河北工业大学土木工程学院土力学课件第七章 土坡稳定分析.ppt

第七章 土坡稳定性分析 2．人工土坡 2．人工土坡 二. 滑坡 二. 滑坡 1．滑坡的危害 滑坡是重大自然灾害 我国是滑坡灾害频发的国家 二. 滑坡 3．造成滑坡的原因 二. 滑坡 3．造成滑坡的原因 云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡 江西省江新洲洲头北侧蹋岸 如何分析、判断？无粘性土坡-简单粘性土坡-复杂 第二节 无粘性土土坡的稳定分析 一、均质干坡 当a=φ时，Fs=1，土体处于极限平衡状态， 坡角a为自然休止角。 结论： 当a ≤φ，土坡稳定 二、有渗透水流的均质土坡 无粘性土土坡稳定安全系数 第三节 粘性土土坡稳定分析 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。 一、整体圆弧法（瑞典圆弧法，1915） 广泛使用的圆弧滑动法最初是由瑞典工程师提出的。 一、整体圆弧法（瑞典圆弧法） 1．假设条件： 3. 讨论 1. 当??0时，?n是l(x,y)的函数，无法得到Fs的理论解 4. 土条i平衡方程： 5. 求解方法： （1）简单条分法 （又称瑞典条分法，费伦纽斯条分法、） 不考虑条间力 （2）毕肖普法 考虑条块侧面力 （3）简布普通条分法 假定条间力的作用点位置 （即规定hi的大小）。 3. 分条宽度 为减少工作量，划分土条可按下述方法： 取分条宽度 b=R/10； 编号为0的土条中心线与圆心的铅垂线重合，然后向上下对称编号，即向下（坡脚方向）的土条编号依次为-1，-2，……，向上（坡顶方向）的土条编号依次为1，2，……，各土条sin?i为： 七、不平衡推力传递法——规范方法 （一）基本假定 1. 折线滑动面； 2. 假定条间力的合力与 土条底面平行，减少 n-1个未知量。 （三）计算公式—《公路路基设计规范》JTG D30-2004第3.6.7条 对任一土条i，取垂直底面方向与平行底面方向力的平衡，有： 同样根据稳定安全系数的定义和摩尔-库仑准则： 联合求解上述两式，得如下计算公式： 式中传递系数： 计算方法： 1. 假设Fs=1，然后从坡顶第1条开始逐条向下推求Pi，直至求出最后一条的推力Pn=0。否则要重新假定Fs，再进行试算。 2.按照假定的安全系数，反推各土条和最后一条土条承受的推力大小，以便确定是否需要或设计挡土结构物。 注： 因为分条之间不能承受拉应力，所以任何土条的推力Pi如果出现负值，此Pi不再向下传递，而对下一土条取Pi-1为零。 第四节 土坡稳定分析的几个问题讨论 二、稳定安全系数的确定 目前对于土坡稳定安全系数的数值，各部门尚无统一标准，考虑的角度也不一样，在选用时要注意计算方法、强度指标、工程重要性和安全系数必须相互配套，并根据工程不同情况，结合当地已有的经验加以确定。 三、坡顶开裂时的稳定计算 1、产生原因：由于土的收缩及张拉应力作用，粘性土坡坡顶可能产生裂缝。 2、存在问题：地表水渗入裂缝后，产生静水压力，成为促使土坡滑动的力。 三、坡顶开裂时的稳定计算 3、计算方法： 滑动力矩： （Z为Pw到滑动面圆心的距离） 4、影响： Ms1对土坡稳定有影响，同时裂缝出现将使滑动面的弧长缩减。所以，实际工程中，如发现粘性土坡坡顶出现裂缝，应及时用粘土填塞，并严格控制施工用水，避免地面水的渗入。 课后练习 第205页 习题2、 习题3（参照例题7-1（2）列表计算） 二、条分法的基本概念( ? ?0 ) 1. 原理：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，然后求土坡的稳定安全系数： 2. 受力分析图： Wi hi Pi hi+1 Pi+1 Hi+1 Ni Ti Hi 1)重力Wｉ（大小、方向、作用点已知） 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： Wi hi Pi hi+1 Pi+1 Hi+1 Ni Ti Hi n个土条，n-1个分界面，Pi 、Hi、hi共3(n-1)个未知数；Ni 、Ti 共 n 个独立未知数；Fs一个未知数。 若把滑动土体分成n个土条，则共有独立未知数4n-2个，可建