第七章边坡稳定详解.ppt

1．天然土坡 1．天然土坡 2．人工土坡 自重： 7.4 稳定系数法 毕肖甫（Bishop）法 整个滑动土体对圆心求力矩平衡：此时相邻土条之间侧壁作用力的力矩将互相低消，而各土条滑面上的法向力的作用线通过圆心 * * 第七章 土坡稳定分析 坡顶 坡面 坡角 坡趾 坡高 具有倾斜面的土体 江、河、湖、海岸坡 贵州洪家渡 山、岭、丘、岗、天然坡 ¤ 挖方：沟、渠、坑、池 露天矿 土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另 一部分土体滑动的现象称滑坡 滑坡 滑坡的根本原因: 边坡中土体内部某个面上的剪应 力达到了它的抗剪强度。 滑坡的形式 滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。 边坡稳定的因素： 1.土体的类型： c、 φ大土坡安全 2.边坡的几何形状：坡高越高、坡角越大越不安全 3.荷载： 4.土体中水的影响： 降雨、蓄水、使岩土软化；水流冲刷使坡脚变陡； 存在渗透力 5.振动：爆破、地震引起土体抗剪强度减小 的因素 造成土坡失稳 内在因素：土体自身抗剪强度的降低 外在因素：剪应力的增加 1996 年发生在美国加州的 La Conchita ， 因居民已提前撤离， 固未造成人员伤亡 2001年5月1日武隆县县城 发生一起山体滑坡， 致使一幢8层楼房垮塌， 违章建筑是造成山体滑 坡重要原因 城市中的滑坡问题（香港，重庆） 填方 挖方 香港1900年建市，1977年成立土力工程署 港岛1972 Po Shan 滑坡 (~ 20,000 m3)(67 死、20 伤) 滑动面形状： 无粘性土: 平面 破裂面 均质粘性土: 光滑曲面，圆弧 非均质粘性土: 复合滑动面 由多种土层组成或含软弱夹层的边坡若发生滑坡， 滑面形态复杂，一般称作复合滑面，复合滑面具 体形态要分析实际土层组成预测. 7.2平面滑动面的土坡稳定 7.2.1一般情况下的无粘性土土坡稳定 W T N a A 1)对坡面 压力： 2)沿坡滑动力： 3）抗滑力： 4)抗滑安全系数： 7.2.2有渗流情况下的无粘性土土坡稳定（顺坡渗流） 1)下滑力 2)抗滑力 渗透力： 顺坡出流 3)安全系数： 一般要求K1.1~1.50 安全系数降低一半 7.3粘性土土坡整体圆弧滑动 整体圆弧滑动稳定分析 粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势 对均质土坡、圆弧滑动面： 稳定安全系数也可定义为：滑动面上最大抗滑力矩与滑动力矩之比； 1) 滑动力矩： 2)抗滑力矩 3)安全系数： 若有外部荷载 F L 根据莫尔－库伦破坏准则： 安全系数： 对饱和粘土：φ＝0 粘性土坡，竖向裂缝： 安全系数： 当φ= 0 ，Ka=1 滑弧变短 条分法及其受力分析 极限平衡分析的条分法：土体为不变形刚体 滑动体内土条n，第i土条上的力 1、重力：Wi=ribihi；都为已知量； 2、底面反力：Ni和Ti; 3、比较所有安全系数，选最小值； 条分法及其受力分析： 瑞典条分法 a b c d i θi O C R A B H Wi Ei Ei+1 Xi+1 Ni Ti Xi bi hi li 假设：不考虑条间力， 各土条的安全系数相等 重力：Wi=ribihi 1）下滑力： 2) 抗滑力： 3)安全系数 A O R C ?i b B -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Ni Ti Wi 有地下水的情况 最危险滑弧的寻找 α1 α2 R O β B A ? =0 对于均质粘性土土坡? =0 ，其最危险滑动面通过坡脚 1、确定可能的圆心范围： 2、对每个圆心，选择不同滑弧半径，计算各滑弧安全系数； 3、比较所有安全系数，选最小值； 圆心 O 的确定：通过坡角β查表7.4.1得坡底角和坡顶角 α1 和α2引两条直线AO 和 BO相交. 2）一般粘土? ＞0 O B β1 β2 β A H E 2H 4.5H 采用Ordinary、Bishop、Janbu三种方法计算所得的 安全系数分别为：2.680、2.702、2.660。 G-SLOPE 观音岩水电站铅厂滑坡 本工况是在初始工况 的基础上考虑地震的作用， 水位线位于滑坡之下 采用Ordinary、Bishop、Janbu三种方法计算所得的安全 系数分别为：0.639、0.749、0.630。表明该工况条 件下的滑坡体不稳定。 考虑水库蓄水到正常蓄水位时 采用Ordinary、Bishop、Janbu三种方法计算 所得的安全系数分别为：0.573、0.594、0.569。 表明该工况条件下的滑坡体不稳定。 对于高度在10m以下的均质土坡可以采用简化方法 ： 稳定系数法 边坡稳定的临界高度： Ns：稳定系数，与坡脚θ和土的内摩擦角有关，查图7.4.1 有效应力分析 作用力有：土条自重；作用