边坡工程第六章-公开课件.ppt

第6章 圆弧形破坏的稳定分析 圆弧形破坏的条件； 无粘性土简单土坡稳定分析； 粘性土土坡稳定分析； 毕肖普（Bishop）条分法； 简布（Janbu）的普遍条分法。 §6.1 圆弧形破坏的条件 破坏条件 1 土体或岩体中的单个颗粒与边坡尺寸相比极其小时，而且这些颗粒不是互相咬合的；或者是完整均质的土体或岩体。 2 当某一个连续圆弧面上的剪应力超过了岩土体的抗剪强度时，或者说满足了M-C准则时。 边坡稳定性分析方法的分类 极限平衡法； 解析法； 数值计算方法： 有限单元法 离散单元法 快速拉格朗日差分法 极限平衡分析方法 假想滑动面以上的滑体在滑动面上引起的剪力的合力如果大于抗滑力的合力，边坡将发生滑动破坏。 滑动面上岩土体的抗剪能力用 莫尔—库仑准则 表示。 安全系数定义： 平面形滑动面 圆弧形滑动 粘性土土坡 §6.2 无粘性土简单土坡 当土坡土质均一，坡度不变，无地下水时，称为简单土坡。 纯净的干砂，颗粒之间无粘聚力，其抗剪强度只有摩擦力提供。只要坡面不发生滑动，土坡就可保持稳定。 在土坡坡面取一微小单元体 M 进行分析。 法向分力 切向分力 最大摩擦力 §6.3 粘性土土坡稳定分析 6.3.1 瑞典条分法 条分法的计算步骤 用坐标纸，按适当的比例尺绘制土坡剖面图，并在图上注明土的指标c， ， 的数值。 选—个可能的滑动面ab，确定圆心O和半径R。 将滑动土体进行竖向分条与编号，使计算方便而准确。 计算每一土条的自重Wi（包括土条顶面的荷载）。 将士条的自重分解为作用在滑动面ab上的两个分力（忽略条块之间的作用力）。 6.3.2 简单土坡最危险滑动面的确定 6.3.3 计算技巧 当地基土的抗剪强度不小于土坡土层的抗剪强度，且内摩擦角大于10°，则最危险的滑动圆弧通过坡脚A点，因此，不必在A点以外试算圆弧。 土条分条编号的技巧：以圆心O的铅垂线左右各b/2宽为0条，向上顺序编为1，2，3，…条；向下顺序为-1，-2，…条，这样, , 0条的滑动力矩即为0，可不计算。0条以上各条的滑动力矩为正值；0条以下各条的滑动力矩为负值，物理概念十分清楚。 半径R取整数。 最危险滑动面的有哪些信誉好的足球投注网站 6.3.4 边坡内有地下水时的稳定性分析 当土坡内部有地下水渗流作用时．滑动土体中存在渗透压力。边坡稳定分析计算时应考虑地下水渗透压力的影响。 对于任一土条i，将土和水一起作为脱离体来分折， 土条重量为土条和土条中的水体重量，即 §6.4 毕肖普（Bishop）条分法 为提高计算精度，毕肖普（A.W. Bishop, 1955）考虑了条块之间的作用力，并将土坡稳定安全系数定义为沿整个滑裂面的抗剪强度与实际产生的剪应力之比，即 简化毕肖普法计算程序及注意事项 §6.5 简布（Janbu）的普遍条分法 Janbu法又称普遍条分法，它适用于任意形状的滑裂面。 Janbu法基本假定 假定边坡稳定为平面应变问题。 假定整个滑裂面上的稳定安全系数是一样的。 假定土条上所有垂直荷载的合力作用线和滑裂面的交点与法向力的作用点为同一点。 简单地假定土条侧面推力成直线分布，如果坡面有超载，侧面推力成梯形分布，推力线应通过梯形的形心；如果无超载，推力线应选在土条下三分之一点附近，对非粘性土可在三分之一点处，对粘性土，可选在三分之一点以上（被动情况）或选在三分之一点以下（主动情况）。 对安全系数计算公式的简化 Janbu法计算步骤 1）假定滑裂面，划分土条，求出各土条的下列参数： y x M 单位土条宽度上作用的总垂直荷载： 根据力及力矩平衡条件，对每一土条，可列出下列四个基本方程 ： 由 由 由 对于整个滑动土体，整体的水平作用力平衡要求 所以 将 代入上式 而 因为式子两边均含有F 项，需用迭代法试算。 由前式可得： 为了使公式简化，引入 令 所以 关 系 曲 线 滑裂面上的剪应力、正应力由下式求出 将M、N代入方程 整理可得： 每一土条侧向水平作用力由A点开始，从上往下逐条推求，即 土条侧面切向力： 当土条两侧的 T 均已知时，该土条的 及 t 就很容易求出。但因为求M、N 的公式中均含有t 项，所以 t 并不能直接解出，也必须用迭代法来解决。 普遍条分法不仅可以求出沿滑裂面