粘性土坡稳定性分析课件.ppt

1、普遍条分法（简布普遍条分法（简布 Janbu法）法）AORCibBidiTiNiWiWihiPihi+1Pi+1Hi+1NiTiHiXih假定条块间水平作用力的位置假定条块间水平作用力的位置WihiPihi+1Pi+1Hi+1NiTiHiXihPi=Pi+1 -PiH=Hi+1 -HiWiNiTi=(cili +Nitan )/Fsii通过静力平衡求通过静力平衡求Pi普遍条分法（简布普遍条分法（简布 Janbu法）法）23 45678910111P0=0P11=0Pi=Pi+1 -PiH=Hi+1 -HiWiNiTi=(cili +Nitan )/FsiiP1 = P1P2 = P1 + P2

2、 = P1 + P2 Pi = Pi (i=1,j)Pn = Pi = 0 (i=1,n)普遍条分法（简布普遍条分法（简布 Janbu法）法）普遍条分法（简布普遍条分法（简布 Janbu法）法）1)()sinii iiiisiiiCbWH tgmFWH21cos/seciiiisitg tgmF1安全系数公式普遍条分法（简布普遍条分法（简布 Janbu法）法）（3）6n-2 个未知数(1) 任意形式滑裂面，不一定圆弧共计 6n 个条件(2) 假设Ni作用点 nPi作用点 n-1极限平衡条件 n 3n+100oixyM2原理与特点令Hi =0代入求FS/求Pi求Pi， Hi求Hi求FsFS/=F

3、SFSFS/0ENDYN简布法计算流程图简布法计算流程图不一定都是圆弧面不一定都是圆弧面,也可以是平面也可以是平面普遍条分法（简布普遍条分法（简布 Janbu法）法）几种分析计算方法的总结几种分析计算方法的总结方方法法整整体体圆圆弧弧法法简简单单条条分分法法毕毕肖肖普普法法普普遍遍条条分分法法（简简布布）滑裂面形状圆弧圆弧圆弧任意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）Pi直线分布 wi，Ni交于条底中点Oi条件软粘土不排水Pn=0一般均质土一般一般均质土任意土（分层土）精度Fs偏小 10%Hi=0，误差20%-70%比较难确定整体力矩各条力矩各条垂直力平衡条件各条水

4、平力瑞典条分法是忽略条块间力影响的一种瑞典条分法是忽略条块间力影响的一种简化方法，它只满足滑动土体整体力矩平衡简化方法，它只满足滑动土体整体力矩平衡条件而不满足条块的静力乎衡条件，此法应条件而不满足条块的静力乎衡条件，此法应用的时间很长，积累了丰富的工程经验，一用的时间很长，积累了丰富的工程经验，一般得到的安全系数偏低，即误差偏于安全方般得到的安全系数偏低，即误差偏于安全方面，故目前仍然是工程上常用的方法。面，故目前仍然是工程上常用的方法。瑞典条分法和简化毕肖甫法对比瑞典条分法和简化毕肖甫法对比简化毕肖甫法是在不考虑条块间切向力的前提下满足力简化毕肖甫法是在不考虑条块间切向力的前提下满足力多边

5、形闭合条件，就是说，隐含着条块间有水平力的作用，虽多边形闭合条件，就是说，隐含着条块间有水平力的作用，虽然在公式中水平作用力并未出现。其持点是：然在公式中水平作用力并未出现。其持点是： (1)满足整体力矩平衡条件；满足整体力矩平衡条件； (2)满足各条块力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡满足各条块力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡条件；条件； (3)假设条块间作用力只有法向力没有切向力；假设条块间作用力只有法向力没有切向力； (4)满足极限平衡条件。满足极限平衡条件。 由于考虑了条块间水平力的作用，得到的安全系数较瑞典由于考虑了条块间水平力的作用，得到的安全系数较瑞典条分法略高

6、一些。很多工程计算表明，毕肖甫法与严格的极限条分法略高一些。很多工程计算表明，毕肖甫法与严格的极限平衡分析法，即满足全部静力平衡条件的方法平衡分析法，即满足全部静力平衡条件的方法(如下述的简布法如下述的简布法)相比，结果甚为接近。由于计算不很复杂，精度较高，所以是相比，结果甚为接近。由于计算不很复杂，精度较高，所以是目前工程中很常用的一种方法。目前工程中很常用的一种方法。瑞典条分法和简化毕肖甫法对比瑞典条分法和简化毕肖甫法对比当土坡地基中存在有软弱薄土层时，则滑动面当土坡地基中存在有软弱薄土层时，则滑动面可能由三种或三种以上曲线组成，形成复合滑可能由三种或三种以上曲线组成，形成复合滑动面。动面

7、。 复合滑动面土坡稳定分析复合滑动面土坡稳定分析假定滑动面为假定滑动面为ABCD。其中。其中AB和和CD为圆柱面，而为圆柱面，而BC为通过软弱土层为通过软弱土层的平面。如果取土的平面。如果取土体体BCCB为脱离体，为脱离体，同时不考虑同时不考虑BB和和CC面上的切向力，面上的切向力，则整个土体所受的则整个土体所受的力有：力有：1.土体土体ABB 对对BCCB 的推力的推力Ea； 2.土体土体CDC对对BCCB 的抗滑力的抗滑力Ep； 3.土体自重土体自重W及及BC面上的反力面上的反力N； WN； 4. BC面上的抗滑阻面上的抗滑阻力力T。土坡稳定安全系数土坡稳定安全系数 apsEEWclF)t

8、an(复合滑动面土坡稳定分析复合滑动面土坡稳定分析 粘性土坡稳定分析方法，即便是最简单的粘性土坡稳定分析方法，即便是最简单的端典条分法，由于要找到最危险的滑动圆弧，端典条分法，由于要找到最危险的滑动圆弧，都需要大量的计算工作。都需要大量的计算工作。 为简化计算工作量，泰勒（为简化计算工作量，泰勒（Taylor）根据）根据所掌握的大量计算资料，内摩擦角所掌握的大量计算资料，内摩擦角 、坡角、坡角 与系数与系数Nc / H之间的关系曲线，并绘成图之间的关系曲线，并绘成图表供直接查用。表供直接查用。土坡稳定计算图解法土坡稳定计算图解法粘性土简单土坡计算图粘性土简单土坡计算图利用图表，可以很快地解决下

9、列两个主要的土坡稳定问题：利用图表，可以很快地解决下列两个主要的土坡稳定问题： (1)已知坡角已知坡角 、土的内摩擦角、土的内摩擦角 、粘聚力、粘聚力c 、容重、容重 ，求土坡，求土坡的允许高度的允许高度H； (2)已知土的性质指标已知土的性质指标c 、 、 以及坡高以及坡高H，求允许的坡，求允许的坡 。 Taylor 法法水对土坡稳定性的简单分析水对土坡稳定性的简单分析)(31300ABuuuu13113131)1 ()1 (AABABu131)1 (AABuB1 BuhuuB估算施工期的孔隙水压力令iiiiiiiiiiisbhhtgbhhlcFsin)(cos)(2121部分浸水的土坡稳定

10、分析)(wiiwihzuiiiiiwiiiiisWtglzuWlcFsin)(cos稳定渗流期的土坡稳定分析iiiisatiiiiiiiiisbhhhtgbhhhlcFsin)(cos)(321321 流网法：渗流的任一等势线流网法：渗流的任一等势线ab与滑弧面交点与滑弧面交点b的孔隙水压力等的孔隙水压力等于于b点与点与a点高差的水头压力点高差的水头压力 代替近似法：取滑弧范围内孔隙水体为脱离体，用孔隙水体的代替近似法：取滑弧范围内孔隙水体为脱离体，用孔隙水体的自重和颗粒浮反力、边界水压力和渗流反力组成平衡力系，用前自重和颗粒浮反力、边界水压力和渗流反力组成平衡力系，用前者对圆心取矩代替渗流反力力矩。者对圆心取矩代替渗流反力力矩。wwsatAbhhhsatAawwsatwwsatAhhhh)()(hhuwAa)1(21hnehhuwAahhhuwwwAb)(AAbAaBuu 水位降落前水位降落前 水位降落后水位降落后)1 (hhBhuwwAa水位降落期的土坡稳定分析对透水性较大的填土坡：对透水性较大的填土坡：