8土坡稳定分析.

8土坡稳定分析•8.1无粘性土土坡稳定分析•8.2粘性土土坡稳定分析•8.3土坡稳定分析中有关问题＊主要内容土坡稳定概述天然土坡人工土坡由于地质作用而自然形成的土坡在天然土体中开挖或填筑而成的土坡山坡、江河岸坡路基、堤坝坡底坡脚坡角坡顶坡高土坡稳定分析问题一.土坡：具有倾斜面的土体•1．天然土坡•江、河、湖、海岸坡一.土坡：具有倾斜面的土体•1．天然土坡贵州洪家渡•山、岭、丘、岗、天然坡一、土坡：具有倾斜面的土体•2．人工土坡¤挖方：沟、渠、坑、池露天矿一、土坡：具有倾斜面的土体•2．人工土坡¤填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝二.滑坡什么是滑坡？为什么会滑坡？一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动二.滑坡•1．滑坡的危害：•滑坡是重大自然灾害：土、岩•我国是滑坡灾害频发的国家二.滑坡-滑坡的形式1概述二.滑坡•2．造成滑坡的原因降雨、蓄水、使岩土软化，坝背水坡浸润线存在渗透力1）振动：地震、爆破2）土中含水量和水位变化3）水流冲刷：使坡脚变陡4）冻融：冻胀力及融化含水量升高5）人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出入口紫坪铺水库2号泄洪洞出口滑坡江岸崩塌滑坡城市中的滑坡问题（香港，重庆）填方挖方香港1900年建市，1977年成立土力工程署港岛1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20伤)Early1972滑坡前June1972滑坡后8.2无粘性土坡稳定分析•一、一般情况下的无粘性土土坡TT均质的无粘性土土坡，在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘结力只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的单元体稳定TT土坡整体稳定NWWTTN稳定条件：TTsinWTcosWNtan'NT砂土的内摩擦角tancos'WT抗滑力与滑动力的比值安全系数tantansintancosWWTTFs二、有渗流作用时的无粘性土土坡分析稳定条件：TT+JJTTFsWTTNJ顺坡出流情况:sinwJtantansinsintancossintancossatwsJWWJTTF/sat≈1/2，坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡稳定安全系数将近降低一半三、例题分析•【例】均质无粘性土土坡，其饱和重度sat=20.0kN/m3,内摩擦角=30°,若要求该土坡的稳定安全系数为1.20，在干坡情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多少度？WTTN干坡或完全浸水情况481.0tantansF241.0tantanssatF顺坡出流情况7.255.13渗流作用的土坡稳定比无渗流作用的土坡稳定，坡角要小得多WTTNJ8.3粘性土土坡稳定分析•一、瑞典圆弧滑动法WOBd假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况：滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比饱和粘土，不排水剪条件下，u＝0，τf＝cuWdRLcFusWdRLRLRLMMFfffsCA粘性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝CdBAWOAz0深度近似采用土压力临界深度aKcz/20裂缝的出现将使滑弧长度由AC减小到AC，如果裂缝中积水，还要考虑静水压力对土坡稳定的不利影响Fs是任意假定某个滑动面的抗滑安全系数，实际要求的是与最危险滑动面相对应的最小安全系数假定若干滑动面最小安全系数•最危险滑动面圆心的确定β1β2ROβBA对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚=0圆心位置由β1，β2确定OBβ1β2βAHE2H4.5HFs0圆心位置在EO的延长线上二、条分法abcdiβiOCRABH对于外形复杂、0的粘性土土坡，土体分层情况时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩滑动土体分为若干垂直土条土坡稳定安全系数条分法分析步骤IabcdiβiOCRABH1.按比例绘出土坡剖面2.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条3.每个土条的受力分析cdbaliXiPiXi+1Pi+1NiTiWi静力平衡假设两组合力(Pi，Xi)＝(Pi＋1，Xi＋1)iiiWNcosiiiWTsiniiiiiiWllNcos1iiiiiiWllTsin1条分法分析步骤Ⅱ4.滑动面的总滑动力矩iiiWRTRTRsin5.滑动面的总抗滑力矩)tancos(taniiiiiiiiiifilcWRlcRlRRT6.确定安全系数iiiiiiisWlctgWTRRTFsincosabcdiβiOCRABHcdbaliXiPiXi+1Pi+1NiTi条分法是一种试算法，应选取不同圆心位置和不同半径进行计算，求最小的安全系数三、例题分析•【例】某土坡如图所示。已知土坡高度H=6m，坡角=55°，土的重度=18.6kN/m3，内摩擦角=12°，粘聚力c=16.7kPa。试用条分法验算土坡的稳定安全系数分析:•①按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧•②将滑动土体分成若干土条，对土条编号•③量出各土条中心高度hi、宽度bi，列表计算sini、cosi以及土条重Wi，计算该圆心和半径下的安全系数•④对圆心O选不同半径，得到O对应的最小安全系数；•⑤在可能滑动范围内，选取其它圆心O1，O2，O3，…，重复上述计算，求出最小安全系数，即为该土坡的稳定安全系数计算①按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧取圆心O，取半径R=8.35m②将滑动土体分成若干土条，对土条编号③列表计算该圆心和半径下的安全系数0.601.802.853.754.103.051.501111111.1511.1633.4853.0169.7576.2656.7327.9011.032.148.559.4158.3336.6212.671234567编号中心高度(m)条宽(m)条重WikN/mβ1(o)Wisini9.516.523.831.640.149.863.0Wicosi1.849.5121.3936.5549.1243.3324.86合计186.60258.63