土坡和地基穩(wěn)定性

2023/8/151第十章土坡和地基穩(wěn)定性2023/8/152一、概述1.土坡具有傾斜坡面的土體。圖7-1土坡各部位的名稱2023/8/1532.滑坡靠近土坡坡面的一部分土體相對于另一部分土體滑動的現(xiàn)象。3.滑坡的特點粗粒土中的滑坡，深度淺而形狀接近于平面，或者是由兩個以上的平面所組成的折線形滑動面；粘性土中的滑坡則深入坡體內(nèi)，均質(zhì)粘性土坡滑動面的形狀接近于圓弧面。二、無粘性土坡的穩(wěn)定分析由粗粒土所堆筑的土坡稱為無粘性土坡。2023/8/1541.均質(zhì)干坡和水下坡均質(zhì)干坡和水下坡指由一種土組成，完全在水位以上或完全在水位以下，沒有滲透水流作用的無粘性土坡。這兩種情況只要坡面保持穩(wěn)定，整個土坡就會處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖7-2無粘性土坡穩(wěn)定性分析2023/8/155現(xiàn)從坡面上取一小塊土體來分析它的穩(wěn)定條件。設(shè)小土體的重量為W，W可以產(chǎn)生沿坡面的下滑力T

=

W·sin

和垂直于坡面的正壓力N

=

W·cos

。正壓力又會產(chǎn)生摩擦阻力，阻止土體下滑，稱抗滑力R，其值為R

=

N·tg

=W·cos

·tg

。抗滑力與滑動力之比稱為土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)為：K=R

/

T=(W·cos

·tg

)

/(W·sin)=tg

/

tg

(10-1)顯然，當(dāng)

=

，K

=

1，相應(yīng)的稱為天然休止角，它是土坡穩(wěn)定的極限坡角。如果是經(jīng)過壓密后的無粘性土，內(nèi)摩擦角增大，穩(wěn)定坡角也隨之增大。2023/8/1562.有滲透水流的均質(zhì)土坡?lián)跛翂蝺?nèi)形成滲流場，如果浸潤線在下游坡面逸出，這時在浸潤線以下的下游土坡內(nèi)，土體不僅受重力的作用，還受滲透力的作用，因而會降低下游邊坡的穩(wěn)定性。圖7-3滲透水流逸出的土坡2023/8/157T=

Vsin

+

wiVcos(

-

)N=

Vcos

-

w

iVsin(

-

)

K

'=N·tan

/T=[

cos

-

w

isin(

-

)]tan

/[

sin

+

wicos(

-

)](7-4)若水流在逸出段順坡面流動，即

=

。這時，流經(jīng)途徑ds的水頭損失為dh，故有：i=sin

。K'=(

cos

tan

)/(

sin

+

wsin

)，即：

K'

=K'1=(/sat)(tan/tan)=(/sat)K20綠23聲/7蛇/58當(dāng)滲阿透水湊流沿習(xí)水平檢方向攪逸出欠坡面怖時，

=0，i=嚷ta甜n

。K'2=引[(

蝕-心

wta已n2)埋/(

短+眠

w)]辜(ta骨n堵/t選an質(zhì))=山[(-鄭

wta丹n2)路/

sa敢t]偽(ta你n剖/t都an悅)舊<K'1可見憂，當(dāng)片無粘峽性土雷坡的墓逸出床處出疲現(xiàn)順郵坡滲捕流時甘，安男全系賣數(shù)降凡低到

/

sa掙t，通賀常

/

sa盛t約為0.珍5，即塵安全促系數(shù)形降低男一半撒。當(dāng)舊滲透冶水流暈沿水褲平方史向逸顆出坡甩面時表，安撥全系裳數(shù)降雅低更河多。欄因此持，有粗滲流罪逸出債時的離土坡膏要有峽與均教質(zhì)干堡坡或翠均質(zhì)輩水下?lián)淦峦鈽拥牧涟踩?，違坡角典必須襲平緩重得多犬。為棄了經(jīng)扁濟合賭理，圣工程孫上一則般要喂在下斬游壩釣址處薯設(shè)置蝕排水弓棱體色，使胞滲透嬌水流灣不直趨接從姜下游蒜坡面卵逸出騎，如住下圖7-舊12所示跳。20持23夠/7映/59設(shè)置油排水潤棱體錯后，蠶下游趁坡面薄上雖輝然沒掌有浸劣潤線顆逸出克，但沿下游福坡內(nèi)躁，浸畏潤線電以下毫的土纏體仍宅然受畏滲透替力的朝作用譽，它臨將降糖低從蒼浸潤建線以憐下通洽過的員滑動悼面的數(shù)穩(wěn)定胸性。懶這時屑深層避滑動陽面的納穩(wěn)定悲性可改能比鹿下游擔(dān)坡面稍的穩(wěn)當(dāng)定性敗差，柏因此口，不旁但要形驗算他坡面者的穩(wěn)疤定性尚，還艦用圓欲弧滑途動法懼驗算怕深層核滑動宮面的險穩(wěn)定舍性。伶有關(guān)醬圓弧負(fù)滑動直法的葬計算嗽原理攔，我適們馬辭上在“粘性槽土坡匹的穩(wěn)呀定分福析”中講押解。圖7-主4滲透在水流慌未逸證出的謊土坡20雖23年/7曉/5103.部分牢浸水掠土坡由于溫浸水仰面上沃下

相等哥，整個瀉坡面芝土體國的穩(wěn)假定性呈相同臘。對于灰深入忘坡內(nèi)槽的滑累動面議，由搞于滑支動土償體上匪部的篩容重矛大，喘滑動宗力大急，下懂部的杜容重重小，解抗滑卻力小絲式，顯竊然穩(wěn)皮定性獅比干愁坡或騎完全潛水下位坡差灣，也泥就是耳說，秘危險隸滑動敲面可殲?zāi)芟蛴聝?nèi)謠發(fā)展?fàn)t。這種得情況讓必需秘同時訂驗算辣表面豈滑動澇和深練層滑膜動。圖7-糖5部分瞞浸水瞧土坡20潤23革/7梢/511作業(yè)埋：教邊材p2失44頁7-脊1120及23謙/7光/512三、丙粘性完土坡秘的穩(wěn)僚定分些析粘性暗土的物抗剪懶強度衣包括稿摩擦牲強度揀和粘顫聚強歇度兩狡個組增成部平分。的由于卸粘聚遠(yuǎn)力的廊存在攻，粘靈性土風(fēng)坡不牌會像姑無粘徒性土抱坡一匯樣沿封坡面因滑動備。危愿險的面滑動糧面必酬定深充入土處體內(nèi)闖部，響并且盞一般付呈圓遼弧形消。因持此，日在工鼻程設(shè)刑計中玻常假億定滑蹈動面梨為圓醫(yī)弧面照。相倆應(yīng)的最穩(wěn)定母分析橫方法逗稱為圓弧牢滑動采法。19物15年瑞扛典彼瀉得森床（）像首先瞇提出途并運咳用圓知弧滑屈動法目分析相了邊底坡的沃穩(wěn)定渣性，低故稱新為瑞典濤圓弧續(xù)法。(教材§1霞0-所3）20蓬23握/7影/513瑞典幟圓弧押法假坡設(shè)均表質(zhì)粘則性土層坡滑翁動時釘?shù)幕妱用婕S是圓墊弧形敏狀，免滑動趟土體慌為剛韻體，只適隸用于

=0的情姐況，龜后來筍就誕版生了材多種障條分泰法。1.條分免法的毀基本駕概念為了灣將圓漸弧滑看動法爸應(yīng)用耗于

0的粘支性土憲，通征常采搜用條康分法牙。條分夏法就是劍將滑脂動土屑體分專成若固干土身條，喜把每倘個土頌條都寬當(dāng)成評剛體讀，先和分別撤求解獅作用儀于各帆土條堡上的蜂力對刺圓心襲的滑也動矩攔和抗豎滑力抽矩，棉然后燭求解粗整個侵土坡驕的穩(wěn)親定安掙全系民數(shù)。條分元法是鳳一種圍試算革法，頭先將牙土坡鋸剖面寬按比顏例畫資出，近如下添頁的馬圖7-振6(案a)所示猜。20齒23再/7銳/514然后愚任選波一圓削心O，以R為半室徑作看圓弧ab，并廉以此健為假嫌定滑寨動面趟，將禿滑動花面以紫上土鬧體分訂成任鞠意n個寬妥度相窗等的骨土條純。我雖們現(xiàn)反在來蒙分析(b夫)圖所韻示的球第i個土蛛條的踩受力呈。（5個未出知數(shù)稈，4個方若程）圖7-朝14粘性頌土坡述的穩(wěn)斤定性膀分析(a)土坡暈剖面掛；(b)作用紫于i土條短上的寫力20掠23丹/7旋/515對n個條陰塊，絲式有(n–1)個分蘋界面照。界疼面上優(yōu)的未西知量汪為3(n-1)，滑王動面套上力趁的未嘗知量特為2n，加含上待鑼求的畏安全錦系數(shù)K，總振計未煙知量后個數(shù)咳為(5n–2)。可棍以建幟立的稿靜力錯平衡家方程躲和極葵限平句衡方續(xù)程為4n個。利待求柔未知霧量與揚方程俯數(shù)之飄差為(n–2)。在塵條分友法計裕算中吧，n一般福大于10，因趟此條查分法菠求邊袍坡的拍穩(wěn)定持是一個作高次姐超靜時定問伴題。腿要求森解它鹿有兩桃個辦圍法，參一是齡完全帽拋棄逢剛體泊平衡技的概龜念，丑把土輸當(dāng)成涉變形堆體，脆直接奔用有笛限元庭法求潤解，雄二是堤仍以盲條分犬法為鋪基礎(chǔ)貍，但佩對條削塊間董的作哈用力依加上漁一些文可以訂接受陵的簡踏化假由定，占以減久少未孟知量棕或增直加方夠程數(shù)早。目前納有許盾多不友同的冶條分膛法，頑其差妖別就烘在于大采用胸了不竟同的旁簡化餐假定央。下綁面僅被介紹佛比較甘著名乓的瑞鍛典條呼分法肌和畢追肖普給條分樓法。20瓶23咸/7間/5162.瑞典輩條分鋤法瑞典熔條分私法是惕條分吩法中最簡篇單最古烤老的壯一種棉。這店種方僵法假室定滑明動面交是一殘個圓縫弧面控。并危認(rèn)為舌條塊秩間的鐵作用勾力對季邊坡決的整硬體穩(wěn)劉定性喚影響宴不大器，可鍋以忽住略。圣或者竊說，安條塊握兩側(cè)宇的作性用力寸大小術(shù)相等杰，方育向相維反且嘗作用易于同沙一直厚線上迎。(圖10鑒-8枯)根據(jù)土條如的自林重Wi，以及滑動熔面上肢的兩露個分漿力之間腳的平克衡，毒容易牙得到虛：法向?qū)⒎至α樱篘i=Wico恩s

i切向撲分力挽：Ti=Wisi津n

i20晝23惜/7熄/517所有鞭單元程上的惜滑動曉力Ti對圓腳心O的滑渠動力盟矩為投：MT=T1R+T2R+…=R(Wisi膀n

i)抗滑俘力ci+Ni·ta宋n

i產(chǎn)生平的抗兔滑力斬矩為記：MR=R

(ci+Ni·ta伶n

i)固=R(ci+Wico弱s

i·ta心n

i)=Rc束L+R·ta劃n

·

Wico繁s

i所以牲土坡書的滑爬動安健全系惠數(shù)為頃：K=MR/MT=膛(cL+饑ta召n

·

Wico謠s

i)閥/(Wisi臉n

i)(薯10的-9坡)20窄23指/7蚊/518此法符應(yīng)用叼的時蠶間很顆長，圾積累雄了豐散富的城工程嗽經(jīng)驗擇，一頑般得胞到的窮安全畏系數(shù)脫偏低沫，即顯誤差飯偏于貌安全治方面秧，故渠目前坑仍然森是工弱程上隱常用夏的方食法。3.畢肖且甫法(教材10略.3加.3斬)畢肖踩甫（已）于19吊55年提伏出了可一個考慮球條塊遭側(cè)阻那力的燒土坡招穩(wěn)定攤分析律方法，稱贏畢肖鍋甫法壟。作排用在乓條塊i上的紅力，彼除了重力Wi外，魚滑動濾面上飽有切向賊力Ti和法向賊力Ni，條嬸塊的側(cè)面琴分別遙有法幕向力Ei、Ei+1和切殃向力Fi、Fi+1。若膽條塊筆處于靜力齒平衡案狀態(tài)，根釋據(jù)豎點向力爬平衡季條件(圖10管-1梳0)，應(yīng)軌有：20慕23抱/7托/519

Fz=踐0，即街：Wi+屈(Fi+1-Fi)億=Nico騰s

i+Tisi辯n

i或：Nico乓s

i=Wi+吳(Fi+賣1-Fi)憲-Tisi靠n

i再將炭滿足惡安全疲系數(shù)K的極狀限平竭衡條洪件：Ti=劈燕(cili+Nita蔽n

i)/K代入仿力平賞衡條會件方裝程

Fz=栗0，并堤經(jīng)整敵理，坦可以奪得到上滑動因面上預(yù)的Ni：Ni=仗[Wi+(Fi+1-Fi)-(cili/K)s槳in

i]煌/m

i(1芳0-講13逝)式中航：m

i=餓co弱s

i+(s卻in

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i)/K20淹23斧/7晴/520考慮態(tài)整個滿滑動雹土體配的整隙體力復(fù)矩平昏衡條鼠件，晴各土統(tǒng)條的看作用籠力對們圓心炒力矩碰之和西為零棒。這時賊土條沈間力Ei和Fi成對范出現(xiàn)識，大族小相燈等，慰方向兩相反砍，相借互抵飯消，對樂圓心城不產(chǎn)楚生力倘矩。相滑動蓄面上外的正活壓力Ni通過請圓心菊，也漸不產(chǎn)部生力渠矩。議因此債，只山有重謎力Wi、滑孟動面就上的券切向哄力Ti對圓液心產(chǎn)發(fā)生力隊矩。銷所以知：

WiRsi循n

i=

R將7-澆17式中逼的Ni代入普上式謎可以畝得到冶畢肖媽甫法濱計算終土坡眨穩(wěn)定炭的一澆般計泡算公歲式(教材P26上4式10覺-1選5)：K=(10率-1久5)20導(dǎo)23患/7湊/521由于屬剛才甚介紹親的邊冷坡安天全系漫數(shù)公支式中利土條漲兩側(cè)碧切向繪力的洗差ΔFi仍然滅是未疼知的愈，所途以，機安全響系數(shù)隸實質(zhì)泡上還陡未求毒出。癢為此猜，畢序肖甫志進一對步假手定ΔFi=0，使咳得剛葡才的裙畢肖泳甫公嚴(yán)式被股進一毛步簡粗化為寄下式(教材P26將5式10聚-1帥6)：K=這就按是著維名的竊簡化羅畢肖田甫公漫式?？芷渲蟹鋮?shù)m

i包含輩有安資全系鴿數(shù)K，因綿此，競還是右不能乘直接喪求出K，需述要采維用試懂算的易辦法申，迭伯代求袖算安兆全系晝數(shù)K值。20移23灑/7目/5224.方法勉比較（1）瑞谷典條短分法僑：忽玻略土伶條間盆作用銷力，念不能鞭滿足親所有潤平衡蠅條件神，計賠算安膠全系襲數(shù)偏遠(yuǎn)小。（2）畢熊曉普忘條分壇法：議用抗攜滑切押力與谷土條百的下魂滑力恰的比爺值定禍義K,考慮游了土獻條兩止側(cè)的牛作用棍力，云比較雜合理聰，計燭算較記準(zhǔn)確思。（3）楊絨布法槽：滑潑動面疑為曲炮線，憤用抗搶滑切烤力與跳土條仿的下峰滑力呀的比裁值定覆義K20璃23盟/7殲/523四、湊土坡百穩(wěn)定百性的汁影響滲因素1.抗剪方強度麥指標(biāo)強的選咐用由施佩工控淡制穩(wěn)留定情吃況確暈定：絲式其中幫與土類、土樣撿初始眉狀態(tài)踐、強啦度計面算方絲式法、塊試驗魂方法有關(guān)邊。2.坡頂烈開裂哲：考慮饅水壓懷力3.有水展?jié)B流既：考慮器動水完壓力20對23飯/7脆/524五、雀地基普穩(wěn)定題性1.基礎(chǔ)雕連同鼓地基匠一起雁滑動名的穩(wěn)著定性跟（圖10蘇-1旦7—10扮-1皇9）2.土坡塵頂建幣筑物抽穩(wěn)定康性（河圖10浸-2胖0）20讓23啦/7潤/525第十借一章柴土在辟動荷抹載作挑用下葵的特通性一、蛋土的蓮壓實買性1.擊實蟻試驗凱與擊罪實曲出線（獻圖11忙-2、11趙-3）目的糞：獲留得土嘴的最同大干戀密度堆和最書佳含答水量2.擊實蠅曲線最大綿干密火度ρdm狂ax：擊謊實曲亞線上糠峰值董點對著應(yīng)的鍵干密樣度。最佳芬含水都量Wop：擊宣實曲廳線上綢最大挑干密漢度對舞應(yīng)的捕含水隨量Wop=肅Wp+2廣%20作23草/7低/5262.土的捕壓實茄度壓實察度或挪壓實攜系數(shù)批為工鄭地施粱工達窮到的等干密巨度與定室內(nèi)裁擊實胞實驗留得到昆的最承大干膝密度摘之比酷，它皆是評到價填英方工地程施前工質(zhì)費量的蠅重要侍指標(biāo)呼。3.壓實否土的電壓縮述性和贊強度干土視強度蔑高水穩(wěn)牽定問它題：鐘最優(yōu)蛋含水場量條值件下王壓實疾的土土浸水司強度娛高，叛水穩(wěn)振定性穴最好趕。20品23圈/7風(fēng)/527