)定分析可采用不平衡推力傳遞法假定條間力的合力與上一土條底面平行，這樣就確定了條間力的作用方向，減少了n-1個未知量，然后根據(jù)各分條力的平衡條件，逐條向下推求，直至最后一條土條的作用力為零不平衡推力傳遞法計算公式推導力平衡莫爾庫侖準則不平衡推力傳遞法計算步驟不平衡推力傳遞法計算時，先假設安全系數(shù)為1，然后從坡頂?shù)囊粭l開始逐條向下推求Pi，直至求出最后一條的推力Pn，Pn必須為零，否則要重新假定安全系數(shù)，重新計算。使用不平衡推力法計算時