某著名大学土力学教学课件第八章 土坡稳定性分析.ppt

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某著名大学土力学教学课件第八章 土坡稳定性分析

第八章 土坡稳定性分析 第一节 概述 第二节 无粘性土坡的稳定分析 一、均质干坡和水下坡 当a=φ时,FS=1,此时土体处于极限平衡状态,坡角a为天然休止角。 二、有渗透水流的均质土坡 第三节 粘性土坡的稳定分析 4. 土条i平衡方程: 5. 求解方法: (1)假定条间力的大小与方向的 毕肖普法和瑞典条分法; (2)假定条间力的作用方向的不平衡推力传递法; (3)假定条间力的作用点位置的简布法。 第八章 复习要点 无粘性土坡的稳定分析 均质干坡和水下坡 有渗透水流的均质土坡 粘性土坡的稳定分析 整体圆弧滑动法 条分法的基本概念 瑞典条分法(Fellenius法) 毕肖普法(Bishop法) 普遍条分法(Janbu法) 最危险滑裂面的确定方法 * * 第一节 概述 第二节 无粘性土坡的稳定分析 第三节 粘性土坡的稳定分析 第四节 天然土体上的边坡稳定 土坡: 天然土坡 人工土坡 (土石坝等) 土坡几何形态: 坡肩 坡顶 坡底 坡趾 坡角 坡高 坡面 一、土坡 滑坡:斜坡中一部分土体相对于另一部分土体 滑动的现象,称为滑坡。 分类: (1)粗粒土滑坡 (滑动面多为浅层平面形) (2)粘性土滑坡 (滑动面多为深层圆弧形) 产生原因: (1)土中剪应力增加 (2)土中抗剪强度降低 二、滑坡 研究内容: (1)判断土坡是否稳定 (2)设计合理的土坡 评价方法: 极限平衡理论(条分法) 步骤:    先确定滑面,再计算滑坡的稳定性系数,最后 判断滑动的可能性。 定义:粗粒土所堆筑的土坡称为无粘性土坡 分如下两种情况考虑: 一、均质干坡和水下坡 二、有渗透水流的均质土坡 ? 砂堆 ? W T N R ? W ? J N T 稳定安全系数 工程设计中常假定滑动面为圆弧面,用圆弧滑动法(极限平衡法的一种)分析粘性土坡的稳定性。 一、整体圆弧滑动法(瑞典圆弧法) d O C A W Tf 整体圆弧滑动受力示意图 二、条分法的基本概念 1. 原理:条分法是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩,然后按下式求土坡的稳定安全系数Fs: 2. 受力分析图: 1)重力Wi 2)条块侧面法向力Pi、Pi+1, 其作用点离弧面为hi、hi+1  3)条块侧面切向力Hi、Hi+1 4)土条底部的法向力Ni、切向力Ti, 条块弧段长为li 3. 土条i所受的力包括: n个土条,n-1个分界面,Pi 、Hi、hi共3(n-1)个未知数;Ni 、Ti共2n个未知数;Fs一个未知数。 若把滑动土体分成n个条块,则共有未知数5n-2个,可建方程4n个,为超静定问题。 1. 求解前提: 不考虑条块间的推力(或假定条块间的推力是作用在一条直线上的,且大小相等,方向相反,即推力产生的合力、合力矩为0)。 2.求解方法: 三、瑞典条分法(Fellenius 条分法) 3.方法的特点: (1)忽略条间力的作用 (2)满足滑动土体整体力矩平衡条件 (3)不满足条块的静力平衡条件 (4)满足极限平衡条件 (5)得到的安全系数偏低,误差偏于安全 四、毕肖普法(Bishop法) 考虑条块侧面力 1.求解方法: 2、简化比肖普公式 3.简化Bishop方法的特点 (1) 假设条块间作用力只有法向力没有切向力; (2) 满足滑动土体整体力矩平衡条件; 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; (4) 满足极限平衡条件; (5) 得到的安全系数比瑞典条分法略高一点。 五、普遍条分法(Janbu法) 1. 求解前提: 假定条块间水平作用力的位置。 2.求解方法: ?Xi ?hi Hi+1 Pi+1 hi+1 i Hi Pi hi Oi Ni Wi Ti ?i ?Hi=Hi+1-Hi Wi Ni ?Pi=Pi+1-Pi Ti=(cili+Nitg?i)/Fs ?i ?i 令?Hi =0 代入求FS/ 求?Pi 求Pi, Hi 求?Hi 求Fs FS/=FS FS—FS/0 END Y N 简布法计算流程图 不一定都是圆弧面, 也可以是平面 六、最危险滑裂面的确定方法 B ?1 O A R H ?2 ? 1. 均匀粘性土坡 ?=0时: C1 B A H O1 E ? ?1 ?2 O2 FS1 F G 4.5

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