第九章-土坡穩(wěn)定分析

《土質(zhì)學與土力學》第九章土坡穩(wěn)定分析第一節(jié)無黏性土坡的穩(wěn)定分析第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析第三節(jié)滑坡的穩(wěn)定分析與防治天然土坡人工土坡由于地質(zhì)作用而自然形成的土坡

在天然土體中開挖或填筑而成的土坡

山坡、江河岸坡路基、堤壩坡底坡腳坡角坡頂坡高土坡穩(wěn)定概述第九章土坡穩(wěn)定分析1．天然土坡江、河、湖、海岸坡第九章土坡穩(wěn)定分析2．人工土坡挖方：溝、渠、坑、池露天礦第九章土坡穩(wěn)定分析¤

填方：堤、壩、路基、堆料小浪底土石壩第九章土坡穩(wěn)定分析1．天然土坡：由長期自然地質(zhì)營力作用形成的土坡，稱為天然土坡。2．人工土坡：人工挖方或填方形成的土坡，稱為人工土坡。3．滑坡：土坡中一部分土體對另一部分土體產(chǎn)生相對位移，以至喪失原有穩(wěn)定性的現(xiàn)象。4．圓弧滑動法：在工程設計中常假定土坡滑動面為圓弧面，建立這一假定的穩(wěn)定分析方法，稱為圓弧滑動法。它是極限平衡法的一種常用分析方法。第九章土坡穩(wěn)定分析滑坡

第九章土坡穩(wěn)定分析香港1900年建市，1977年成立土力工程署港島1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad第九章土坡穩(wěn)定分析第一節(jié)無黏性土坡的穩(wěn)定分析

一、無滲流作用時的無黏性土坡二、有滲流作用時的無黏性土坡一、無滲流作用時的無黏性土土坡TT均質(zhì)的無黏性土土坡，在干燥或完全浸水條件下，土粒間無粘結(jié)力

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

單元體穩(wěn)定T

>T土坡整體穩(wěn)定NW第一節(jié)無黏性土坡的穩(wěn)定分析WTTN穩(wěn)定條件：T>T砂土的內(nèi)摩擦角抗滑力與滑動力的比值

安全系數(shù)第一節(jié)無黏性土坡的穩(wěn)定分析二、有滲流作用時的無黏性土坡穩(wěn)定條件：T>T+JWTTNJ順坡出流情況:

/sat≈1/2，坡面有順坡滲流作用時，無粘性土土坡穩(wěn)定安全系數(shù)將近降低一半

第一節(jié)無黏性土坡的穩(wěn)定分析第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析一、黏性土坡滑動面的形式二、整體圓弧滑動法黏性土坡穩(wěn)定分析三、條分法黏性土坡穩(wěn)定分析一、黏性土坡滑動面的形式（a）坡腳圓

（b）坡面圓

（c）中點圓第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析二、整體圓弧滑動法黏性土坡穩(wěn)定分析NfWROBd假定滑動面為圓柱面，截面為圓弧，利用土體極限平衡條件下的受力情況：

滑動面上的最大抗滑力矩與滑動力矩之比

飽和粘土，不排水剪條件下，

u＝0，τf＝cu

CA第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析黏性土土坡滑動前，坡頂常常出現(xiàn)豎向裂縫CRdBAWfONA

z0深度近似采用土壓力臨界深度

裂縫的出現(xiàn)將使滑弧長度由AC減小到A

C，如果裂縫中積水，還要考慮靜水壓力對土坡穩(wěn)定的不利影響

Fs是任意假定某個滑動面的抗滑安全系數(shù)，實際要求的是與最危險滑動面相對應的最小安全系數(shù)

假定若干滑動面最小安全系數(shù)

第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析β1β2ROβBA對于均質(zhì)粘性土土坡，其最危險滑動面通過坡腳

=0

圓心位置由β1，β2確定最危險滑動面圓心的確定第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析OBβ1β2βAHE2H4.5HFs

>0

圓心位置在EO的延長線上

第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析三、條分法黏性土坡穩(wěn)定分析abcdiβiOCRABH對于外形復雜、

>0的粘性土土坡，土體分層情況時，要確定滑動土體的重量及其重心位置比較困難，而且抗剪強度的分布不同，一般采用條分法分析

各土條對滑弧圓心的抗滑力矩和滑動力矩

滑動土體分為若干垂直土條土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析條分法分析步驟ⅠabcdiβiOCRABH1.按比例繪出土坡剖面

2.任選一圓心O，確定滑動面，將滑動面以上土體分成幾個等寬或不等寬土條

3.每個土條的受力分析

cdbaliXiPiXi+1Pi+1NiTiWi靜力平衡假設兩組合力(Pi，Xi)＝(Pi＋1，Xi＋1)第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析條分法分析步驟Ⅱ4.滑動面的總滑動力矩

5.滑動面的總抗滑力矩

6.確定安全系數(shù)

abcdiβiOCRABHcdbaliXiPiXi+1Pi+1NiTi條分法是一種試算法，應選取不同圓心位置和不同半徑進行計算，求最小的安全系數(shù)

第二節(jié)黏性土坡的穩(wěn)定分析

一、滑坡的類型與特征二、滑坡產(chǎn)生的原因及造成的地質(zhì)災害三、滑坡的防治第三節(jié)滑坡穩(wěn)定分析與防治一、滑坡的類型與特征根據(jù)物質(zhì)組成根據(jù)主滑面成因根據(jù)滑體厚度根據(jù)滑體體積根據(jù)滑坡發(fā)育過程堆積層滑坡堆積面滑坡淺層滑坡（小于6m）小型滑坡（小于3萬m3）幼年期滑坡黃土滑坡層面滑坡中層滑坡（6～20m）中型滑坡（3萬～50萬m3）青年期滑坡黏土滑坡構造面滑坡厚層滑坡（20～50m）大型滑坡（50萬～300萬m3）壯年期滑坡巖層滑坡同生面滑坡巨后層滑坡（大于50m）超大型滑坡（小于300萬m3）老年期滑坡第三節(jié)滑坡穩(wěn)定分析與防治（1）斜坡的土質(zhì)：各種土質(zhì)的抗剪強度、抗水能力是不一樣的，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，使原來的強度降低很多。（2）斜坡的土層結(jié)構：如在斜坡上堆有較厚的土層，特別是當下伏土層(或巖層)不透水時，容易在交界上發(fā)生滑動。（3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，當土坡不高時尚可直立，但隨時間和氣候的變化，也會逐漸塌落。

內(nèi)部因素二、滑坡產(chǎn)生的原因及造成的地質(zhì)災害第三節(jié)滑坡穩(wěn)定分析與防治（1）降水或地下水的作用：持續(xù)的降雨或地下水滲入土層中，使土中含水量增高，土中易溶鹽溶解，土質(zhì)變軟，強度降低；還可使土的重度增加，以及孔隙水壓力的產(chǎn)生，使土體作用有動、靜水壓力，促使土體失穩(wěn)，故設計斜坡應針對這些原因，采用相應的排水措施。（2）振動的作用：如地震的反復作用下，砂土極易發(fā)生液化；粘性土，振動時易使土的結(jié)構破壞，從而降低土的抗剪強度；施工打樁或爆破，由于振動也可使鄰近土坡變形或失穩(wěn)等。（3）人為影響：由于人類不合理地開挖，特別是開挖坡腳；或開挖基坑、溝