土力學(xué)電子教案之土坡穩(wěn)定

教案表頭：殊第八寶章序射土坡穩(wěn)定凝分析濕課堂教學(xué)杰實踐教學(xué)殼課時好3膝內(nèi)容提要澤1保．無粘性列土土坡的蕩穩(wěn)定分析羊；丈2叫．粘性土齡土坡的穩(wěn)吉定分析（兼瑞典圓弧從法，條分航法，泰勒喉圖表法）鏈；仍3熟．土坡穩(wěn)盞定性分析寬的中的一患些問題。呼能力培養(yǎng)蓮要求乘1蚊．初步掌壞握無粘性痕土坡穩(wěn)定賢的分析方頁法；氧2妹．熟悉瑞荷典圓弧法蜓、泰勒圖賭表法分析嫁粘性土土甩坡穩(wěn)定；孟3傾．了解條降分法在粘扛性土土坡漆穩(wěn)定分析婦中的應(yīng)用籮；渾4議．了解土船坡穩(wěn)定性令分析的中矮的一些問鹿題。系教學(xué)形式峰教師主講俯、課堂討次論、學(xué)生供講評、提役問答疑、腐工程案例懸分析等氏日期務(wù)班級炒課室汽時間尋90mi剩n晚復(fù)習(xí)舊課悠反饋信息呈時間疏min舉新課題目按第一銜節(jié)勉帥粘性土土昨坡的穩(wěn)定拴分析；何第二吧節(jié)艦舌粘性土土承坡的穩(wěn)定恨分析；津第三餐節(jié)周杯土坡穩(wěn)定未性分析的汁中的一些凡問題。始教學(xué)目標(biāo)遣了解多種丈分析邊坡鋤穩(wěn)定的方閘法派教學(xué)輔助包資料筍多媒體課渣件等教學(xué)內(nèi)容設(shè)計及安排第八章土坡穩(wěn)定分析第一節(jié)無粘性土坡的穩(wěn)定分析【基本內(nèi)容】天然土坡：由于地質(zhì)作用而自然形成的土坡。人工土坡：人們在修建各種工程時，在天然土體中開挖或填筑而成的土坡?；拢和疗聠适湓蟹€(wěn)定性，一部分土體相對另一部分土體滑動的現(xiàn)象。分析土坡穩(wěn)定性的目的：驗算土坡的斷面是否穩(wěn)定合理，或根據(jù)土坡預(yù)定高度、土的性質(zhì)等已知條件，設(shè)計出合理的土坡斷面。簡單土坡：土坡的坡頂和底面都是水平面，并伸至無窮遠(yuǎn)，土坡由均質(zhì)土組成。一、一般情況下的無粘性土土坡條件：均質(zhì)的無粘性土土坡，干燥或完全浸水，土粒間無粘結(jié)力分析方法：只要位于坡面上的土單元體能夠保持穩(wěn)定，則整個坡面就是穩(wěn)定的滑動力：T=Wsinβ垂直于坡面上的分力：N=Wcosβ最大靜摩擦力：T=Ntan=Wcosβtan抗滑力與滑動力的比值稱為穩(wěn)定安全系數(shù)K，PAGE2K=忘當(dāng)橡β寶=亞時，窮K脾=陪1董，土坡處堂于極限平曠衡狀態(tài)。僅砂土的內(nèi)哥摩擦角也暴稱為軌自然休止要角釘。淡當(dāng)授β開＜釋φ艦，即書K壓＞花1煩，土坡就申是穩(wěn)定的效?？扇∩憲=上1.1~扔1.5耗。祥【討論】衣無粘性土齒土坡的穩(wěn)齒定性與坡祖高無關(guān)，酬僅取決于視坡角竭β乳。極二、有滲貨流作用時交的無粘性蔥土土坡蛛分析方法田：貞若滲流為贈順坡出流曲，則滲流縣方向與坡從面平行，恰此時使土酸體下滑的孤剪切力為爬穩(wěn)定安全稱系數(shù)為第對單位土找體，土體章自重叨W耀=農(nóng)，滲透力靜J占=糠w敢i罪，水力坡候降糖i枯=sin脫看，于是懸【討論】準(zhǔn)當(dāng)坡面有苗順坡滲流早作用時，寶無粘性土眼土坡的穩(wěn)要定安全系鳥數(shù)將近乎歇降低一半然。撓【例題先鏡自習(xí)后講悶解】俘【趴例墾8-朝1斃】有一均慕質(zhì)無粘性奔土土坡，擴(kuò)其飽和重桐度平sat陪=20.朱0kN/仇m主3抽,類港內(nèi)摩擦角喉=30°渣,始鉆若要求該旨土坡的穩(wěn)偉定安全系肢數(shù)居為濾1.2乏0奸，試問在意干坡或完躬全浸水情計況下以及賤坡面有順鑄坡滲流時敞其坡角應(yīng)沿為多少度晃？如【討論】蠻有滲流作途用的土坡舒穩(wěn)定比無辱滲流作用描的土坡穩(wěn)鴨定，坡角論要小得多放。麥第二斜節(jié)燕但粘性土土坦坡的穩(wěn)定手分析嘩【基本內(nèi)睡容】蔽一、瑞典光圓弧法PAGE3厭條件與假攜定：均質(zhì)揪粘性土土長坡，假定糕滑動面為稀圓柱面，浙截面為圓驚弧，將滑雞動面以上這土體村看作剛體醫(yī)，并以它進(jìn)為脫離體陵，分析在理極限平衡慌條件下其競上各種作阿用力。答安全系數(shù)味F圣s裕定義為滑條動面上的營最大抗滑瞇力矩與滑時動力矩之考比，則莫式中：罵M店f糧―夢―搜滑動面上丹的最大抗費滑力矩；聾M確―宣―烘滑動力矩諷；異―戀―準(zhǔn)滑狐長度邊；幣d達(dá)―閘―租土體重劈心離滑狐彎圓心的水譯平距離。守對于飽和代粘土來說悠，在不排季水剪條件限下，后u柄等于零濟(jì)，縫τ少f根就等于違c溪u咐。上式可效寫成謊炒后這時，滑愁動面上的武抗剪強(qiáng)度更為常數(shù)，暖利用式您（撐8-耽3嗽）可直接浴進(jìn)行安全菜系數(shù)計算錄。這種穩(wěn)拴定分析方梳法通常稱繞為雖u咬等于零分買析法上。況上述方法周首先由瑞啦典彼得森罷（六Pett捧erso圾n測）英191與5蓋年首先提伏出，故稱缺瑞典圓弧弦法庸。島最危險滑瞎動面圓心焦的經(jīng)驗計句算方法：南對于均質(zhì)諸粘性土土嬌坡，其最違危險滑動漂面通過坡導(dǎo)腳；匪當(dāng)像等于零時遼，其圓心蘿位置可由懲圖中拍AO盟與葡BO肚兩線的交經(jīng)點確定，控圖中除1罰及奶2饅的值可根桂據(jù)坡腳筋由表查出稼；咽當(dāng)量大于零時晉，其圓心涼位置可能勿在圖中史EO桐的延長線夸上，自倆O護(hù)點向外取侮圓心刑O狂1遭、俘O那2夕…哨…惜，分別作字滑狐，并董求出相應(yīng)晨的抗滑安縮全系數(shù)霧F送s傅1麥、腹F膊s便2夾…頓…茂，然后找步出最小值嘴F霧smin嘴。信(化a值)膊=0碧渠倚思宴架笑輝(蹈b炭)偏>0鵝對于非均騎質(zhì)土坡，懸或坡面形認(rèn)狀及荷載殼情況都比嶼較復(fù)雜，溝尚需自稠O趁m擴(kuò)作勁OE晴線的垂直露線，在其模上再取若樂干點作為技圓心進(jìn)行潛計算比較計，找出最乖危險滑動蔥面圓心和賀土坡穩(wěn)定沙安全系數(shù)羅。PAGE4疾二、條分夜法售適用范圍由：外形比乎較復(fù)雜，置>窮0翅的粘性土憑土坡，特涂別是土由封多層土組慨成。筍條分法跳：將滑動腹土體分為角若干垂直宿土條，求孟各土條對降滑弧圓心喂的抗滑力叼矩和滑動綢力矩，緣然后求該味土坡的穩(wěn)尚定安全系騎數(shù)。朝具體計算倦步驟如下蓬：逃1溉．按比例環(huán)繪出土坡借剖炮面至[任圖趴(晌a量)擦]享；峽(狠a遵)餅帽土坡剖史面賤跪蔥腐督織阿喊銜骨(遺b大)炊聲作用在雪i寺土條上的息力疏2橡．任選一機(jī)圓心予O段，以帳為半徑作念圓弧，春AC封為滑動面鋒，將滑動塑面以上土家體分成幾鍬個等寬（汽不等寬亦動可）土條泛；議皂3舍．計算每突個土條的貓力（以第帖i域土條為例桌進(jìn)行分析尺）匠；以暗敏悶第熔i破條上作用高力有（縱民向恢取頂1獨m洗）爪:貼耀酬自重糟W然i然；胡湖胡法向反力踏N西i昌和剪切力箏T悶I堵；血土條側(cè)面梁ac浸和野bd碗上的法向姨力卷P探i某、匆P禁i呆+1釣和剪力傲X鉆i杜、納X州i機(jī)+1誰。為簡化論計算，設(shè)點P蓬i師、強(qiáng)X皮i僚的合力與島P填i府+1竊、渠X脅i鍬+1妹的合力相催平衡。醒根據(jù)土條韻靜力平衡么條件列出漆移融滑動面駕上應(yīng)力分蘋別為就厚4血．滑動面壟AB刷上的總滑恢動力矩（唐對滑動圓鍵心）為錘吐5壘．滑動面乘AB冷上的總抗殼滑力矩（閣對滑動圓含心）為：摟6次．確定安阻全系數(shù)奶K罰。總抗滑邁力矩與總呀滑動力矩版的比值稱睬為似穩(wěn)定安全撞系數(shù)擠K腳注意漫：聞地下水位閃以下用有陵效重度抵；喚土的粘聚咬力蛾c觸和內(nèi)摩擦何角罪應(yīng)按滑弧塌所通過的喬土層采PAGE5閉取不同的曬指標(biāo)。院【例題先鴉自習(xí)后講駝解】茶【廢例潮8-末2元】某土坡彩如慘圖閱8-鳳8蹤所示。已益知土坡高粉度辣H部=6屢m擱，坡角壘=55宣°滅，土的重毫度股=18.躺6kN/旅m怪3劇，內(nèi)摩擦黃角擦=12化°紙，粘聚方力俘準(zhǔn)c艷=16裕.7kP鍋a嘩。試用條籌分法驗算儀土坡的穩(wěn)悼定安全系榮數(shù)。玩【解題思風(fēng)路】斗①困按比例繪津出土坡，以選擇滑弧岸圓心，作肝出相應(yīng)的半滑動圓弧隔。偽②席將滑動土遼體分成若洞干土條（戒本例題將往該滑弧分懲成目7覽個土條）恢并對土條關(guān)編號；真③話量出各土磚條中心高破度培h穴i棉、寬度波b沒i型，并列表蒼計視算構(gòu)sin獄i圍、墊cos鉗i被以及土條何重快W袍i虧等值，計穿算該圓心糟和半徑下遭的安全系疊數(shù)師④溝對圓心騎O攤選不同半灑徑，得到筒O轟對應(yīng)的最饅小安全系泰數(shù)；圾⑤迷在可能滑幸動范圍內(nèi)坊，選取其巴它圓心瑞O雪1呆，揪O豈2券，獸O蝶3窮，率…按，重復(fù)上獲列計算，床從而求出喜最小的安梅全系數(shù)，含即為該土繞坡的穩(wěn)定蒜安全系數(shù)廟。市三、泰勒誕圖表法攝影響土坡截的穩(wěn)定性忠指標(biāo)當(dāng)穩(wěn)定數(shù)寧：將三個裝參數(shù)尸c籠、馬和遣H委合并為一無個新的無導(dǎo)量綱參數(shù)塊N哪s逗，稱為穩(wěn)軋定數(shù)。式中：泛H斤cr異―炸―禽土坡的臨徒界高度或耳極限高度斜。幫按不同的若繪出古與愿N嚴(yán)s墻的關(guān)系曲傳線。歲采用泰勒供圖表法可夠以解決簡制單土坡穩(wěn)泥定分析中殊的下述問緩題：閉1臺．已知坡杜角游及土的性擦質(zhì)指標(biāo)聲c解、朝、往，求穩(wěn)定神的坡高痕H短；飲2瓣．已知坡捐高駛H硬及土的性銳質(zhì)指標(biāo)籠c普、床、噴，求穩(wěn)定嚼的坡角幅；回3言．已知坡遙角攏、坡高捐H援及土的性依質(zhì)指標(biāo)樹c唉、考、傘，求穩(wěn)定政安全系數(shù)仁K醉。平土坡穩(wěn)定朵安全系數(shù)幻K回的表達(dá)形宗式如下：束泰勒圖表袋法應(yīng)用范株圍：均質(zhì)愿的、坡高濤在荷10責(zé)m方以內(nèi)的土封坡，也可首用于較復(fù)催雜情況的賭初步估算躁。孤【例題先腸自習(xí)后講率解】純【川例戚8-能3鴿】一簡單上土坡的剛=15°號,攜c興=12柄.0kP智a,專=17.鎖8kN/矛m土3狠，若坡高擊為是5m,籍侮試確定安作全系數(shù)悉為悟1.層2理時的穩(wěn)定士坡角。若殿坡角捧為蘆60瀉°粘，試確定煮安全系數(shù)杜為想1.為5繭時的最大粘坡高。報【解題思裕路】甚①蒼求穩(wěn)定坡呼角時的臨跌界高度粗H章cr柏，穩(wěn)定數(shù)藍(lán)N低s肯，由溪玩，吃N隱s君查得穩(wěn)定界坡角刊。PAGE6偵②坊由悶，箭查得泰勒形穩(wěn)定數(shù)認(rèn)N熔s沿③擱相應(yīng)與穩(wěn)浸定安全系櫻數(shù)符為墨1.徒5題時的最大爆坡高謀H監(jiān)max柏第三執(zhí)節(jié)秒潮土坡穩(wěn)定里性分析中扯的一些問哥題＊其【基本內(nèi)那容】泥一、挖方態(tài)邊坡與天劑然邊坡趟人工挖出拔和天然存飽在的土坡傷是在天然賺地層中形禿成的。天落然地層的住土質(zhì)與構(gòu)槳造都比較別復(fù)雜，與可人工填筑聽土坡相比揮，性質(zhì)上凱有其獨特弄之處。耗對于正常潛固結(jié)及超紀(jì)固結(jié)粘土義土坡，按裁上述的穩(wěn)魚定分析方毅法，對它目們求得的逃安全系數(shù)塵，比較符際合實測結(jié)脖果。撿對于超固由結(jié)裂隙粘懷土土坡，苗采用與上脆述相同的獅強(qiáng)度試驗開方法與穩(wěn)聾定分析方羞法，會得累出不正確壯的結(jié)果，辱即算出的確安全系數(shù)廁大大超別過贊1.觸0付，而實際待上土體已叼經(jīng)破壞。腹二、關(guān)于餡圓弧滑動壯條分法的名討論費費倫紐斯昌條分法假炸定土坡穩(wěn)勿定問題是纏個平面問撞題，滑裂幟面是個圓萌柱面，計隆算中不考既慮土條之據(jù)間的作用蘭力，土坡反穩(wěn)定的安駝全系數(shù)是破用滑裂面牌上全部抗括滑力矩與徹滑動力矩腥之比來定江義的。收畢肖普擱（靜Bish周o飾p老）考慮了鴿分條間的撓水平推力騎，目前在棟工程中應(yīng)丑用較廣泛鍋，可參閱貸有關(guān)書籍烈。衣對于某些街特殊條件瓶下的非均送質(zhì)土，例各邊坡中存棗在明顯的遵軟弱夾層漂、或裂隙慣比較發(fā)育盼的巖土體夕，其滑動憲面將與圓讀柱面相差清甚遠(yuǎn)，圓魔弧滑動條薪分法不再滔適用。要霞考慮非圓另弧法進(jìn)行懸計算。麥三、土的史抗剪強(qiáng)度著指標(biāo)值的譯選用校對任一種量給定的土暴來說，強(qiáng)魄度指標(biāo)變銳化幅度之昂大遠(yuǎn)超過怠不同靜力嗎計算方法嗽之間的差獻(xiàn)別。悟應(yīng)盡可能秒結(jié)合邊坡藏的實際加離荷情況，君填料的性患質(zhì)和排水顆條件等，累合理的選回用土的抗訂剪強(qiáng)度指霞標(biāo)。撤重要的工爸程應(yīng)采用哄有效強(qiáng)度臘指標(biāo)進(jìn)行瞇核算。葡對于控制工土坡穩(wěn)定子的各個時濾期，應(yīng)分套別采用不付同試驗方渠法的強(qiáng)度碑指標(biāo)。塔在設(shè)計土焰坡時，如銀附近有已港經(jīng)滑動的添土坡，可瓦用反分析絮法確定土模的抗剪強(qiáng)聚度。品四、安全駁系數(shù)的選墊用辛一般來說健，工程等沒級愈高，廊所需要的稈安全系數(shù)供愈大。目歪前，對于生土坡穩(wěn)定迫的安全系吼數(shù)，幸各個部門桑有不同的材規(guī)定。更同一邊坡光穩(wěn)定分析墓，選用不站同的試驗套方法、不飾同的穩(wěn)定陡分析方法姥，會得到裙不同的安餐全系數(shù)。州五、查表斯法確定土狹質(zhì)邊坡的涼坡度啦邊坡的坡創(chuàng)度允許值掀，應(yīng)根據(jù)逢當(dāng)?shù)亟?jīng)驗乒，參照同梨類土層的棄穩(wěn)定坡度剃進(jìn)行確定墳，一些規(guī)愛范和手冊漲根據(jù)大量缸設(shè)計和運(yùn)梳行經(jīng)驗規(guī)濱定了土坡仿坡度的允欣許值，可漫通過查表窯法確定土號質(zhì)邊坡的老坡PAGE7度。辮【提問答博疑】序【本次課伐小結(jié)】柴1櫻．無粘性擠土土坡的塵穩(wěn)定性與必坡高無關(guān)倍，僅取決調(diào)于坡角摸β侄；旺2狀．當(dāng)坡面弦有順坡滲蝕流作用時塌，無粘性礦土土坡的雷穩(wěn)定安全巡系數(shù)將近秤乎降低一并半。去3喪．瑞典圓蹤弧法和泰哨勒圖表法霞計算相對嚇簡單，用咐于分析均書質(zhì)粘性土雜土坡，亦蠅可用于較慈復(fù)蜻雜情況的百初步估算宗；壟4息．條分法能用于分析扶外形比較妻復(fù)雜的粘速性土土坡序，特別是重多層土土姜坡，計算艷工作量大盼，沒一般由計勝算機(jī)完成談。普【復(fù)習(xí)思懷考】畏1純．對無粘暫性土，有戲滲流作用明的土坡穩(wěn)低定與無滲漿流作用的適土坡穩(wěn)定冶相比有何浸變化？郵2控．砂性土巾土坡的穩(wěn)基定性只要劣坡角不超叉過其內(nèi)摩擇擦角，坡葡高廟H間可不受限蝦制，而粘超性土土坡總的穩(wěn)定性秤還同坡高卸有關(guān)，試舉分析其原考因；惑3掉．粘性土亞土坡穩(wěn)定紐分析有哪票些方法？座各種分析黃方法的適籠用條件是誦什