无黏性土坡稳定分析.docx

10.2无粘性土坡的稳定性

天然土坡：由于地质作用而自然形成的土坡。

人工土坡：人们在修建各种工程时，在天然土体中开挖或填筑而成的土坡。

滑坡：土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对另一部分土体滑动的现象。

分析土坡稳定性的目的：验算土坡的断面是否稳定合理，或根据土坡预定高

度、土的性质等已知条件，设计出合理的土坡断面。

简单土坡：土坡的坡顶和底面都是水平面，并伸至无穷远，土坡由均质土组成。

（一）一般情况下的无粘性土土坡

条件：均质的无粘性土土坡，干燥或完全浸水，土粒间无粘结力

分析方法：只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的。

滑动力：T=Wsinβ

垂直于坡面上的分力：N=Wcosβ

最大静摩擦力：T?=Ntan?=Wcosβtan?

抗滑力与滑动力的比值称为稳定安全系数K，

K=

当β=?时，K=1，土坡处于极限平衡状态。砂土的内摩擦角也称为自然休止角。

当β＜φ，即K＞1，土坡就是稳定的。可取K=1.1~1.5。

【讨论】无粘性土土坡的稳定性与坡高无关，仅取决于坡角β。

（二）有渗流作用时的无粘性土土坡

分析方法：

若渗流为顺坡出流，则渗流方向与坡面平行，此时使土体下滑的剪切力为

稳定安全系数为

对单位土体，土体自重W=??，渗透力J=?wi，水力坡降i=sin?，于是

【讨论】当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡的稳定安全系数将近乎降低一半。

【例题先自习后讲解】

【例1】有一均质无粘性土土坡，其饱和重度?sat=20.0kN/m3,内摩擦角?=30°,若要求该土坡的稳定安全系数为1.20，试问在干坡或完全浸水情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多少度？

【讨论】有渗流作用的土坡稳定比无渗流作用的土坡稳定，坡角要小得多。