邊坡穩(wěn)定性分析ppt版（共160）

3.1邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析概述述3.2土質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析3.4規(guī)范的的一些些規(guī)定定第三章章邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析1邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析定性性方法法2邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析定量量方法法3邊坡穩(wěn)穩(wěn)定極極限平平衡分分析的的條分分法§3.1邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析概述述邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析方法法簡(jiǎn)介介對(duì)于大大型或或地質(zhì)質(zhì)條件件復(fù)雜雜的邊邊坡，，其穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析一般般分兩兩階段段(定性+定量)進(jìn)行。。第—階段(定性)，對(duì)初初勘所所取得得的地地質(zhì)資資料進(jìn)進(jìn)行研研究，，由于于這階階段試試驗(yàn)資資料少少，多用定定性分分析對(duì)對(duì)邊坡坡穩(wěn)定定性作作出估估計(jì)，分析析時(shí)應(yīng)應(yīng)按不不同的的構(gòu)造造區(qū)段段及邊邊坡的的不同同方位位分別別進(jìn)行行；第二階階段(定量)，對(duì)經(jīng)經(jīng)上階階段分分析認(rèn)為是是不穩(wěn)穩(wěn)定的的或不不滿足足規(guī)范范安全全系數(shù)數(shù)要求求的邊邊坡進(jìn)進(jìn)行詳詳勘，取得得包括括巖土土或軟軟弱結(jié)結(jié)構(gòu)面面強(qiáng)度度、地地下水水流和和水壓壓等方方面的的資料料后，，經(jīng)定量量分析析對(duì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性作出出判斷斷?！?.1邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析概述述對(duì)于新設(shè)計(jì)計(jì)的大大型邊邊坡，根據(jù)據(jù)建筑筑設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)邊邊坡的的要求求及邊邊坡的的荷載載情況況，分分別預(yù)預(yù)選2～3個(gè)坡角角并按按坡高高段進(jìn)進(jìn)行穩(wěn)定性性驗(yàn)算算，作出出包括括開(kāi)挖挖、支支護(hù)費(fèi)費(fèi)用在在內(nèi)的的技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)比比較，然后后從中中選出出最優(yōu)優(yōu)的坡坡角、、坡形形。目前，，針對(duì)對(duì)不同同類型型的邊邊坡，，已經(jīng)經(jīng)提出出一種種或多多種分分析方方法。。在具具體應(yīng)應(yīng)用中中，根根據(jù)具具體邊邊坡工工程地地質(zhì)條條件，，選取一一種或或幾種種方法法進(jìn)行行綜合合分析析?！?.1邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析概述述分析方法理論依據(jù)及假設(shè)適用條件1.工程類比法－較為簡(jiǎn)單的中、小型邊坡2.赤平極射投影(圖解法)－受一組或幾組結(jié)構(gòu)面控制的邊坡定性方方法包括地質(zhì)分分析法法(歷史成成因分分析、、過(guò)程程機(jī)制制分析析)、工程地地質(zhì)類比比法、圖圖解法、、邊坡坡穩(wěn)定專專家系統(tǒng)統(tǒng)等§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述(1)地質(zhì)分析析法(歷史成因因分析法法、過(guò)程程機(jī)制分分析法)根據(jù)邊坡坡的地形形地貌形形態(tài)、地地質(zhì)條件件和邊坡坡變形破破壞的基基本規(guī)律律，追溯邊坡坡演變的的全過(guò)程程，預(yù)測(cè)測(cè)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性發(fā)發(fā)展的總總趨勢(shì)及及其破壞壞方式，從而對(duì)對(duì)邊坡的的穩(wěn)定性性做出評(píng)評(píng)價(jià)；對(duì)對(duì)已發(fā)生生過(guò)滑坡坡的邊坡坡，則判判斷其能能否復(fù)活活或轉(zhuǎn)化化。§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述定義：該法是將將已有的天然邊邊坡或人人工邊坡坡的研究經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)(包括穩(wěn)定定的或破破壞的)，用于新研研究邊坡坡的穩(wěn)定定性分析析，如坡角或計(jì)計(jì)算參數(shù)數(shù)的取值值(如坡率法法)、邊坡的的處理措措施等。類比法具具有經(jīng)驗(yàn)性和和地區(qū)性性的特點(diǎn)，，應(yīng)用時(shí)時(shí)必須全全面分析析已有邊邊坡與新新研究邊邊坡兩者者之間的的地貌、地地層巖性性、結(jié)構(gòu)構(gòu)、水文文地質(zhì)、、自然環(huán)環(huán)境、變變形主導(dǎo)導(dǎo)因素及及發(fā)育階階段等方面的的相似性性和差異異性，同同時(shí)還應(yīng)應(yīng)考慮工程的規(guī)規(guī)模、類類型及其其對(duì)邊坡坡的特殊殊要求等。(2)工程地質(zhì)質(zhì)類比法法(定性)§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，存在在下列條條件時(shí)對(duì)對(duì)邊坡的的穩(wěn)定性性不利：：邊坡及其其鄰近地地段已有有滑坡、、崩塌、、陷穴等等不良地地質(zhì)現(xiàn)象象存在。。巖質(zhì)邊坡坡中有頁(yè)頁(yè)巖、泥泥巖、片片巖等易易風(fēng)化、、軟化巖巖層或軟軟硬交互互的不利利巖層組組合。土質(zhì)邊坡坡中裂隙隙發(fā)育、、有軟弱弱夾層，，或邊坡坡由膨脹脹土等不不良巖土土構(gòu)成。。軟弱結(jié)構(gòu)構(gòu)面與坡坡面傾向向一致且且結(jié)構(gòu)面面傾角小小于坡角角，或基基巖面傾傾向坡外外且傾角角較小。。地層滲透透性差異異大，地地下水在在弱透水水層或基基巖面上上積聚流流動(dòng)；斷斷層及裂裂隙中有有承壓水水出露。。水流沖刷刷坡腳或或因河水水位急劇劇升降引引起岸坡坡內(nèi)動(dòng)水水力的強(qiáng)強(qiáng)烈作用用。邊坡處于于強(qiáng)震區(qū)區(qū)或鄰近近地段采采用大爆爆破施工工?！?.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述注意：采用工程程地質(zhì)類類比法選選取的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)值(如坡角、、計(jì)算參參數(shù)等)僅能用于于地質(zhì)條條件簡(jiǎn)單單的中、、小型邊邊坡。下表是是可供選選取的邊邊坡坡度度容許值值。巖質(zhì)和土土質(zhì)邊坡坡允許坡坡度值(道路規(guī)范范)巖土類別巖土性質(zhì)允許坡度值(高寬比)坡高<8m坡高8～15m坡高15～30m硬質(zhì)巖石微風(fēng)化中等風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化1:0.10~1:0.201:0.20~1:0.351:0.35~1:0.501:0.20~1:0.351:0.35~1:0.501:0.50~1:0.751:0.35~1:0.501:0.50~1:0.751:0.75~1:1.00軟質(zhì)巖石微風(fēng)化中等風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化1:0.35~1:0.501:0.50~1:0.751:0.75~1:1.001:0.50~1:0.751:0.75~1:1.001:1.00~1:1.251:0.75~1:1.001:1.00~1:1.50§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述坡高<5m坡高5～10m碎石土密實(shí)中密稍密1:0.35~1:0.501:0.50~1:0.751:0.75~1:1.001:0.50~1:0.751:0.75~1:1.001:1.00~1:1.25粉土Sr≤0.51:1.00~1:1.251:1.25~1:1.50粘性土堅(jiān)硬硬塑1:0.75~1:1.001:1.00~1:1.251:1.00~1:1.251:1.25~1:1.50坡高<6m坡高6～12m坡高12～20m坡高20～30m黃土次生坡積黃土θ4次生洪積沖積黃土θ4馬蘭黃土θ3離石黃土θ2午城黃土θ11:0.50~1:0.751:0.20~1:0.401:0.30~1:0.501:0.10~1:0.301:0.10~1:0.201:0.50~1:1.001:0.30~1:0.601:0.40~1:0.601:0.20~1:0.401:0.20~1:0.301:0.75~1:1.251:0.50~1:0.751:0.60~1:0.751:0.30~1:0.501:0.30~1:0.401:0.75~1:1.001:0.75~1:1.001:0.50~1:0.751:0.40~1:0.60注：使用用本表時(shí)時(shí)應(yīng)考慮慮地區(qū)性性水文、、氣象等等條件，，結(jié)合具具體情況況予以修修正。本表不適適用于巖巖層層面面或主要要節(jié)理面面有順坡坡向滑動(dòng)動(dòng)可能的的邊坡。土的飽和和度Sr：土中孔孔隙水的的體積與與孔隙總總體積之之比，以以百分?jǐn)?shù)數(shù)表示.飽和度描描述土中中孔隙被被水充滿滿的程度度。干土土Sr=0,飽和土Sr=100%。§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述(3)圖解法①用一定的的曲線和和圖形來(lái)來(lái)表征邊邊坡有關(guān)關(guān)參數(shù)之之間的定定量關(guān)系系，由此求求出邊坡坡穩(wěn)定性性系數(shù)，，或已知知穩(wěn)定系系數(shù)及其其它參數(shù)數(shù)（f、c、r、結(jié)構(gòu)面面傾角、、坡角、、坡高））僅一個(gè)個(gè)未知的的情況下下，求出出穩(wěn)定坡坡角或極極限坡高高。這是是力學(xué)計(jì)計(jì)算的簡(jiǎn)簡(jiǎn)化。圖解法可可以分為為兩類：：不同條件件下均質(zhì)質(zhì)巖坡坡高與坡坡角關(guān)系系曲線§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述②利用用圖解求求邊坡變變形破壞壞的邊界界條件，，分析軟弱弱結(jié)構(gòu)面面的組合合關(guān)系，為力學(xué)學(xué)計(jì)算創(chuàng)創(chuàng)造條件件。常用用的有赤赤平極射射投影分分析法及及實(shí)體比比例投影影法。赤平極射射投影分分析法、、實(shí)體比比例投影影法與摩摩擦圓等方法用用于巖質(zhì)邊坡坡的穩(wěn)定分分析，可快速、、直觀地地分辨出出控制邊邊坡的主主要和次次要結(jié)構(gòu)構(gòu)面，確確定出邊邊坡結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)定定類型，，判定不不穩(wěn)定塊塊體的形形狀、規(guī)規(guī)模及滑滑動(dòng)方向向。對(duì)用圖解解法判定定為不穩(wěn)穩(wěn)定的邊邊坡，需需進(jìn)一步步用計(jì)算算加以驗(yàn)驗(yàn)證。下下面簡(jiǎn)要要介紹利利用赤平平極射投投影圖初初步判斷斷邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性。?！?.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述當(dāng)結(jié)構(gòu)面面的傾向向與坡面面傾向相相反時(shí)，，邊坡為為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面面的傾向向與坡面面傾向基基本一致致但其傾傾角大于于坡角時(shí)時(shí)，邊坡坡為基本穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面面的傾向向與坡面面傾向之之間夾角角小于30°且傾角小小于坡角角時(shí)，邊邊坡為不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)。下圖為1組結(jié)構(gòu)面面構(gòu)成的的邊坡赤赤平極射射投影1組結(jié)構(gòu)面面構(gòu)成的的邊坡(a)不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)；(b)基本穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)；；(c)、(d)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)；(e)不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述2組結(jié)構(gòu)面面構(gòu)成的的邊坡(a)不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)；(b)基本穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)；；(c)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)下圖為2組結(jié)構(gòu)面面構(gòu)成的的邊坡赤赤平極射射投影§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述3組結(jié)構(gòu)面面構(gòu)成的的邊坡(a)不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)；(b)基本穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)；；(c)不穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)；(d)基本穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)；；(e)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)下圖為3組結(jié)構(gòu)面面構(gòu)成的的邊坡赤赤平極射射投影§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述工程地質(zhì)質(zhì)領(lǐng)域最最早研制制出的專專家系統(tǒng)統(tǒng)是用于于地質(zhì)勘勘察的專專家系統(tǒng)統(tǒng)Propecter，由斯坦坦福大學(xué)學(xué)于70年代中期期完成的的。在國(guó)內(nèi)，，許多單單位進(jìn)行行了相關(guān)關(guān)研究工工作，并并取得了了較多的的成果。。專家系統(tǒng)統(tǒng)使得一一般工程程技術(shù)人人員在解解決工程程地質(zhì)問(wèn)問(wèn)題時(shí)能能象有經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的專專家給出出比較正正確的判判斷并做做出結(jié)論論，因此，專專家系統(tǒng)統(tǒng)的應(yīng)用用為工程程地質(zhì)的的發(fā)展提提供了一一條新思思路。(4)邊坡穩(wěn)定定專家系系統(tǒng)§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述實(shí)質(zhì)是一一種半定定量的方方法，雖然評(píng)價(jià)價(jià)結(jié)果表表現(xiàn)為確確定的數(shù)數(shù)值，但但最終判判定仍依依賴人為為的判斷斷。目前，，所有定定量的計(jì)計(jì)算方法法都是基基于定性性方向之之上。極限平衡衡法在工工程中應(yīng)應(yīng)用最為為廣泛，這個(gè)方方法早期期以摩爾爾—庫(kù)侖抗剪剪強(qiáng)度理理論為基基礎(chǔ)，將將滑坡體體劃分為為若干條條塊(主要為垂垂直條分分)，建立作作用在這這些條塊塊上的力力的平衡衡方程式式，求解解安全系系數(shù)。(1)極限平衡衡法§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述定量分析析方法垂直條分分法就是是將滑動(dòng)動(dòng)土體豎豎直分成成若干土土條，把把土條當(dāng)當(dāng)成剛體體，分別別求作用用于各土土條上的的力對(duì)圓圓心的滑滑動(dòng)力矩矩(或力)和抗滑力力矩(或力)，然后求求土坡的的穩(wěn)定安安全系數(shù)數(shù)。條間切向力§3.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述極限平衡衡方法，，沒(méi)有象象傳統(tǒng)的的彈、塑塑性力學(xué)學(xué)那樣引引入應(yīng)力力－應(yīng)變變關(guān)系來(lái)來(lái)求解本本質(zhì)上為為靜不定定的問(wèn)題題，而是是直接對(duì)某某些多余余未知量量作假定定，使得得方程式式的數(shù)量量和未知知數(shù)的數(shù)數(shù)量相等等，因而而使問(wèn)題題變得靜靜定可解解。根據(jù)邊坡坡破壞的的邊界條條件，應(yīng)應(yīng)用力學(xué)學(xué)分析的的方法，，對(duì)可能能發(fā)生的的滑動(dòng)面面，在各各種荷載載作用下下進(jìn)行理理論計(jì)算算和抗滑滑強(qiáng)度的的力學(xué)分分析。通過(guò)反復(fù)復(fù)計(jì)算和和分析比比較，對(duì)對(duì)可能的滑動(dòng)面面給出穩(wěn)穩(wěn)定性系系數(shù)。目前，剛剛體極限限平衡方方法已經(jīng)經(jīng)從二維發(fā)展展到三維維?！?.1邊坡穩(wěn)定定性分析析概述剛體極限限平衡分分析方法法很多，，在處理理上，各各種條分分法在以以下幾個(gè)個(gè)方面引入簡(jiǎn)化化條件：(a)對(duì)滑裂面面的形狀狀作出假假定，如如假定滑滑裂面形形狀為折折線、圓圓弧、對(duì)對(duì)數(shù)螺旋旋線等；；(b)放松靜力力平衡要要求，求解過(guò)過(guò)程中僅僅滿足部部分力和和力矩的的平衡要要求；(c)對(duì)多余未未知數(shù)的的數(shù)值和和分布形形狀做假假定。該方法比比較直觀觀、簡(jiǎn)單單，對(duì)大大多數(shù)邊邊坡的評(píng)評(píng)價(jià)結(jié)果果比較令令人滿意意。該方法的關(guān)關(guān)鍵在于對(duì)滑體的范范圍和滑面面的形態(tài)進(jìn)進(jìn)行分析、、正確選用用滑面計(jì)算算參數(shù)、正正確分析滑滑體的各種種荷載?；谠撛砝淼姆椒ê芎芏啵鏐ishop法、Janbu法、M-P法、不平衡衡傳遞系數(shù)數(shù)法等?！?.1邊坡穩(wěn)定性性分析概述述極限平衡條分法對(duì)多余變量的簡(jiǎn)化假定瑞典條分法條塊間無(wú)作用力，力矩平衡斯賓塞法條塊間作用力為常數(shù)簡(jiǎn)化畢肖普法條塊間只有水平力，力矩平衡詹布法(Janbu)假定了條間作用力作用點(diǎn)的位置傳遞系數(shù)法假定了條間作用力的方向(等于條塊底面傾角)薩爾瑪法假定條間也滿足極限平衡條件，可以任意條分分塊極限平衡法假定條間也滿足極限平衡條件，但需垂直條分摩根斯坦––普賴斯法條間切向力(X)和法向力(E)之比與水平方向坐標(biāo)之間存在一函數(shù)關(guān)系:X/E=λf(x)常見(jiàn)條分法法及其相應(yīng)應(yīng)的假定陸軍工程師師團(tuán)法、羅羅厄法、通通用(或稱廣義)Janbu法、GLE法等§3.1邊坡穩(wěn)定性性分析概述述主要是利用用某種方法法求出邊坡坡的應(yīng)力分布和和變形情況況，研究巖體體中應(yīng)力和和應(yīng)變的變變化過(guò)程，，由此判斷斷邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性。主主要有以下下幾種：(2)數(shù)值分析方方法①有限單元元法（FEM）該方法是目前應(yīng)用最最廣泛的數(shù)數(shù)值分析方方法。其解題步步驟已經(jīng)系系統(tǒng)化，并并形成了很很多通用的的計(jì)算機(jī)程程序。其優(yōu)點(diǎn)是部分地考慮慮了邊坡巖巖體的非均均質(zhì)、不連連續(xù)介質(zhì)特特征，考慮慮了巖體的的應(yīng)力應(yīng)變變特征，因而可以以避免將坡坡體視為剛剛體、過(guò)于于簡(jiǎn)化邊界界條件的缺缺點(diǎn)，能夠夠接近實(shí)際際地從應(yīng)力力應(yīng)變分析析邊坡的變變形破壞機(jī)機(jī)制，對(duì)了了解邊坡的的應(yīng)力分布布及應(yīng)變位位移變化很很有利?！?.1邊坡穩(wěn)定性性分析概述述②快速拉拉格朗日有有限差分法法(FLAC)FLAC（FastLagrangianAnalysisofContinue）由美國(guó)ItascaConsultingGroup，Inc.為地質(zhì)工程程應(yīng)用而開(kāi)開(kāi)發(fā)的連續(xù)介質(zhì)顯顯式有限差差分計(jì)算程程序，主要適用模擬計(jì)計(jì)算巖土工工程地質(zhì)材材料的力學(xué)學(xué)行為，特特別是材料料達(dá)到屈服服極限后產(chǎn)產(chǎn)生的塑性性流動(dòng)。FLAC程序建立在在拉格朗日日算法基礎(chǔ)礎(chǔ)上，特別適合模模擬大變形形及扭曲變變形。FLAC程序設(shè)有多種本構(gòu)模模型，可解算地地質(zhì)類材料料的高度非非線性(包括應(yīng)變硬硬化/軟化)、不可逆剪切切破壞、粘粘彈(蠕變)、孔隙介質(zhì)的固——流耦合、熱熱——力耦合以及動(dòng)力學(xué)學(xué)行為等。。§3.1邊坡穩(wěn)定性性分析概述述該方法只需對(duì)已知知區(qū)的邊界界極限離散散化，因此具有有輸入數(shù)據(jù)據(jù)少的特點(diǎn)點(diǎn)。由于對(duì)邊界界極限離散散，離散化化的誤差僅僅來(lái)源于邊邊界，區(qū)域域內(nèi)的有關(guān)關(guān)物理量是是用精確的的解析公式式計(jì)算的，，故邊界元法的的計(jì)算精度度較高，在處理無(wú)限限域方面有有明顯的優(yōu)優(yōu)勢(shì)。其不足之處處為：一般般邊界元法法得到的線線性方程組組的關(guān)系矩矩陣是不對(duì)對(duì)稱矩陣，，不便應(yīng)用用有限元中中成熟的對(duì)稱矩陣的的系列解法法。另外，，邊界元法法在處理材料的的非線性和和嚴(yán)重不均均勻的邊坡問(wèn)題方面面，遠(yuǎn)不如如有限元法法。③邊界單元元法（BEM）§3.1邊坡穩(wěn)定性性分析概述述是由Cundall（1971）首先提出出的。該方法利利用中心差差分法解析析動(dòng)態(tài)松弛弛求解，為為一種顯式解法，不需要求解解大型矩陣陣，計(jì)算比較較簡(jiǎn)便，其其基本特征征在于允許許各個(gè)離散散塊體發(fā)生生平動(dòng)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)、甚至分離，彌補(bǔ)了有有限元法或或邊界元法法的介質(zhì)連連續(xù)和小變變形的限制制。因此，，該方法特別適合塊塊裂介質(zhì)的大變形及及破壞問(wèn)題題的分析。。其缺點(diǎn)是是阻尼系數(shù)難難以確定等等。離散單元法法可以直觀觀地反映巖巖體變化的應(yīng)力場(chǎng)、、位移場(chǎng)及及速度場(chǎng)等等各個(gè)參量量的變化，可以模模擬邊坡失穩(wěn)穩(wěn)的全過(guò)程。。④離散元法(UDEC---DEM)§3.1邊坡穩(wěn)定性分分析概述是由Goodman和Shi（1985）提出的，該方法利用拓拓?fù)鋵W(xué)和群論論評(píng)價(jià)三維不不連續(xù)巖體穩(wěn)穩(wěn)定性。該法建立在構(gòu)構(gòu)造地質(zhì)和簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的力學(xué)平平衡計(jì)算的基基礎(chǔ)上。利用塊體理理論能夠分析析節(jié)理系統(tǒng)和和其它巖體不不連續(xù)系統(tǒng)，，找出沿規(guī)定定臨空面巖體體的臨界塊體體。塊體理論論為三維分析方法法，隨著關(guān)鍵塊塊體類型的確確定，能找出具有潛潛在危險(xiǎn)的關(guān)關(guān)鍵塊體在臨臨空面的位置及及其分布。塊體理論不提供大變形形下的解答，能較好地應(yīng)用于于選擇邊坡開(kāi)挖挖的方向和形形狀。⑤塊體理論論(BT)§3.1邊坡穩(wěn)定性分分析概述無(wú)粘性土坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析邊坡穩(wěn)定極限限平衡分析的的條分法§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析無(wú)粘性土坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析1）微單元A自重:W=V2）沿坡滑動(dòng)力：3）對(duì)坡面壓力：（由于無(wú)限土土坡兩側(cè)作用用力抵消）4）抗滑力：5）抗滑安全系數(shù)：WTNa坡與水平夾角角為砂土內(nèi)摩擦角角為WRNA§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析破壞形式：表表面淺層滑動(dòng)動(dòng)當(dāng)=時(shí)，F(xiàn)s=1.0，天然休止角安全系數(shù)與土土容重?zé)o關(guān)與所選的微單單元大小無(wú)關(guān)關(guān)思考：在干坡及靜靜水下坡中，，如不變，F(xiàn)s有什么變化坡內(nèi)任一點(diǎn)或或平行于坡的的任一滑裂面面上安全系數(shù)Fs都相等§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析有沿坡滲流情情況降雨正常蓄水土壩壩下游水位驟降的土土壩上游逸出段§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析aWTNAWRN(1)自重：滲透力：（方向：平行行于土坡）(2)滑動(dòng)力：(3)抗滑力：(4)抗滑安全系數(shù)數(shù)：取微單元A，以土骨架為隔隔離體：lhJJ§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析討論：W’T’NaAlhJ意味著原來(lái)穩(wěn)穩(wěn)定的坡，有有沿坡滲流時(shí)時(shí)可能破壞與所選V大小無(wú)關(guān)，亦亦即在這種坡坡中各點(diǎn)安全全系數(shù)相同與容重有關(guān)

與無(wú)滲流比較Fs減小近一倍§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析其它：(1)與坡面成一定定角度(2)垂直向內(nèi)滲流流wJ(3)部分浸水無(wú)粘粘性土坡12(4)非線形強(qiáng)度指指標(biāo)的影響§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析粘性土坡的穩(wěn)穩(wěn)定分析(邊坡穩(wěn)定極限限平衡分析的的條分法)破壞特點(diǎn)OR由于存在粘聚聚力C，與無(wú)粘性土坡坡不同；其危險(xiǎn)滑裂面面位置在土坡坡深處；對(duì)于均勻土坡坡，在平面應(yīng)應(yīng)變條件下，，其滑動(dòng)面可可用一圓?。ǎ▓A柱面）近近似。思考：為什么粘性土土坡通常不會(huì)會(huì)發(fā)生表面滑滑動(dòng)？§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析1整體圓弧滑動(dòng)動(dòng)法（瑞典Petterson）2瑞典條分法（（瑞典Fellenius）3畢肖普法（Bishop）4Janbu法5不平衡推力傳傳遞法6Sarma方法7Spencer方法8Morgenstern-Price方法9陳祖煜的通用用條分法計(jì)算方法：§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析1整體圓弧滑動(dòng)動(dòng)法（瑞典圓弧法）均質(zhì)土二維圓弧滑動(dòng)面滑動(dòng)土體呈剛剛性轉(zhuǎn)動(dòng)在滑動(dòng)面上處處于極限平衡衡條件假設(shè)條件OR§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析ORCBA平衡條件（各力對(duì)圓心心O的力矩平衡））(1)滑動(dòng)力矩：(3)安全系數(shù)：當(dāng)=0（粘土不排水強(qiáng)度）時(shí)，注：（其中是未知函數(shù)）(2)抗滑力矩：dW§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析B1OARH2均勻粘性土坡坡=0時(shí)：最危險(xiǎn)滑動(dòng)面面確定§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析《公路路基設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)·路基》§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析討論：ORdCBAW1當(dāng)0時(shí)，n是l(x,y)的函數(shù)，無(wú)法法得到Fs的理論解2其中圓心O及半徑R是任意假設(shè)的的，還必須計(jì)計(jì)算若干組（（O,R）找到最小安全全系數(shù)——最可能滑動(dòng)面面3適用于飽和軟軟粘土，即=0情況§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析ORdCBAW2條分法的基本本原理及分析析源起整體圓弧法：n

是l(x,y)的函數(shù)思路離散化分條條分法AORC

ibB-2-101234567§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析安全系數(shù)定義義AORC

ibB-2-101234567TiNi§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析(1)極限平衡假設(shè)設(shè)：當(dāng)坡體的強(qiáng)度度指標(biāo)降低F倍以后，坡體體內(nèi)存在一達(dá)達(dá)到極限平衡狀態(tài)態(tài)的滑面，滑體體處于臨界失失穩(wěn)狀態(tài)。其其中，F(xiàn)為坡體的安全全系數(shù)。(2)條塊剛性假設(shè)設(shè)：對(duì)滑體進(jìn)行條條分后，各條條塊為剛性塊塊體，只發(fā)生生整體運(yùn)動(dòng)而而不產(chǎn)生條塊塊內(nèi)部的變形形。極限平衡重直直條分法的基基本假設(shè)：§3.2土質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析極限平衡方程程的求解：對(duì)于有n個(gè)條塊的滑體體來(lái)說(shuō)，在極極限平衡狀態(tài)態(tài)下，滑體的未知量量有：(1)安全系數(shù)Fs，1個(gè)；(2)條塊底面面上的法法向力Ni，切向力力Si及合力作作用點(diǎn)，，共3n個(gè)；(3)條分面上上的法向向力Ei，切向力力Xi及合力作作用點(diǎn)，，共3n-3個(gè)；因此，整整個(gè)滑體體就有6n-2個(gè)未知量量?！?.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1未知數(shù)：：條塊剪力力＋作用點(diǎn)位位置＝2(n-1)+(n-1)＝3n-3滑動(dòng)面上上的力＋作用點(diǎn)位位置＝3n安全系數(shù)數(shù)F＝16n-2hi§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析而對(duì)于每每一個(gè)條條塊而言言，可以以建立的的方程有有4個(gè)，其中中三個(gè)為為平衡方方程：另一個(gè)為為在滑面面上滿足足摩爾–––庫(kù)侖準(zhǔn)則則的破壞壞方程：：4n§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1方程數(shù)：：靜力平衡衡＋力矩平衡衡＝3n滑動(dòng)面上上極限平平衡條件件＝n4n未知數(shù)－－方程數(shù)數(shù)＝2n-2hi§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析已知量：：4n個(gè)未知量：：6n-2個(gè)2n-2個(gè)這是一個(gè)個(gè)超靜定問(wèn)問(wèn)題，求解此此方程組組有兩條條途徑：：(1)引入變形形協(xié)調(diào)條條件，增增加方程程數(shù)；(2)通過(guò)對(duì)多多余變量量或相互互之間的的關(guān)系進(jìn)進(jìn)行假定定，以減減少變量量數(shù)。極限平衡衡法常采采用第二二種方法法求解，并且一一致認(rèn)可可當(dāng)條塊塊寬度足足夠小時(shí)時(shí)，可以以認(rèn)為底底滑面合合力作用用點(diǎn)位于于底滑面面中心，，這就減減少了n個(gè)未知量量。目前的極極限平衡衡各種算算法的不不同之處處也就在在于對(duì)其其余n-2個(gè)變量的的處理上上?！?.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析極限平衡條分法對(duì)多余變量的簡(jiǎn)化假定瑞典條分法條塊間無(wú)作用力，力矩平衡斯賓塞法條塊間作用力為常數(shù)簡(jiǎn)化畢肖普法條塊間只有水平力，力矩平衡通用簡(jiǎn)布法假定了條間作用力作用點(diǎn)的位置傳遞系數(shù)法假定了條間作用力的方向(等于條塊底面傾角)薩爾瑪法假定條間也滿足極限平衡條件，可以任意條分分塊極限平衡法假定條間也滿足極限平衡條件，但需垂直條分摩根斯坦––普賴斯法條間切向力(X)和法向力(E)之比與水平方向坐標(biāo)之間存在一函數(shù)關(guān)系:X/E=λf(x)常見(jiàn)條分分法及其其相應(yīng)的的假定陸軍工程程師團(tuán)法法、羅厄厄法、簡(jiǎn)簡(jiǎn)化Janbu法、GLE法等§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析根據(jù)極限平衡衡垂直條條分法所滿足的的平衡條條件，將將極限平平衡條分分法分為為4大類：(1)M類：僅考慮慮對(duì)選定定求矩中中心的力力矩平衡衡(2)VM類：考慮垂垂直方向向力的平平衡和對(duì)對(duì)選定求求矩中心心的力矩矩平衡(3)HV類：考慮水水平方向向力的平平衡和垂垂直方向向力的平平衡(4)HVM類：考慮所所有平衡衡條件其中，M類(瑞典法)有顯式解解，VM類(簡(jiǎn)化Bishop法)有隱式的的安全系系數(shù)表達(dá)達(dá)式，迭迭代并不不困難。。§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析3瑞典條分分法（簡(jiǎn)簡(jiǎn)單條分分法、費(fèi)費(fèi)倫紐斯斯法）忽略所有有條間作作用力：：2(n-1)+(n-1)＝3n-34n-3PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1hi假定滑動(dòng)動(dòng)面上作作用點(diǎn)位位置：n未知數(shù):2n+1方程數(shù):4n假定：圓弧滑裂裂面；不不考慮條條間力§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析徑向力平平衡：TiNiiWiAORC

ibB-2-101234567極限平衡衡條件：：整體對(duì)圓圓心的力力矩平衡衡：滑動(dòng)力矩矩=抗滑力矩矩顯式表達(dá)§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析圓心O，半徑R（如圖）分條：b=R/10編號(hào)：過(guò)過(guò)圓心垂垂線為0#條中線列表計(jì)算算liWii變化圓心心O和半徑RFs最小ENDTiNiiWiAORC

ibB-2-101234567計(jì)算步驟§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析最危險(xiǎn)滑滑動(dòng)面確確定§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析瑞典條分分法的討討論TiNiiWiAORC

ibB-2-101234567(1)一些平衡衡條件不不能滿足足未知數(shù):2n+1方程數(shù):4n對(duì)0#土條T0N0W0>0§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析瑞典條分分法的討討論AORC

ibB-2-101234567(2)假設(shè)圓弧弧滑裂面面，與實(shí)實(shí)際滑裂裂面有差差別忽略條間間力，使使得計(jì)算算安全系系數(shù)Fs偏小假設(shè)圓弧弧滑裂面面，使Fs偏大最終結(jié)果果是Fs偏小，越大Fs越偏小一般情況況下，F(xiàn)s偏小10%左右工程應(yīng)用用中偏于于安全§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析方法的特特點(diǎn)：AORC

ibB-2-101234567(1)忽略條間間力的作作用(2)滿足滑動(dòng)動(dòng)土體整整體力矩矩平衡條條件(3)不滿足條條塊的靜靜力平衡衡條件(4)滿足極限限平衡條條件(5)得到的安安全系數(shù)數(shù)偏低，，誤差偏偏于安全全§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析或：§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析4簡(jiǎn)化畢肖肖甫（Bishop）法忽略條間間切向力力：n-12n-1PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1hi假定滑動(dòng)動(dòng)面上作作用點(diǎn)位位置：n未知數(shù):4n-1方程數(shù):4n假定：圓弧滑裂裂面；條條間力切切向力=0§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析Pihi+1TiNiiWiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567∑Fz=0極限平衡衡條件方程組求求解，得得到：§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析hi+1PiTiNiiWiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567整體力矩矩平衡：：Ni過(guò)圓心；；Pi互相抵消消licosi=bi隱式表達(dá)§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析隱式表達(dá)迭代法求求解隱式式方程的的根§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析迭代法求求解隱式式方程的的根§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析AORC

ibB-2-101234567圓心O，半徑R設(shè)Fs=1.0計(jì)算mqi變化圓心心O和半徑RFs最小END計(jì)算No計(jì)算步驟§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析PiTiNiihi+1WiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567畢肖甫法法的討論論(2)大多數(shù)情情況下是是精確的的未知數(shù):4n-1方程數(shù):4n(1)假設(shè)圓弧弧滑裂面面§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析(1)假設(shè)條塊塊間作用用力只有有法向力力沒(méi)有切切向力；；滿足滑動(dòng)動(dòng)土體整整體力矩矩平衡條條件；滿足各條條塊力的的多邊形形閉合條條件，但但不滿足足條塊的的力矩平平衡條件件；(4)滿足極限限平衡條條件；(5)得到的安安全系數(shù)數(shù)比瑞典典條分法法略高一一點(diǎn)。簡(jiǎn)化Bishop方法的特特點(diǎn)§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析5詹布（Janbu）法條塊間力力的作用用點(diǎn)位置置：n-12n-1PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1hi假定滑動(dòng)動(dòng)面上作作用點(diǎn)位位置：n未知數(shù):4n-1方程數(shù):4nabhi推力線假定：假定各土土條間推推力作用用點(diǎn)連線線為光滑滑連續(xù)曲曲線“推力作作用線””即假定了了條塊間間力的作作用點(diǎn)位位置§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1hi極限平衡衡條件∑Fz=0∑Fx=02345678910111P0=0Pn=0NiTiPi方程組求求解P1=P1P2=P1+P2=P1+P2Pj=Pi(i=1,j)Pn=Pi=0(i=1,n)與Hi有關(guān)，但但Hi可以通過(guò)過(guò)每個(gè)土土條的力力矩平衡衡由hi得到§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析PiHiTiNiihi+1WiPi+1Hi+1hi2345678910111P0=0Pn=0詹布法的的討論(1)任意形狀狀滑裂面面，不一一定是圓圓弧未知數(shù):4n-1方程數(shù):4n(2)計(jì)算較復(fù)復(fù)雜§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析幾種方法法總結(jié)方法整體圓弧法簡(jiǎn)單條分法畢肖普法詹布法滑裂面形狀圓弧圓弧圓弧任意假設(shè)剛性滑動(dòng)體滑動(dòng)面上極限平衡忽略全部條簡(jiǎn)力忽略條間切向力條間力作用點(diǎn)位置適用性飽和軟粘土，=0一般均質(zhì)土一般均質(zhì)土任意精度/偏小10%誤差20~70%難以確定平衡條件整體力矩各條力矩各條垂向力/各條水平力§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析邊坡工程程作業(yè)---瑞典條分分法計(jì)算算邊坡安安全系數(shù)數(shù)基本條件件：§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析作業(yè)要要求求1.僅計(jì)算沿沿通過(guò)坡坡腳的滑滑面產(chǎn)生生滑動(dòng)時(shí)時(shí)的安全全系數(shù)；；2.僅取一個(gè)個(gè)圓心進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算，但要要求圓心心與O點(diǎn)距離為為10---15m(不能為整整數(shù))，且保留留2位小數(shù)(為學(xué)號(hào)末末兩位數(shù)數(shù))；3.條塊數(shù)不不少于8塊；4.要求用Autocad作圖，便便于準(zhǔn)確確計(jì)算；；5.作業(yè)提交交打印版版(原始條件件、計(jì)算算過(guò)程、、相關(guān)圖圖表等)，并注明明：學(xué)號(hào)號(hào)+姓名§3.2土質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析平面滑動(dòng)動(dòng)分析多多平面滑滑動(dòng)分析析§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析一般情況況下：現(xiàn)現(xiàn)實(shí)工程程中滑坡坡的后緣緣出現(xiàn)拉拉裂縫§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析平面滑移移的后緣緣拉裂縫縫§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析平面滑動(dòng)動(dòng)分析方方法§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析傳統(tǒng)分析析方法----受力條件件分析在工程使使用期間間，可能能滑動(dòng)巖巖體或其其邊界面面上承受受的力的類型型及大小小、方向向和合力力的作用用點(diǎn)統(tǒng)稱為受力條件件。邊坡巖體體上承受受的力常常見(jiàn)有：：巖體重力力、靜水壓力力、動(dòng)水水壓力、、建筑物作作用力及及震動(dòng)力等。(1)地震作用用水平地震震作用：：FEK=1G§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析(2)水壓力：包括滲滲透靜水水壓力和和滲透動(dòng)動(dòng)水壓力力。靜水壓力力——水對(duì)巖體體的靜壓壓力，等等于巖體體受到的的浮力。。動(dòng)水壓力力——與水力梯梯度有關(guān)關(guān)，等于于巖體受受到的滲滲流阻力力。§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析滑動(dòng)面上上的抗滑滑力R=Gcosβtgφj+CjL滑動(dòng)力T＝Gsinβ穩(wěn)定性系系數(shù)傳統(tǒng)分析析方法----單平面滑滑動(dòng)計(jì)算算過(guò)程§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析滑動(dòng)體極極限高度度Hcr為∴當(dāng)Cj=0，φj＜β時(shí)，Ks＜1忽略滑動(dòng)動(dòng)面上內(nèi)內(nèi)聚力(Cj=0)時(shí)§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析適用范圍圍a)巖石和土土；b)邊坡下滑滑是沿著著一個(gè)相相對(duì)平緩緩的滑動(dòng)動(dòng)面.(像節(jié)理面面、破壞壞面、連連接縫以以及巖床床與浸蝕蝕巖之間間的分界界面類型的一些不連連續(xù)結(jié)構(gòu)構(gòu)面)；c)破壞面應(yīng)應(yīng)該近似似平行于于滑坡面面；d)破壞面的的傾角應(yīng)應(yīng)該小于于滑坡面面的傾角角。平面滑動(dòng)動(dòng)計(jì)算方方法§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析基本假設(shè)設(shè)：(1)滑體沿滑滑動(dòng)面做做剛體下下滑。(2)滑塊不發(fā)發(fā)生剛體體轉(zhuǎn)動(dòng)。。(3)假定作用用在滑塊塊上的所所有力都都通過(guò)質(zhì)質(zhì)心。(4)滑動(dòng)面上上的所有有點(diǎn)都處處于臨界界破壞狀狀態(tài)。(5)滑面上力力的分布布是均勻勻的。(6)沿著整個(gè)個(gè)破壞面面的巖體體強(qiáng)度是是相等的的。(7)滑塊側(cè)面的的阻力可可以忽略略不計(jì)?！?.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析安全系數(shù)數(shù)計(jì)算公公式：§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析計(jì)算包括括?？水壓力外部力和和地震力力主動(dòng)或被被動(dòng)錨固固力……§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析典型的平平面幾何何1.滑坡的表表面2.破壞面3.上表面4.張裂縫(可選擇的的)邊坡高度、坡面傾傾角、滑滑體重量上表面傾傾角及其其寬度(可選擇的的)破壞面的的傾角及及其粗糙糙程度破壞面的的強(qiáng)度張裂縫的的角度、位置(可選擇的的)水壓力地震系數(shù)數(shù)外部力計(jì)算要點(diǎn)§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析計(jì)算過(guò)程程：(1)滑體重量量(沒(méi)有張裂裂縫的情情況)已知參數(shù)數(shù):H——邊坡高度β——邊坡角ψ——上表面傾傾角α——滑面傾角O——原點(diǎn)γ——巖塊的比重未知參數(shù)數(shù):B——邊坡面與上表面面的交點(diǎn)點(diǎn)C——滑面線與與上表面面線的交交點(diǎn)N——邊坡坡面長(zhǎng)度，即即OB的長(zhǎng)度M——BC長(zhǎng)度L——OC的長(zhǎng)度A——楔體面積積W——楔體重量量§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析應(yīng)用矢量量相加計(jì)計(jì)算L和M的長(zhǎng)度：：得出以下下兩個(gè)方方程：由方程(4)得：將(5)代入(3)得：(1)(2)(3)(4)(5)(6)§3.3巖質(zhì)邊坡坡穩(wěn)定性性分析由方程(3)得：通過(guò)方程程(6)和(7)計(jì)算L和M。不用方方程(5)，因?yàn)楫?dāng)當(dāng)ψ=0時(shí)，無(wú)法法計(jì)算出出M面積計(jì)算算：計(jì)算過(guò)程：1.計(jì)算N(通過(guò)方程程(1))2.計(jì)算B(通過(guò)方程程(2))3.計(jì)算L(通過(guò)方程程(6))4.計(jì)算M(通過(guò)方程程(7))5.計(jì)算C(通過(guò)方程程(8))6.計(jì)算A(通過(guò)方程程(9))7.計(jì)算W(通過(guò)方程程(10)(7)(8)(9)(10)§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(有張裂裂縫的的情況況)已知參參數(shù)H———邊坡高度度β———邊坡傾傾角α———滑面傾傾角ψ———上表面面傾角角T———張裂縫縫距邊邊坡面面的距距離θ———張裂縫縫傾角角O———原點(diǎn)(0,0)γ———巖塊重重量未知參參數(shù)B———邊坡面與上表表面的的交點(diǎn)點(diǎn)C———張裂縫縫與上上表面面線的的交點(diǎn)點(diǎn)D———滑面線線與張張裂縫縫的交交點(diǎn)N———OB的長(zhǎng)度度M———BC長(zhǎng)度L———OD的長(zhǎng)度度Q———DC的長(zhǎng)度度A———楔體面面積W———楔體重重量§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析和沒(méi)有張張裂縫縫的情情況類似:得:然后計(jì)計(jì)算D、Q、L:由方程程(15)，(16)得：或(13)(14)(15)(16)(17)§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析和由方程程(17)和(18)得出計(jì)計(jì)算Q的式子子：面積及體積計(jì)計(jì)算：：計(jì)算過(guò)程：1.計(jì)算N(通過(guò)方方程(1))2.計(jì)算B(通過(guò)方方程(2))3.計(jì)算C(通過(guò)方方程(13))4.計(jì)算M(通過(guò)方方程(14))5.計(jì)算Q(通過(guò)方方程(19))6.計(jì)算L(通過(guò)方方程(17))7.計(jì)算D(通過(guò)方方程(16))8.計(jì)算A(通過(guò)方方程(20))9.計(jì)算W(通過(guò)方方程(10))(18)(19)(20)§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(2)水壓力力計(jì)算算水壓力力峰值值——邊坡中中部高度水壓力力分布形式式§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析水壓力力峰值值——坡腳§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析水壓力力峰值值——張裂縫縫底部部§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析水壓力力分布自定定義§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析地下水充填率=50%(峰值位位于邊邊坡中中部、、底部部及拉拉裂縫縫底部部)§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(無(wú)張裂裂縫情情況)條件1：邊坡坡中間間高度度處水水壓力力最大大§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析條件2：坡腳腳處水壓力力最大大§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(有張裂裂縫情情況)條件1：邊坡坡中間間高度度處水水壓力力最大大§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析條件2：邊坡坡坡腳腳處水水壓力力最大大§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析條件3：張裂裂縫底底部水水壓力力最大大§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(3)外力計(jì)計(jì)算外力相相當(dāng)于于一預(yù)預(yù)應(yīng)力力錨桿桿，使使用主主動(dòng)錨錨固模模型外力§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(4)地震力力計(jì)算算§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(5)錨固力力計(jì)算算被動(dòng)錨錨固力力式中K=被動(dòng)錨錨固力力主動(dòng)錨錨固力力§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(6)主動(dòng)水水壓力力計(jì)算算主動(dòng)水水壓力力(張裂縫縫)V=張裂縫縫水壓壓力§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(7)滑面受受力計(jì)計(jì)算滑動(dòng)面面上的的法向向力與與切向向力僅考慮慮主動(dòng)動(dòng)力：：§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(8)滑面抗抗剪力力及安安全系系數(shù)滑動(dòng)面面上的的抗剪剪力安全系系數(shù)：：§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析(9)滑面強(qiáng)強(qiáng)度準(zhǔn)準(zhǔn)則：：在前述述計(jì)算算過(guò)程程中采采用的的強(qiáng)度度準(zhǔn)則則為莫莫爾—庫(kù)侖準(zhǔn)準(zhǔn)則巴頓準(zhǔn)準(zhǔn)則巴頓強(qiáng)強(qiáng)度模模型確確定的的滑動(dòng)動(dòng)面上上的剪剪切強(qiáng)強(qiáng)度為為：其它可可供使使用的的強(qiáng)度度準(zhǔn)則則：§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則確確定強(qiáng)強(qiáng)度根根據(jù)下下列公公式：：指數(shù)曲曲線§3.3巖質(zhì)邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析（1)錨桿通通過(guò)承載力力和定定位(角度)影響安安全系系數(shù)。。（2)錨固承承載力力和定定位作作為矢矢量，僅作作用于于滑體體形心心作用用到模模型中中。（3)多個(gè)錨錨桿可可以用一個(gè)個(gè)具有有相等等總?cè)萑菰S力力和方方位的的等效效錨桿桿代替替。(10)錨桿承載力力和定位§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析(11)錨固長(zhǎng)度和和位置(1)只要錨桿穿穿過(guò)滑動(dòng)面面，全部的的錨桿承載載力都發(fā)揮揮作用。(2)但是,如果錨桿的的錨固長(zhǎng)度度=0(例如錨桿沒(méi)沒(méi)有穿過(guò)滑滑面),那么在計(jì)算算模型中錨錨桿將沒(méi)有作用-----錨桿的錨固固力為零。。(3)錨桿位置對(duì)對(duì)計(jì)算結(jié)果果沒(méi)有影響響，因?yàn)槭冀K終其假定作用于于滑體型心心?！?.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析一般情況下下，安全系系數(shù)采用抗抗滑力(粘聚力、摩摩擦角引起起)和滑動(dòng)力(包括塊體重重力、地震震力、水載載荷)的比值進(jìn)行行定義。主動(dòng)支護(hù)指指在安全系系數(shù)的計(jì)算算中降低下滑力力。預(yù)應(yīng)力錨索或巖石石錨桿在邊邊坡變形前前即已施加加荷載，故故認(rèn)為是主動(dòng)支護(hù)方方法。(12)主動(dòng)和被動(dòng)動(dòng)錨固模型型§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析被動(dòng)支護(hù)假假定在安全全系數(shù)計(jì)算算公式中表表現(xiàn)為增加抗滑力力的形式。非預(yù)應(yīng)力錨錨索和注漿漿錨桿，僅僅在坡體產(chǎn)產(chǎn)生一定變變形后產(chǎn)生生抗力，故故被認(rèn)為是是被動(dòng)支護(hù)護(hù)。一般來(lái)說(shuō)，，被動(dòng)支護(hù)的的安全系數(shù)數(shù)總是低于于主動(dòng)支護(hù)護(hù)的安全系系數(shù)。§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析當(dāng)輸入?yún)?shù)數(shù)所起作用用不確定時(shí)時(shí)可使用敏感性分析析進(jìn)行探討。。敏感性圖表表是根據(jù)指定模型參參數(shù)百分比比的改變對(duì)安全系素的影響繪制制的。陡峭上升或或下降的曲曲線顯示參數(shù)改改變對(duì)安全全系數(shù)影響響較大。(13)敏感性分析析§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析Geometry:邊坡高度=80m巖體比重=2.(學(xué)號(hào)后2位)t/m^3邊坡角=45°°滑動(dòng)面傾角角=35°°上部平面傾傾角=25°°拉裂縫傾角角=60°°拉裂縫位置置(離坡頂水平平距離)=30mStrength(滑面):強(qiáng)度模型:Mohr-Coulomb摩擦角=30°°粘結(jié)力=10t/m^2WaterPressure:水比重=1t/m^3拉裂縫充水水:100%，最大位于于拉裂縫底底部滑動(dòng)面無(wú)水水ExternalForces:外力=200t方位角(與水平面夾夾角)=30°課后作業(yè)：：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析平面滑動(dòng)分分析多多平面滑動(dòng)動(dòng)分析§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析ⅡⅠⅡⅠ雙平面滑動(dòng)動(dòng)分析§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析同向雙平面面滑動(dòng)第一種情況況為滑體內(nèi)不存存在結(jié)構(gòu)面面，視滑動(dòng)體體為剛體，，采用力平衡圖解解法計(jì)算穩(wěn)定性性系數(shù)第二種情況況為滑體內(nèi)存在在結(jié)構(gòu)面并將滑動(dòng)體體切割成若若干塊體的的情況，這這時(shí)需分塊塊計(jì)算邊坡坡的穩(wěn)定性性系數(shù)滑體沿同向向雙平面產(chǎn)產(chǎn)生滑動(dòng)，，包括2種情況：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析滑體內(nèi)不存存在結(jié)構(gòu)面面滑體內(nèi)存在在結(jié)構(gòu)面§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析ABCD為可能滑動(dòng)動(dòng)體，根據(jù)據(jù)滑動(dòng)面產(chǎn)產(chǎn)狀分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)塊體。FⅠ為塊體Ⅱ?qū)K體Ⅰ的作用力，，F(xiàn)Ⅱ?yàn)閴K體Ⅰ對(duì)塊體Ⅱ的作用力，，F(xiàn)Ⅰ和FⅡ大小相等，，方向相反反，其作用用方向的傾傾角為θ?；瑒?dòng)面AB以下巖體對(duì)對(duì)塊體Ⅰ的反力R1(摩阻力)與AB面法線的夾夾角為φ1。無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)面§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析上式F1的確定：假設(shè)F1的方向平行行于滑塊1的底滑面，，對(duì)于上部部滑塊1：得：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析滑動(dòng)體內(nèi)存存在結(jié)構(gòu)面面的情況（（了解）在滑動(dòng)過(guò)程程中，滑動(dòng)動(dòng)體除沿滑滑動(dòng)面滑動(dòng)動(dòng)外，被結(jié)構(gòu)面分分割開(kāi)的塊塊體之間還還要產(chǎn)生相相互錯(cuò)動(dòng)。采用分塊極限平平衡法和不不平衡推力力傳遞法進(jìn)行穩(wěn)定性性計(jì)算。BC面BD面AB面§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析塊體Ⅰ塊體Ⅱ塊體Ⅰ塊體Ⅱ塊體Ⅱ§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析多平面滑動(dòng)動(dòng)(傳遞系數(shù)法法)一般采用折折線滑動(dòng)法法（傳遞系系數(shù)法）建筑邊坡規(guī)規(guī)范、公路路路基規(guī)范范、水利規(guī)規(guī)范等§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析j塊傳遞至j+1塊隱含假設(shè)：：j塊對(duì)j+1塊的作用力力方向平行行于j塊底邊§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析地下水滲透透坡降計(jì)算條塊地地下水流線線平均傾角角，一般情情況下取浸浸潤(rùn)線傾角角與滑面傾傾角平均值值(o)，反傾時(shí)取取負(fù)值§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析析改進(jìn)的傳遞系系數(shù)法改進(jìn)的傳遞系系數(shù)法亦屬剛剛體極限平衡衡分析法，基基于以下6條假設(shè)：將滑坡穩(wěn)定性性問(wèn)題視為平平面應(yīng)變問(wèn)題題；平行于滑動(dòng)面面的剪應(yīng)力和垂直于滑動(dòng)動(dòng)面的正應(yīng)力力集中作用于于滑動(dòng)面上；；視滑坡體為理理想剛塑材料料，認(rèn)為整個(gè)個(gè)加荷過(guò)程中中，滑坡體不不會(huì)發(fā)生任何何變形，一旦旦滑動(dòng)面上剪剪應(yīng)力達(dá)到其其剪切強(qiáng)度，，則滑坡體即即開(kāi)始沿滑動(dòng)動(dòng)面產(chǎn)生剪切切變形；滑動(dòng)面的破壞壞服從mohr-coulomb破壞準(zhǔn)則，即即滑動(dòng)面強(qiáng)度度主要受粘聚聚力及摩擦力力控制；條塊間的作用用力合力（剩剩余下滑力））方向與滑動(dòng)動(dòng)傾角一致，，剩余下滑力為為負(fù)值時(shí)則傳傳遞的剩余下下滑力為零；沿整個(gè)滑動(dòng)面面滿足靜力的的平衡條件，，但不滿足力力矩平衡條件件?！?.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析采用上一條塊塊剩余下滑力力向下一條塊塊滑動(dòng)面逐塊塊投影法，計(jì)算滑坡的的穩(wěn)定性及滑滑坡推力；滑坡推力計(jì)算算滿足當(dāng)剩余余下滑力小于于零時(shí)令其等等于零的條件件，即條塊之間不出出現(xiàn)拉應(yīng)力的的條件。改進(jìn)的傳遞系數(shù)法滑滑坡體單元極極限平衡公式式為：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析采用上一條塊塊剩余下滑力向下一條塊滑滑動(dòng)面逐塊投影法得到：注：當(dāng)Ei小于零時(shí)，令令Ei=0滑坡體單元極極限平衡公式式為：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析則穩(wěn)定系數(shù)：：當(dāng)所有1到n-1條塊的剩余下下滑均大于等等于零時(shí)，利利用數(shù)學(xué)歸納納法可以證明明：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析設(shè)安全系數(shù)為為KS，則通過(guò)各條條塊的滑坡推推力為：改進(jìn)的傳遞系系數(shù)法依據(jù)的的原理正確，，物理意義明明確，計(jì)算結(jié)結(jié)果穩(wěn)定、可可靠。計(jì)算的的滑坡推力滿滿足設(shè)計(jì)要求求，克服了傳傳統(tǒng)的傳遞系系數(shù)法的不足足?！?.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析(1)當(dāng)滑面形狀不不規(guī)則，局部凸起而使使滑體較薄時(shí)時(shí)，宜考慮從凸凸起部位剪出出的可能性，，可進(jìn)行分段段計(jì)算；(2)由于不平衡推推力傳遞法的的計(jì)算穩(wěn)定系系數(shù)實(shí)際上是是滑坡最前部條條塊的穩(wěn)定系系數(shù)，若最前部條條塊劃分過(guò)小小，在后部傳傳遞力不大時(shí)時(shí)，邊坡穩(wěn)定系數(shù)數(shù)將顯著地受受該條塊形狀狀和滑面角度度影響而不能能客觀地反映映邊坡整體穩(wěn)穩(wěn)定性狀態(tài)。因此，在計(jì)計(jì)算條塊劃分分時(shí)，不宜將最下部部條塊分得太太?。魂P(guān)于不平衡推推力傳遞法，，計(jì)算中應(yīng)注注意如下可能能出現(xiàn)的問(wèn)題題：§3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析(3)當(dāng)滑體前部滑面面較緩，或出現(xiàn)反傾傾段時(shí)，自后部傳遞來(lái)的的下滑力和抗抗滑力較小，而前部條塊塊下滑力可能能出現(xiàn)負(fù)值而而使邊坡穩(wěn)定定系數(shù)為負(fù)值值，此時(shí)應(yīng)視邊坡坡為穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)；當(dāng)最前部條塊塊穩(wěn)定系數(shù)不不能較好地反反映邊坡整體體穩(wěn)定性時(shí)，可采用倒數(shù)數(shù)第二條塊的的穩(wěn)定性系數(shù)數(shù)，或最前部部2個(gè)條塊穩(wěn)定系系數(shù)的平均值值?！?.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定定性分析一般規(guī)定定

邊坡坡穩(wěn)定性分析析定量方法邊坡穩(wěn)定極限限平衡分析的的條分法§3.4規(guī)范的一些規(guī)規(guī)定(1)選作建筑場(chǎng)地地的自然斜坡坡；(2)由于開(kāi)挖或填填筑形成并需需要進(jìn)行穩(wěn)定定性驗(yàn)算的邊邊坡；(3)施工期出現(xiàn)不不利工況的邊邊坡；(4)使用條件發(fā)生生變化的邊坡坡。一般規(guī)定下列建筑邊坡坡應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定定性評(píng)價(jià)：施工期存在不不利工況的邊邊坡系指在建筑和邊坡加加固措施尚未未完成的施工工階段可能出出現(xiàn)顯著變形形或破壞的邊邊坡?！?.4規(guī)范的一些規(guī)規(guī)定(1)邊坡穩(wěn)定性狀狀態(tài)的定性判判斷；(2)邊坡穩(wěn)定性計(jì)計(jì)算；(3)邊坡穩(wěn)定性綜綜合評(píng)價(jià)；(4)邊坡穩(wěn)定性發(fā)發(fā)展趨勢(shì)分析析。一、邊坡穩(wěn)定定性評(píng)價(jià)應(yīng)包包括下列內(nèi)容容§3.4規(guī)范的一些規(guī)規(guī)定二、邊坡穩(wěn)定定性評(píng)價(jià)應(yīng)在在充分查明工工程地質(zhì)條件件的基礎(chǔ)上，，根據(jù)邊坡巖巖土類型和結(jié)結(jié)構(gòu)，綜合采用工程程地質(zhì)類比法法和剛體極限限平衡計(jì)算法法進(jìn)行。三、對(duì)土質(zhì)較軟、地地面荷載較大大、高度較大大的邊坡，其坡腳地面抗隆隆起和抗?jié)B流流等穩(wěn)定性評(píng)評(píng)價(jià)應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。?！?.4規(guī)范的一些規(guī)規(guī)定一、在進(jìn)行邊邊坡穩(wěn)定性計(jì)算之前，應(yīng)根據(jù)邊坡坡水文地質(zhì)、、工程地質(zhì)、、巖體結(jié)構(gòu)特特征以及已經(jīng)經(jīng)出現(xiàn)的變形破壞跡象