整体圆弧滑动法课件.ppt

1、坡底坡底坡脚坡脚坡角坡角坡顶坡顶坡高坡高土坡稳定分析问题土坡稳定分析问题概述概述v天然土坡天然土坡v人工土坡人工土坡v滑坡v圆弧滑动法 江、河、湖、海岸坡概述概述天然土坡挖方：沟、渠、坑、池挖方：沟、渠、坑、池概述概述人工土坡 填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝概述概述人工土坡滑坡 概述概述滑坡概述概述滑坡概述概述土坡失稳原因分析 v内部因素n斜坡的土质n斜坡的土层结构n斜坡的外形v外部因素n降水或地下水的作用n振动的作用n人为影响无黏性土的土坡稳定无黏性土的土坡稳定一般情况下的无粘性土土坡一般情况下的无粘性土土坡GN稳定条件稳定条件：T fTsinGT cosGNtanNTftancosG

2、Tf5 . 13 . 1tantansintancosGGTTKf安全系数安全系数K：抗滑力与滑动力的比值：抗滑力与滑动力的比值TfTM稳定条件稳定条件：TfT+JJTTKfGTTfNJ顺坡出流情况顺坡出流情况:sinwJ tantansinsintancossintancossatwfJGGJTTK无黏性土的土坡稳定无黏性土的土坡稳定- -有渗流作用时的无粘性土土坡分析有渗流作用时的无粘性土土坡分析 / sat1/2，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 NfGROBa假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土假定滑

3、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：体极限平衡条件下的受力情况：1.1.滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义来定义 2.2.以滑动面上抗滑力矩与滑动力矩来定义以滑动面上抗滑力矩与滑动力矩来定义3.3.饱和粘土，不排水剪条件下，饱和粘土，不排水剪条件下， u0，fcu CA黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法fK ?GaACRMMKffGaACRcKu粘性土土坡滑动前，坡顶常粘性土土坡滑动前，坡顶常常出现竖向裂缝常出现竖向裂缝 CRaBAGfONA z0aKcz/20裂缝的出现将使滑弧长度由裂缝的出现

4、将使滑弧长度由AC减减小到小到AC，如果裂缝中积水，还要，如果裂缝中积水，还要考虑静水压力对土坡稳定的不利考虑静水压力对土坡稳定的不利影响影响 K是任意假定某个滑动面的抗滑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险滑动面相对应的最小安全系数 黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法深度近似采深度近似采用土压力临用土压力临界深度界深度 假定若干滑动面假定若干滑动面 最小安全系数最小安全系数 最危险滑动面圆心的确定最危险滑动面圆心的确定-W.-W.费伦纽斯费伦纽斯( (Fellenius,1927) )

5、12ROBA =0=0 OB12AHE2H4.5H 00 黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法KOminKminO4O1黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法稳定系数法稳定系数法hcNs泰勒（泰勒（Taylor,D.W，1937）用图表表达影响因素的相互关系）用图表表达影响因素的相互关系:根据不同的 绘出 与Ns的关系曲线 已知坡角及土的指标c、，求稳定的坡高h已知坡高h及土的指标c、，求稳定的坡角已知坡角、坡高H及土的指标c、，求稳定安全系数KabcdiiOCRABH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

6、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 黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -瑞典条分法瑞典条分法滑动土体分为滑动土体分为若干垂直土条若干垂直土条各土条对滑弧圆心的各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩抗滑力矩和滑动力矩 土坡稳定安全系数土坡稳定安全系数条分法分析步骤条分法分析步骤I IabcdiiOCRABH1.1.按比例绘出土坡剖面按比例绘出土坡剖面 2.2.任选一圆心任选一圆心O O，确定滑动，确定滑动面，将滑动面以上土体分成面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条几个等宽或不等宽土条 3.3.每个土条的受力分析每个土条的受力分析 cdbaliXiPiXi+1

7、Pi+1NiTiGiiiiGNcosiiiGTsiniiiiiiGllNcos1iiiiiiGllTsin1黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -瑞典条分法瑞典条分法静力平衡静力平衡假设两组合力假设两组合力(Pi，Xi) (Pi1，Xi1)条分法分析步骤条分法分析步骤4.4.滑动面的总滑动力矩滑动面的总滑动力矩 iiiGRTRTRsin5.5.滑动面的总抗滑力矩滑动面的总抗滑力矩 )tancos(taniiiiiiiififlcGRlcRlRRT6.6.确定安全系数确定安全系数 iiiiiiifsGlctgGTRRTFsincosabcdiiOCRABHcdbaliXiPiXi+1Pi+1Ni

8、Ti黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -瑞典条分法瑞典条分法条分法是一种试算法，应结合费伦条分法是一种试算法，应结合费伦纽斯法选取不同圆心位置和不同半纽斯法选取不同圆心位置和不同半径进行计算，求最小的安全系数径进行计算，求最小的安全系数PiiNiTiHiRiOWPi+1Hi+1bidiPi=Pi-Pi+1iiNiTiHi=Hi-Hi+1W黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -毕肖普条分法毕肖普条分法 a. 原理与特点n 假设滑裂面为圆弧n 不忽略条间作用力n 在每条的滑裂面上满足极限平衡条件n 每条上作用力在y方向（竖直）上静力平衡n 总体对圆心O力矩平衡DPDPi i 不出现不出现注：（未

9、考虑各条水平向作用力及各条力矩平衡条件，实际上条件不够：缺 Hi，共(n-1)个条件设Hi=0则条件够了简化Bishop法，忽略条间切向力）黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -毕肖普条分法毕肖普条分法 求解条件n平衡条件：2n+1n未知数：6n-21）由于竖向力平衡 Pi(Pi) 不出现 （n-1）2）不计各条力矩平衡 ti 及 hi （2n-1）3) 假设 Hi=0（不计条间切向力） (n-1)黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -毕肖普条分法毕肖普条分法 b.安全系数公式1()siniiiiisiiCbWtgmFWsincosiiiistgmF其中黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -毕

10、肖普条分法毕肖普条分法 c.毕肖甫法计算步骤毕肖甫法计算步骤圆心圆心O O，半径，半径R R设设 Fs=1.0Fs=1.0计算计算 miYESYESFsFs最小最小ENDEND计算计算sFssFFNosssFFFYESNo黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -毕肖普条分法毕肖普条分法 黏性土的土坡稳定其它方法黏性土的土坡稳定其它方法v杨布条分法土坡稳定分析杨布条分法土坡稳定分析v规范圆弧条分法规范圆弧条分法v拆线滑动法拆线滑动法n有效应力法：使用有效应力强度指标有效应力法：使用有效应力强度指标 c c 、 n总应力法：使用总应力强度指标总应力法：使用总应力强度指标 c cu u 或或 c cc

11、ucu、 cucu黏性土的土坡稳定黏性土的土坡稳定- -边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 黏性土的土坡稳定各种方法比较黏性土的土坡稳定各种方法比较v整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法v瑞典条分法瑞典条分法v毕肖卜条分法毕肖卜条分法v杨布条分法杨布条分法v公路规范提供的方法公路规范提供的方法 土坡稳定性的影响因素土坡稳定性的影响因素v土的抗剪强度指标值的选用土的抗剪强度指标值的选用v坡顶开裂时的土坡稳定性坡顶开裂时的土坡稳定性v土中水渗流时的土坡稳定性土中水渗流时的土坡稳定性v安全系数的选用安全系数的选用v查表法确定土质边坡的坡度查表法确定土质边坡的坡度v挖方边坡与天然边坡挖方边坡与天然边坡地基的稳

12、定性地基的稳定性2 . 1sRMMK地基的稳定性地基的稳定性贯入软土层深处的圆弧滑动面贯入软土层深处的圆弧滑动面条分法求：条分法求：Kmin1.2硬土层中的非圆弧滑动面硬土层中的非圆弧滑动面取土体取土体abcd 为隔离体进行分析为隔离体进行分析tancos3 . 1sinGcllGElEKfafp?地基的稳定性土地基的稳定性土坡坡顶建筑物地基的稳定性坡坡顶建筑物地基的稳定性v 位于稳定土坡坡顶上的建筑当垂直于坡顶边缘线的基础底位于稳定土坡坡顶上的建筑当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于面边长小于或等于3m3m时其基础底面外边缘线至坡顶的水平时其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离应符合下式要求但不得小于距离应符合下式要求但不得小于2.5m: 2.5m: n 条形基础条形基础n 矩形基础矩形基础n 当边坡坡角大于当边坡坡角大于4545坡高大于坡高大于8m8m时尚应验算坡体稳定性时尚应验算坡体稳定性 tan5.3dbatan5 . 2dba基础底面外缘线至坡顶的水平距离示意基础底面外缘线至坡顶的水平距离示意