第七章边坡稳定

第八章土坡稳定分析坡顶坡角坡趾坡高具有倾斜面的土体1．天然土坡•江、河、湖、海岸坡1．天然土坡贵州洪家渡•山、岭、丘、岗、天然坡2．人工土坡¤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LaConchita，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1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20伤)滑动面形状：无粘性土:平面RuptureplaneSlopeincohesionlesssoil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.8.2无粘性土的土坡稳定8.2.1一般情况下的无粘性土土坡稳定WTNaA1)对坡面压力：N=WcosαfTNtgWcosαtgT=Wsinα2)沿坡滑动力：3）抗滑力：4)抗滑安全系数：fsTWcosαtgtgFTWsinαtgα1.无粘性土的边坡稳定性主要取决于(A)坡角(B)坡高(C)坡角和坡高8.2.2有渗流情况下的无粘性土土坡稳定（顺坡渗流）1)下滑力JWsinαJT2)抗滑力''ftgWcosαNtgT自重：JTTFfs渗透力：W=γΔVwwJ=jΔV=iγΔV=sinαγΔVisinα顺坡出流JWsinαtgWcosα'sinαγsinαγtgcosαγw'tgαγtgγsat3)安全系数：一般要求K1.1~1.508.3粘性土土坡整体圆弧滑动8.3.2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WdRLτffsτLRKWd3)安全系数：若有外部荷载FLfsτLRKWd+FLfτ=c+σtg根据莫尔－库伦破坏准则：安全系数：scLRF=Wd对饱和粘土：φ＝0fτ=c粘性土坡，竖向裂缝：安全系数：fsτ×A'C×RF=Wd0a2cz=γK当φ=0，Ka=1滑弧变短02cz=γ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abcdiθiOCRABHWiEiEi+1Xi+1NiTiXibihili假设：不考虑条间力，各土条的安全系数相等重力：Wi=ribihiiiicosθWNiiisinθWT1）下滑力：TiNiWiNiTf2)抗滑力：tgσcifiififiAτTiiA)tgσ(ctgNAciitgcosθWlciiiRTRTFifisiiiiisinθW)tancosθWl(c3)安全系数RTRTFifisiiiiisinθW)tancosθWl(cAORCibB-2-101234567NiTiWi有地下水的情况'iiiiiiisii[cl+(Wcos-ul)tan]F=Wsin(fiicσ-u)tg最危险滑弧的寻找α1α2ROβBA=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＞0OBβ1β2βAHE2H4.5H2.702Distance(m)(x1000)0.1040.1440.1840.2240.2640.3040.3440.3840.4240.4640.5040.5440.5840.6240.6640.7040.7440.7840.8240.8640.9040.9440.9841.0241.064Elevation(m)38587898118138158178198218238258278298318338358378398418438458478498518538558578598618638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0.630distance(m)-150-100-50050100150200250300350400450500550600650700750800850900-50050100150200250300350400450500550600650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0.569distance(m)-150-100-50050100150200250300350400450500550600650700750800850900-50050100150200250300350400450500550600650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。毕肖甫（Bishop）法iNiTiRiOWbidiNiiTiiWEiViEi+1Vi+1Vi=Vi+1-ViEi=Ei+1-Ei有效应力分析作用力有：土条自重；作用于土条底面的切向抗剪力、有效法向反力、孔隙水压力；在土条两侧分别作用有法向力和及切向力iNiTiRiOWbidiNiiTiiWEiViEi+1Vi+1Vi=Vi+1-ViEi=Ei+1-Ei取土条竖直方向力的平衡iiiiiiiiiW+ΔV-Tsinθ-Ncosθ-ulcosθ=0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11(sin)iiiiiiiiisNWVubclmKcossiniiiistgmKiNiTiRiOWbidiNiiTiiWEiViEi+1Vi+1Vi=Vi+1-ViEi=Ei+1-Eisin0iiiWRTR1[]siniiiiiiiisiicbWubXtgmKWa切向抗剪力1iiiiisT=(cl+Ntg)K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1.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。总结2、无粘性土的土坡稳定1)对坡面压力：cosNWa''tgWcosαNtgTfsinTWa2)沿坡滑动力：3）抗滑力：4)抗滑安全系数：tgαtgWsinαtgWcosαTTFfs''3、粘性土土坡稳定iiicosθWNiiisinθWT1）下滑力：2)抗滑力tgσcifiififiAτTiiA)tgσ(ctgNAciitgcosθWlciii3)安全系数RTRTFifisiiiiisinθW)tancosθWl(c