6.3-土坡穩(wěn)定分析課件

第6.3節(jié)土坡穩(wěn)定分析6.3.1概述6.3.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析6.3.3粘性土坡的穩(wěn)定分析本章目錄6.3.1概述邊坡穩(wěn)定分析對象：土石壩、庫區(qū)邊坡，堤壩填筑土質(zhì)、巖質(zhì)邊坡土坡：具有傾斜面的土體坡肩坡頂坡面坡角坡趾坡高坡底坡度：1:m天然土坡

江、河、湖、海岸坡

山、嶺、丘、崗、天然坡人工土坡

挖方：溝、渠、坑、池

填方：堤、壩、路基、堆料一部分土體在外因作用下，相對于另一部分土體滑動滑坡：易貢滑坡堰塞湖滑坡堆積區(qū)扎木弄溝易貢巨型高速滑坡及堰塞湖平面示意圖滑坡原因1）振動：地震、爆破2）土中水位升、降4）水流沖刷：使坡腳變陡5）凍融：凍脹力及融化含水量升高6）人工開挖：基坑、船閘、壩肩、隧洞出入口3）降雨引起滲流、軟化

土坡穩(wěn)定性分析的目的：檢驗所設(shè)計的土坡斷面是否安全合理。6.3.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析破壞形式：表面淺層滑動1）微單元A自重:W=

V2）沿坡滑動力：3）對坡面壓力：（由于無限土坡兩側(cè)作用力抵消）4）抗滑力：5）抗滑安全系數(shù)：WTNa坡與水平夾角為

砂土內(nèi)摩擦角為

WRNA6.3.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析當

=

時，F(xiàn)s=1.0，天然休止角安全系數(shù)與土容重

無關(guān)與所選的微單元大小無關(guān)

坡內(nèi)任一點或平行于坡的任一滑裂面上安全系數(shù)Fs都相等8.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析有沿坡滲流情況降雨正常蓄水土壩下游水位驟降的土壩上游逸出段6.3.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析8.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析討論：W’T’NaA

l

hJ意味著原來穩(wěn)定的坡，有沿坡滲流時可能破壞

與所選

V大小無關(guān)，亦即在這種坡中各點安全系數(shù)相同

與重度有關(guān)

與無滲流比較Fs減小近一倍6.3.2無粘性土坡的穩(wěn)定分析6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析破壞特點OR由于存在粘聚力C，與無粘性土坡不同；其危險滑裂面位置在土坡深處；對于均勻土坡，在平面應變條件下，其滑動面可用一圓弧（圓柱面）近似。6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析1整體圓弧滑動法（瑞典Petterson）2瑞典條分法（瑞典Fellenius）3畢肖普法（Bishop）4Janbu法5Spencer（斯賓塞法）方法6Morgenstern-Price（摩根斯坦—普賴斯法）方法7陳祖煜的通用條分法8不平衡推力傳遞法9Sarma（沙爾瑪法）方法計算方法：1整體圓弧滑動法（瑞典圓弧法）

均質(zhì)土

二維

圓弧滑動面

滑動土體呈剛性轉(zhuǎn)動

在滑動面上處于極限平衡條件假設(shè)條件OR6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析ORCBA平衡條件（各力對圓心O的力矩平衡）(1)滑動力矩：(3)安全系數(shù)：當

=0（粘土不排水強度）時，注：（其中是未知函數(shù)）(2)抗滑力矩：dW

6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析討論：ORdCBAW

1當

0時，

n是l(x,y)的函數(shù)，無法得到Fs的理論解2其中圓心O及半徑R是任意假設(shè)的，還必須計算若干組（O,R）找到最小安全系數(shù)

——最可能滑動面3適用于飽和軟粘土，即

=0

情況6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析ORdCBAW

2條分法的基本原理及分析源起整體圓弧法：

n

是l(x,y)的函數(shù)思路離散化分條條分法AORC

ibB-2-1012345676.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析3瑞典條分法（簡單條分法）PiHiTiNi

ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定：圓弧滑裂面；不考慮條間力AORC

ibB-2-1012345676.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析TiNi

iWiAORC

ibB-2-101234567滑動力矩穩(wěn)定力矩

6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析對于均質(zhì)土坡圓心O，半徑R（如圖）分條：b=R/10編號：過圓心垂線為0#條中線列表計算li

Wi

i變化圓心O和半徑Rk最小ENDTiNi

iWiAORC

ibB-2-101234567計算步驟8.3粘性土坡的穩(wěn)定分析瑞典條分法的討論AORC

ibB-2-101234567假設(shè)圓弧滑裂面，與實際滑裂面有差別

忽略條間力，使得計算安全系數(shù)K偏小假設(shè)圓弧滑裂面，使K偏大最終結(jié)果是K偏小，

越大K

越偏小一般情況下，K偏小10%左右工程應用中偏于安全8.3粘性土坡的穩(wěn)定分析4畢肖甫（Bishop）法PiHiTiNi

ihi+1WiPi+1Hi+1hi假定：圓弧滑裂面；條間切向力=06.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析Pihi+1TiNi

iWiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567∑Fz=0土坡尚未破壞時(K＞1)，土條滑動面上的抗剪強度只發(fā)揮了一部分,滿足平衡條件：方程組求解，得到：6.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析hi+1PiTiNi

iWiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567或查P177圖8-156.3.2粘性土坡的穩(wěn)定分析AORC

ibB-2-101234567圓心O，半徑R設(shè)K=1.0計算m

i變化圓心O和半徑R

K最小ENDNo計算步驟計算K/△K=K/-K<δK/=

K

PiTiNi

ihi+1WiPi+1hiAORC

ibB-2-101234567畢肖甫法的討論(2)大多數(shù)情況下是精確的