土力学_李广信_土坡稳定分析.ppt

一. 土坡：具有倾斜面的土体 1．天然土坡 Natural slope 1．天然土坡 2．人工土坡 Engineered slope 2．人工土坡 二. 滑坡 Landslides 二. 滑坡 1．滑坡的危害： 滑坡是重大自然灾害（岩土） 我国是滑坡灾害频发的国家 2008年在西安召开第十届国际滑坡与工程边坡会议 二. 滑坡 2．造成滑坡的原因 地震引发的滑坡 暴雨与地震引发泥石流-菲律宾 云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡－开挖 坝体内浸润线太高 西藏易贡巨型滑坡 时间：2000年4月9日 规模：坡高3330 m, 堆积体2500m、宽约 2500m，总方量=280-300×106 m3 天然坝：坝高=290 m, 库容=1534 ×106 m3 地质：风化残积土。 险情：湖水以每日0.5 m速度上升。 如何分析、判断？无粘性土坡-相对简单粘性土坡-复杂 安全系数的定义 土坡沿着某一滑裂面的安全系数F是这样定义的，将土的抗剪强度指标降低为c’/F, tan?’/F, 则土体沿着此滑裂面处处达到极限平衡，即 ? =c’e+?’e tan?’e c’e = c’/F tan?’e = tan?’/F 第2节 无粘性土土坡的稳定分析Noncoehsive soil slope 一. 无渗流的无限长土坡 微单元A自重: W=??V 无渗流的无限长土坡讨论 当? = ? 时，Fs = 1.0，天然休止角 无渗流的无限长土坡 二. 有沿坡渗流情况 自重： 二. 有沿坡渗流情况 与无渗流比较, Fs减小近一倍 注：意味着原来稳定的坡，有沿坡渗流时可能破坏 三. 部分浸水无粘性土坡 部分浸水无粘性土坡与干坡，完全水下坡相比，安全性如何变化？ 三. 部分浸水无粘性土坡 土体滑动，考虑两个方向的力平衡 ?Fx= 0; ?Fy = 0 未知量有三个N1、 N2 、Fs 超静定 将滑动土体分成两块，有四个平衡方程 ?Fxi= 0; ?Fyi = 0，i = 1,2 未知量有五个 R1、 R2 、Fs 、P1，? 需要引入假定 如? 分析BCDE块的平衡 P1= W1sin ?1—(W1cos?1 tg?)/Fs 代入EDA块的平衡方程,滑动力与抗滑力 Fs =抗滑力/滑动力 需要迭代 四. 无粘性土的非线性强度指标对滑动面的影响 无粘性土的非线性强度指标使滑动面发生在一定深度处，而非表面 §3 粘性土坡的稳定分析 强度参数：粘聚力c，内摩擦角? 破坏形式：危险滑裂面位置在土坡深处，对于均匀土坡，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧(圆柱面)近似。 §3 粘性土坡的稳定分析 一 瑞典圆弧法 二 瑞典条分法 三 简化Bishop条分法 四 普遍条分法(Janbu法) 一、整体圆弧法(瑞典圆弧法) 圆弧滑动法由瑞典工程师提出的。冰川沉积厚层软粘土 (一) 分析计算方法 1．假设条件： (一)分析计算方法 2. 平衡条件(各力对O的力矩平衡) 2. 当? ? 0时，?n是l(x,y)的函数，无法得到Fs的理论解 二、条分法的基本原理及分析 1．原理 2. 条分法中的求解条件 2. 条分法中的求解条件 Wi是已知的 作用在土条体底部的力与作用点 Ni Ti ti 共3n个 作用在条间的力及作用点： Pi Hi hi 共3(n-1)个 (两端边界是已知的) 假设总体安全系数为Fs Fs 共1个 未知数合计=3n+3(n-1)+1=6n-2 2. 条分法中的求解条件－平衡方程 各条： 水平向静力平衡条件： ?x=0 共n个 垂直向静力平衡条件： ?z=0 共n个 力矩平衡条件： ?M0=0 共n个 n个土条底面上满足极限平衡条件：共n个 整体力矩平衡 1个 由于未知数为6n-2个 求解条件为4n＋1个 二者相差(2n-3) 三. 简单条分法(瑞典条分法) 1．基本原理： 忽略所有条间作用力，即： Pi=Hi=hi=0 3n-3 ti=li/2 n 共计减去4n-3未知数 未知数为2n+1 2. 安全系数计算 Ni方向静力平衡(n个) 3简单条分法计算步骤 4. 瑞典简单条分法的讨论 * 由于忽略条间力，有4n＋1个平衡条件。实际用2n+1个， 有些平衡条件不能满足 四、毕肖甫(Bishop)法 考虑条间力 1. 原理与特点