边坡稳定概说砂质土地盘或黏性土地盘在下述情形下会在土中.PDF

3.4 邊坡穩定 (1) 概說 砂質土 地盤或 黏性土地盤在下述情形下,會在土中產生滑動 ,可能導致邊坡 破壞 ,應以後述方法推算邊坡穩定。 ① 長邊坡 ②陡坡度邊坡 ③擋土牆等形成很大高低差 ④邊坡上設置重結構物 ⑤軟弱地盤設置重結構物 通常滑動面可如下圖分類成下列4種 滑動面的形狀有直線、對數螺旋及圓弧等組合而成 ,實用上大多採用圓弧或 直線滑動面。預測滑動面會通過軟弱地層時,有時會假定滑動面的形狀,此時滑 動面的形狀必須為能使土壤圓滑滑動的形狀 ,不可假定土壤作不自然曲線或折線 運動。 砂質土地盤的斜面滑動比較接近直線滑動 砂, 質邊坡呈極限平衡狀態的傾斜 角稱為安息角 ,安息角與對應於邊坡砂空隙比的內部摩擦角相等。未飽和砂因砂 中水的表面張力會產生黏著抵抗 ,使其安息角大於乾燥砂或飽和砂。 黏性土地盤的滑動面比較接近圓弧,經常會發生比較深層滑動的底部滑動。 邊坡穩定解析時一般以 2 維問題進行,對延長很長的邊坡實際上會形成 3 維 曲面 ,但是以 2 維問題解析可得安全側結果。檢討有限長載重時可視為圓柱形滑 動面的側面。 發生滑動重要原因為土的自重、載重及水壓等 ,其他有地震,波力等返復載 重。抵抗滑動的力則有土壤的剪抵抗、壓載重等。 土壤安定性問題,對剪斷強度的時間變化,可分成正常壓密狀態的載重及挖 掘等除載等 2種狀況。前者為短期安定問題 ,後者為長期安定問題。邊坡穩定問 題的安全率為土壤剪斷強度與形成滑動面的剪應力比 ,其值隨滑動面而異,對某 特定條件,假定數個滑動面求其安全率 ,取值最小者為該邊坡的滑動安全率,通常 以1.3 以上。 (2) 穩定計算 圓弧滑動法採用的分割法 ,是將滑動圓內的土塊分割成數個垂直面 計算各, 分割片底面的剪應力及土壤抵抗應力,總和全部分割片的應力求其安全率。作用 於各分割片的力,通常採用修正 Fellenius 法或 Bishop 法 1 ○ 修正 Fellenius 法 修正 Fellenius 法如下圖所示,假定作用於各分割片垂直面的合力方向平行 於分割片底邊,亦稱為簡便法或Tschebotarioff 法,其安全率F可由下式s 計算 R(cl  w cos tan ) F  s Wx  Ha  (cb  w cos2 tan ) sec   1 W sin   Ha R R : 滑動圓半徑(m) c : 黏性土地盤的非排水剪應力強度砂質土地盤的砂質土地, 2 盤比黏著力 (kN/m ) : 黏性土地盤為 0,砂質土地盤時 為砂質土地盤的土內部摩 擦角(˚) l : 分割片的底邊長(m) W :單位縱深分割片有效重量 (kN/m) W :單位縱深分割片有效重量 (kN/m) α: 滑動面與水平面間夾角(˚) x : 分割片重心與滑動圓心的水平距離(m) H : 作用於滑動圓內土塊的水平外力 (水壓、波壓、地震力 等)(kN/m) a : 外力 H 對滑動圓心的力臂(m) 2 ○ Bishop 法 Bishop 氏考量平行於分割片垂直面的