最新c7边坡稳定课件.ppt

1、c7边坡稳定边坡稳定7-1 7-1 概概 述述边坡：边坡：指具有倾斜坡面的岩土体指具有倾斜坡面的岩土体.（天然边坡、人工边坡）（天然边坡、人工边坡）由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作用下，整个岩土体都它外力作用下，整个岩土体都有从高处有从高处向低处滑动的趋势向低处滑动的趋势。边坡丧失其原有稳定性，一部分岩土体边坡丧失其原有稳定性，一部分岩土体相对另一部分岩土体发生滑动的现象称相对另一部分岩土体发生滑动的现象称为为滑坡滑坡.u引起滑坡的原因引起滑坡的原因根本原因根本原因:土体内部某个面上剪应力土体内部某个面上剪应力达到达到 抗剪强度抗剪强度f ，稳定平衡

2、遭到破坏，稳定平衡遭到破坏剪应力剪应力达到抗剪强度达到抗剪强度f 的起因的起因:1 1 剪应力增加剪应力增加 2 2 土体本身抗剪强度减小土体本身抗剪强度减小引起滑坡的原因引起滑坡的原因引起滑坡的原因引起滑坡的原因7-2 7-2 无粘性土坡稳定分析无粘性土坡稳定分析坡面上的土单元稳定坡面上的土单元稳定整个土坡稳定整个土坡稳定7-3 7-3 粘性土坡整体圆弧滑动粘性土坡整体圆弧滑动u粘性土土粒间存在粘聚力粘性土土粒间存在粘聚力c，发生滑坡时是整块，发生滑坡时是整块土体向下滑动，坡面上土体向下滑动，坡面上任一单元体的稳定条件任一单元体的稳定条件代表整个土坡的稳定条件。代表整个土坡的稳定条件。u按平

3、面问题考虑，将滑动面以上土体看作按平面问题考虑，将滑动面以上土体看作刚体刚体，分析在极限平衡条件下其上各种作用力，以分析在极限平衡条件下其上各种作用力，以整个整个滑动面上滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义来定义土坡的土坡的安全系数安全系数。土的抗剪强度是随着滑动面上的法向力土的抗剪强度是随着滑动面上的法向力 的的改变而变化的。改变而变化的。对于对于饱和粘土饱和粘土，在不排水剪条件下，在不排水剪条件下 u=0=0，则，则有有 f=cuu粘性土坡坡顶出现裂缝时的计算粘性土坡坡顶出现裂缝时的计算假定滑坡体和滑面以下假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚体，土体均为

4、不变形的刚体，滑面为连续面，滑面上滑面为连续面，滑面上各点的法向应力采用条各点的法向应力采用条分法获得，分析每一土分法获得，分析每一土条受力，根据滑块刚体条受力，根据滑块刚体极限平衡条件，假定整极限平衡条件，假定整个滑面上各点的安全系个滑面上各点的安全系数相等，确定安全系数。数相等，确定安全系数。土条间法向作用力土条间法向作用力:Ei土条间切向作用力土条间切向作用力:Xi安全系数安全系数:Fs2n-2n-11土条自重：土条自重：土条底面切向反力：土条底面切向反力：n条分法及其受力分析条分法及其受力分析 将土坡作为平面问题，对每个土条可列将土坡作为平面问题，对每个土条可列两个正交方向的静力平衡方

5、程两个正交方向的静力平衡方程和和一个力矩平衡方程一个力矩平衡方程 3n3n个方程个方程常用条分法常用条分法瑞典条分法瑞典条分法简化的简化的Bishop条分法条分法杨布条分法杨布条分法不平衡推力法不平衡推力法7-4 7-4 瑞典条分法瑞典条分法假设滑动面为假设滑动面为圆弧，不考虑圆弧，不考虑条间力，减少条间力，减少3n-33n-3个未知量个未知量P2P1代替法代替法WWjjdGdT2P2PWGW1GW2djdWh1ih2ih3i用用代替法代替法考虑渗流力对土坡稳定的影响，仅是在安考虑渗流力对土坡稳定的影响，仅是在安全系数计算公式中，土条重量全系数计算公式中，土条重量:在在浸润线以上浸润线以上者用

6、天然容重，者用天然容重，坡外水位以下坡外水位以下者用浮容重计算，者用浮容重计算，而对而对浸润线以下坡外水位以上浸润线以下坡外水位以上土条的重量土条的重量分子用浮分子用浮容重，分母则用饱和容重计算。容重，分母则用饱和容重计算。，由于在考虑渗流作用时，由于在考虑渗流作用时，通常都认为土体本身已在通常都认为土体本身已在自重作用下完全固结稳定，自重作用下完全固结稳定，滑动面上的超孔隙水应力滑动面上的超孔隙水应力全部是由渗流引起的。因全部是由渗流引起的。因此，由稳定渗流引起的土此，由稳定渗流引起的土坡稳定问题应属于有效应坡稳定问题应属于有效应力的分析的范畴。力的分析的范畴。7-5 7-5 Bishop条

7、分法条分法假定滑动面为圆弧面，考虑了土条侧面的作假定滑动面为圆弧面，考虑了土条侧面的作用力，假定各土条底部滑动面上的抗滑安全用力，假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数相同，即等于滑动面的平均安全系数。系数相同，即等于滑动面的平均安全系数。Bishop采用了有效应力方法推导公式，该法采用了有效应力方法推导公式，该法也可用总应力分析也可用总应力分析力矩平衡力矩平衡简化后得：简化后得：进行双重迭代（对进行双重迭代（对FsFs 和和XiXi ），），毕肖普已证明令毕肖普已证明令XiXi=0=0所产生的安全系数误差仅为所产生的安全系数误差仅为1%1%7-6 7-6 非圆弧滑动面土坡稳定分析非圆弧滑动面土

8、坡稳定分析无粘性土坡滑面一般为平面，均质粘性土坡无粘性土坡滑面一般为平面，均质粘性土坡滑面一般为圆弧面滑面一般为圆弧面当边坡中存在明显的软弱夹层时，或在层面当边坡中存在明显的软弱夹层时，或在层面倾斜的岩面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比倾斜的岩面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比较发育的岩土体或有老滑坡体等滑坡将在软较发育的岩土体或有老滑坡体等滑坡将在软弱面上发生，其破坏面将与圆柱面相差甚远。弱面上发生，其破坏面将与圆柱面相差甚远。圆弧滑动分析的瑞典条分法和圆弧滑动分析的瑞典条分法和Bishop法不再法不再适用适用Janbu和不平衡推力传递法和不平衡推力传递法假定土条间合力作用点假定土条间合力作用点位置

9、为已知位置为已知，这样减，这样减少了少了n-1n-1个未知量。条间作用点位置对土坡个未知量。条间作用点位置对土坡稳定安全系数影响不大，一般假定其作用于稳定安全系数影响不大，一般假定其作用于土条底面以上土条底面以上1/31/3高度处，这些作用点连线高度处，这些作用点连线称为推力线称为推力线。1 基本假设和受力分析基本假设和受力分析杨布普遍条分法杨布普遍条分法基本假设和受力分析基本假设和受力分析2 杨布法计算公式杨布法计算公式力平衡力平衡0iY0iXi力矩平衡力矩平衡0iM杨布普遍条分法杨布普遍条分法杨布法计算公式杨布法计算公式安全系数定义和莫尔库仑准则安全系数定义和莫尔库仑准则安安全全系系数数边

10、界条件边界条件0iE迭代计算迭代计算 Fs杨布条分法基本可以满足所有的静力平衡条件，所杨布条分法基本可以满足所有的静力平衡条件，所以是以是“严格严格”方法之一，但其推力线的假定必符合方法之一，但其推力线的假定必符合条间力的合理性要求条间力的合理性要求（即土条间不产生拉力和剪切（即土条间不产生拉力和剪切破坏）破坏）杨布普遍条分法杨布普遍条分法杨布法计算公式杨布法计算公式其中：其中：二二 不平衡推力传递法不平衡推力传递法山区土坡覆盖在起伏变化的基岩上，土坡失稳多沿这些山区土坡覆盖在起伏变化的基岩上，土坡失稳多沿这些界面发生，形成折线滑动面，对这类边坡稳定分析可采界面发生，形成折线滑动面，对这类边坡

11、稳定分析可采用用不平衡推力传递法不平衡推力传递法u1 基本假设和受力分析基本假设和受力分析l假定条间力的合力与上一土条底面平行，假定条间力的合力与上一土条底面平行，l然后根据各分条力的平衡条件，逐条向下推求，然后根据各分条力的平衡条件，逐条向下推求，l直至最后一条土条的作用力为零直至最后一条土条的作用力为零确定了条间力的作用方向减确定了条间力的作用方向减少了少了n-1n-1个未知量个未知量u2 计算公式推导计算公式推导力平衡力平衡莫尔库伦准则莫尔库伦准则不平衡推力传递法不平衡推力传递法不平衡推力传递法计算时，先假设安全系数为不平衡推力传递法计算时，先假设安全系数为1 1，然后从坡顶的一条开始逐

12、条向下推求然后从坡顶的一条开始逐条向下推求Pi，直至求，直至求出最后一条的推力出最后一条的推力Pn，Pn必须为零，否则要重新必须为零，否则要重新假定安全系数，重新计算。假定安全系数，重新计算。使用不平衡推力法计算时，抗剪强度指标可根据使用不平衡推力法计算时，抗剪强度指标可根据土的性质和当地经验，采用试验和滑坡反算相结土的性质和当地经验，采用试验和滑坡反算相结合的方法确定合的方法确定分条之间不能承受拉力，所以任何土条的推力如分条之间不能承受拉力，所以任何土条的推力如果为负，则推力不再向下传递，而对下一土条取果为负，则推力不再向下传递，而对下一土条取推力为零。推力为零。u复合滑动面稳定分析中最简单的一种计算方法复合滑动面稳定分析中最简单的一种计算方法 其抗滑安全系数可用下式表示：其抗滑安全系数可用下式表示：其中其中：填方与挖方工程土坡的稳定分析填方与挖方工程土坡的稳定分析强度指标的选用强度指标的选用容许安全系数容许安全系数50 结束语结束语