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土力学文献查阅报告学院：环境与资源学院班级：采矿1302姓名：张廷峰学号：20132371时间：2015.11.28土坡稳定分析是个十分重要的问题,在水利、水电、铁路、公路、机场等各类工程中普遍存在土坡稳定问题。目前,在工程设计中常用的稳定分析方法大多为传统的定值分析方法,它以安全系数F为度量指标,建立在极限平衡理论的基础之上。传统的定值分析方法经过长期的工程实践证明是一种有效的实用设计方法,但这种方法存在一个最大的缺陷,即没有考虑实际存在的种种不确定性的影响。因此,在实际工程中,有些土坡按定值法算出的安全系数是足够的,但实际运营时却发生了破坏。若能在设计中用概率的方法定量地考虑这些不确定因素,并在此基础上进行分析,这种途径从概念上讲当然更切合实际。可靠度理论就是建立在概率统计的基础上,考虑了变量的随机性,并用严格的概率来度量结构的安全度。就土坡稳定分析而言,可靠度理论是建立在土体具有的抗力大于荷载效应的概率基础上进行设计和校核的,因此更符合客观实际。事故案例：2009年11月16日上午10点40分，山西中阳县张子山乡张家咀茅火梁发生大面积山体滑坡，23人被埋。据央视最新报道，23人全部遇难。据悉，山体滑坡与这次严重的雨雪灾害有关系，冰雪融化造成了山体滑坡，为黄土崩塌。原因分析：崩塌山体前缘有一条季节性河流，河流对坡脚部位有向侧腐蚀作用，降低了坡底的整体稳定性。加之崩塌前，当地有较大的降水过程。9日、10日的降水量达到40毫米。强降水及后期融雪对坡底进行浸润，降低了山坡稳定性。因此，本次地质灾害的原因是，自然因素作用下的大型坐落式黄土崩塌事件。对此，茅火梁村村民则表示，崩塌山体底部早就被挖空。此前就有村民发现山体有裂开现象。在煤矿打工的工人也称，坍塌山体下的煤炭，早就被采空了。稳定性计算：1.非饱和土的剪切强度理论解释：普遍得到承认的非饱和土抗剪强度公式1960年Bishop提出的非饱和土抗剪强度公式：1978年Fredlund提出的非饱和土抗剪强度公式：式中，为吸力(Ua-Uw)的内摩擦系数为随吸力变化的摩擦角σ’为有效粘聚力为总应力被称为“表观黏聚力”可称为假黏聚力近几十年以来，非饱和土的剪切强度理论尚存在争论，因而在工程实际中应用有限。其主要争论点是λ和Φ’’的物理意义。2.无黏性土具有沿边坡稳定渗透力的理论解释：（1）无黏性土无渗透力作用时的边坡稳定安全系数：（2）无黏性土有沿边坡向下的渗透力作用时的边坡稳定安全系数：当Θ=β时对边坡施加一假想的水平体积力，式中，W为自重，为临界加速度系数。3.塑形力学的上、下限定理固体力学基本方程：平衡方程，（位移和应变关系的）变形协调方程，（应力和应变关系的）本构方程+材料破坏和屈服准则（1）（静力）平衡方程：固体力学基本方程：平衡方程，（位移和应变关系的）变形协调方程，（应力和应变关系的）本构方程+材料破坏和屈服准则（3）变形协调方程：（4）本构方程：材料破坏和屈服准则：4.瑞典条分法对于土质斜坡,特别是黄土斜坡,其稳定性计算公式多采用瑞典条分法。图1为一均质土坡,AC为可能产生的滑动面,O是AC所在圆周的圆心,R为半径。一般情况下斜坡破坏时,滑体ABC在自重W的作用下,沿AC滑动面绕O点整体旋转滑动。AC滑动面上的力系有:促使斜坡滑动的滑动力矩Ms=W·d,抵抗斜坡滑动的抗滑力矩Mr=f·AC·R。斜坡沿AC滑动面的稳定系数Fs可用作用在AC的抗滑力矩与滑动力矩之比表示:Fs=抗滑力矩滑动力矩图1.圆弧法计算模型图2.分条形计算模型上式为土坡稳定性的整体圆弧计算方法,最早由瑞典的彼得森(K.E.Pettersen,1916)提出,故称瑞典圆弧法。式(1)适用于h=0的粘土,不符合实际情况,而一般土坡破坏时,由于摩擦力的存在(h≠0),沿滑面上各点的抗剪强度分布与该点的法向压力N有关,因此,式(1)在应用上受到很大限制。在此基础上,瑞典学者费兰纽斯(W.Fellenius,1936)提出了圆弧条分法(图2),也称瑞典条分法,至今还得到了广泛应用,其计算公式为:Fs=抗滑力矩滑动力矩应用式(2)计算土质斜坡稳定性或稳定系数,必须明确式(2)的两个基本内涵和假设:①假设土质斜坡破坏的滑动面为圆弧形。折线性滑动面另有稳定性计算公式;②斜坡稳定系数为抗滑力矩和滑动力矩比值;③斜坡土体相对均一。公式(2)右半部分是在上述基本假设的条件下,经推导得出的简化计算公式,其分子、分母正好约去了力矩计算中的力臂,从而在形式上看起来表现为滑动面上的抗滑力与滑动力的比值。因此,某些学者和工程技术人员没有仔细查证式(2)的来源,误认为瑞典条分法中斜坡稳定系数为抗滑力与滑动力的比值,在概念上造成了混乱。而另有一部分人则从上述错误概念出发,进一步认为力是一个矢量,圆弧形滑动面不同分条上力的方向不同,抗滑力和滑动力都不能简单地进行代数相加,式(2)右半部分不符合矢量运算法则,从而将抗滑力和滑动力分别投影到水平轴上,再将投影值进行代数相加。总结：虽然土坡稳定性的计算经近一个世纪的探索有了很大的发展,但瑞典条分法等经典的斜坡稳定性计算方法因其计算简便,实用性强的特点,目前还广泛地应于解决工程实践中的一般斜坡稳定性计算和评价问题。但目前对其基本概念、定义和公式来源还不甚掌握,理解和应用上出现了一些混乱,以致影响斜坡稳定性计算结果的准确性和治理工程设计的合理性,甚至出现事故。对此,应引起科研和工程技术人员足够的重视。