九章土坡稳定分析24页PPT

第九章土坡稳定分析坡肩坡顶坡角坡趾坡高具有倾斜面的土体—简单边坡1概述2无粘性土土坡的稳定分析3粘性土土坡的稳定分析本章主要内容:一土坡§1概述二滑坡天然土坡人工土坡滑坡的危害造成滑坡的原因•山、岭、丘、岗、天然坡1．天然土坡•江、河、湖、海岸坡一土坡2．人工土坡¤挖方：沟、渠、坑、池¤填方：堤、坝、路基、堆料二滑坡什么是滑坡？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1．滑坡的危害：2．造成滑坡的原因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§2无粘性土土坡的稳定分析设表面浅层滑坡强度指标：内摩擦角对于一坡角为无限长坡微单元A:WTNA1）微单元A自重:W=VsinTW2)沿坡滑动力：cosNW3)对坡面压力：(由于无限土坡两侧作用力抵消)cosRNtgWtg4）抗滑力：cossinsRWtgFtgTWtg抗滑力滑动力5)抗滑安全系数：NWTAWRNlh※当=时，Fs=1.0，坡角为天然休止角※安全系数与土容重无关,与所选的微单元大小无关。即坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面上安全系数Fs都相等stgFtg分析小结※无粘性土坡分析方法可考虑为无限长坡§3粘性土坡的稳定分析1瑞典圆弧法2瑞典条分法3简化Bishop法4Janbu法OR主要方法:一、瑞典圆弧法（一）分析计算方法•均质土•二维•圆弧滑动面•滑动土体呈刚性转动•在滑动面上处于极限平衡状态1．假设条件：2.平衡条件（各力对O的力矩平衡）000()[eeeRfnnMdeRctgdeRcActgdeRsMwd(1)滑动力矩：RussCAcRMFMWd抗滑力矩滑动力矩(3)安全系数：uRccMcAcR当=0（粘土不排水强度）时，(2)抗滑力矩：ORdCBAW（二）讨论1.其中圆心O及半径R是任意假设的，还必须计算若干组（O,R）找到最小安全系数———最危险滑动面2.适用于饱和粘土二、瑞典条分法AORCibBidiTiNiWi(一)条分法的基本原理AORCsbB-2-101234567WihiPihi+1Pi+1Hi+1NiTiHi第i条土的作用力:稳定安全系数计算:Ni方向静力平衡cosiiiNWcosiiiiiiiiiissClNtgClWtgTFFsRMM(cos)siniiiiiiiisClWtgWRTRRF(cos)siniiiiisiiClWtgFW滑动面上极限平衡总体对圆心的力矩平衡滑动力矩=抗滑力矩NiiWTi第i土条受力分析:（二）瑞典条分法计算步骤2.以b=R/10为宽度分条3.编号：过圆心垂线为0#条中线，右侧为正，编号递增；左侧为负，编号递减4.列表计算liWii以及安全系数1.初选圆心O和半径R(cos)siniiiiisiiClWtgFW6.算至Fs最小结束5.变化圆心O和半径R，返回1重复步骤1～4（三）瑞典条分法的讨论2.忽略了条间力，所计算安全系数Fs偏小，假设圆弧滑裂面，使Fs偏大，最终结果是Fs偏小，越大(条间力的抗滑作用越大),Fs越偏小1.假设圆弧滑裂面，与实际滑裂面有差别一般情况下，Fs偏小10%左右工程应用中偏于安全1.原理与特点★假设滑裂面为圆弧★不忽略条间作用力★在每条的滑裂面上满足极限平衡条件★每条上作用力在y方向（竖直）上静力平衡★总体对圆心O力矩平衡设Hi=0——简化Bishop法，忽略条间切向力三、毕肖甫（Bishop）法2．安全系数公式1()siniiiiisiiCbWtgmFWsincosiiiistgmF其中3.毕肖甫法计算步骤1.初选圆心O，半径R2.设Fs=1.0，计算mqi、3.若满足sFssFFsssFFF4.若不满足，令,重复步骤25.变化圆心O和半径R，返回1重复步骤1～46.算至Fs最小结束则进行步骤5方法瑞典圆弧法瑞典条分法毕肖普法滑裂面形状圆弧圆弧圆弧假设刚性滑动体，滑动面上极限平衡忽略条间力考虑条间力Hi=0（简布）计算条件软粘土不排水一般均质土一般均质土误差分析Fs偏小10％Hi=0，误差20%~70%四、几种分析计算方法的总结