岩体稳定性分析计算

1、第五章,岩体稳定性分析, 抗滑体极限平衡法,当,单斜滑移面倾向下游,时，由抗滑体极限平衡原理，,抗滑力：,下滑力,T,：,稳定系数,K,s,：,当坝底扬压力,U=0,和粘聚力,c=0,时,cL,H,U,V,f,?,?,?,?,),sin,cos,(,0,?,?,?,?,?,sin,cos,V,H,T,?,?,?,?,?,?,sin,cos,),sin,cos,(,0,V,H,cL,H,U,V,f,K,s,?,?,?,?,?,?,?,?,?,sin,cos,),sin,cos,(,0,V,H,H,V,f,K,s,?,?,?,第五章,岩体稳定性分析,当,单斜滑移面倾向上游,时，根据抗滑体极限平衡原

2、理,抗滑力：,滑动力,T,：,因此，稳定系数,K,s,cL,H,U,V,f,?,?,?,?,),sin,cos,(,0,?,?,?,?,?,sin,cos,V,H,T,?,?,?,?,?,?,sin,cos,),sin,cos,(,0,V,H,cL,H,U,V,f,K,s,?,?,?,?,?,第五章,岩体稳定性分析,当出现,双斜滑移面,时，坝体与坝基部分岩体,ABC,在,水平推力,H,与重力作用下，有自左向右下滑趋势,但,ABC,中部分块体,BCD,在,其自重作用下，有沿,CB,面向上,游滑动趋势，从而对左侧块体,ABD,起抗滑作用。故左侧,ABD,为,滑动体,，右侧,BCD,为,抗滑体,第五

3、章,岩体稳定性分析,所谓,“抗滑体”极限平衡法,，即根据“抗滑体极限平,衡状态”,?,计算出滑动体,ABC,与抗,滑体,BCD,之间的相互作,用力（推力）,R,；,?,再根据滑动体的受力状态,来计算抗滑稳定系数,K,s,第五章,岩体稳定性分析,第五章,岩体稳定性分析,第一步，由抗滑体的极限平衡状态计算推力,R,根据抗滑体,BCD,受力状态，计算抗滑体,BCD,抗滑力,2,：,2,2,2,2,2,2,),sin(,cos,L,c,U,R,V,f,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,滑动力,T,2,：,?,?,?,?,?,?,sin,),cos(,2,2,V,R,T,当抗滑体处极限平衡状态时，

4、其抗滑力与滑动力相等,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,sin,),cos(,),sin(,cos,2,2,2,2,2,2,V,R,L,c,U,R,V,f,因此，,),sin(,),cos(,cos,sin,2,2,2,2,2,2,2,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,f,L,c,U,V,f,V,R,第五章,岩体稳定性分析,第二步，根据滑移体,ABD,计算抗滑稳定系数,抗滑力,1,：,R,L,c,U,H,V,f,?,?,?,?,?,?,?,?,?,1,1,1,1,1,1,),sin,cos,(,滑动力,T,1,：,?,?,?,?,sin,cos,1,

5、1,V,H,T,因此，稳定安全系数,K,s,：,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,sin,cos,),sin,cos,(,1,1,1,1,1,1,V,H,R,L,c,U,H,V,f,T,K,s,第五章,岩体稳定性分析, 等,K,s,法（等稳定系数法）,“抗滑体极限平衡法”的基本,观点：,根据“抗滑体”处于极限,平衡状态，计算推力,R,并进一步计,算滑动体抗滑稳定系数,。这种方,法必然导致滑动体与抗滑体具有,不同的安全系数。,等稳定系数法认为：坝基在丧,失稳定的过程中，不论是滑动体,还是抗滑体，两者,具有相同的抗,滑稳定系数,K,s,第五章,岩体稳定性分析,第一步，根据滑动体受

6、力状态，计算滑动体,ABD,上,抗滑力,1,：,R,L,c,U,H,V,f,?,?,?,?,?,?,?,?,?,1,1,1,1,1,1,),sin,cos,(,滑动力,T,1,：,?,?,?,?,sin,cos,1,1,V,H,T,稳定安全系数,K,s,：,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,sin,cos,),sin,cos,(,1,1,1,1,1,1,V,H,R,L,c,U,H,V,f,T,K,s,第五章,岩体稳定性分析,第二步，分析抗滑体,BCD,的受力状态,抗滑力,2,：,2,2,2,2,2,2,),sin(,cos,L,c,U,R,V,f,?,?,?,?,?,?,?,

7、?,?,?,滑动力,T,2,：,?,?,?,?,?,?,sin,),cos(,2,2,V,R,T,则,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,sin,),cos(,),sin(,cos,2,2,2,2,2,2,V,R,L,c,U,R,V,f,K,s,由上式可求解出推力,R,：,),sin(,),cos(,),cos,(,sin,2,2,2,2,2,2,2,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,f,K,L,c,U,V,f,V,K,R,s,s,第五章,岩体稳定性分析,联立方程求解，可分别求出,抗滑稳定系数,K,s,和,推力,R,实际计算中，往往采用,迭代法,，首先假定

8、某一,K,s,值，代,入,(b),式求出,R,，后代入,(a),式得到计算的,K,s,值。将此计算,值与假定值相比较，得,假定值,假定值,计算值,s,s,s,K,K,K,?,?,?,若太大，则将计算的,K,s,代入,(b),，求出新的,R,，再代,入,(a),，计算出新的,K,s,，,再进行比较，直到满足精度,要求，例如，取,=0.05%。,第五章,岩体稳定性分析,平面剪切,在平面形滑坡分析中，一般按,二维问题,进行处理，在断,面图上进行受力分析。为简化某些条件，特作以下假定：,1),滑动面及张裂隙的走向均与,边坡走向平行；,2),张裂隙垂直，深度为,Z,，其中,充水深度为,Z,w,；,3),

9、岩体本身不透水，裂隙水经,过滑面从边坡底部逸出，水,压沿裂隙呈,线性分布,；,第五章,岩体稳定性分析,4),滑体所受的外力，都通过滑体的,重心,。滑体仅沿滑面,平移，不受转动力矩的作用；,5),滑体受到爆破地震的,附加水平力,F,的作用，作用点也位,于滑体的重心；,6),滑面的抗剪强度由,粘聚力,C,和,内摩擦角,确定，并遵守,库伦剪切定律=tan+C,第五章,岩体稳定性分析,由于水压力而在张性断裂中产生的,静水压力,V,：,2,2,1,2,1,w,w,w,w,w,Z,Z,Z,V,?,?,?,?,?,?,滑面,AE,长：,因水压而在滑动面上产生,浮力,U,：,?,?,?,sin,Z,H,L,?

10、,?,?,?,?,?,?,?,sin,2,1,2,1,Z,H,Z,L,Z,U,w,w,w,w,),(,2,1,),(,2,1,Z,H,AG,AG,DC,H,S,S,S,AEG,ADCG,ADCE,?,?,?,?,?,?,?,?,cot,cot,),(,1,2,1,2,2,i,H,Z,H,W,?,?,?,?,?,滑体,ADCE,面积,滑体,ADCE,重量,W,第五章,岩体稳定性分析,抗滑力：,滑动力,T,：,稳定安全系数,K,s,：,若,c,、,U,、,V,等于零，则,即，,K,s,只与软弱结构面,倾角,和岩石,内摩擦角,有关，,而与坡高无关,cL,U,V,W,?,?,?,?,?,?,?,?,t

11、an,),sin,cos,(,?,?,?,?,cos,sin,V,W,T,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,cos,sin,tan,),sin,cos,(,V,W,cL,U,V,W,T,K,s,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,tan,tan,sin,tan,cos,W,W,T,K,s,第五章,岩体稳定性分析,作业一,已知水平推力,H=25,10,4,N,，,V=50,10,4,N,，,V,2,=15,10,4,N,，,滑面,AB,与,BC,的面积分别为,L,1,=50m,2,，,L,2,=23m,2,。内摩擦系数,f,1,=0.4,，,f,2,=0.6,；粘聚力,c,1,=c,2,=0,。,作用于滑面,AB,与,BC,上的,扬压力分别为,U,1,=8,10,4,N,，,U,2,=2,10,4,N,。若已知滑面,AB,与,BC,的倾角分别为,=10，=30，试用,“抗滑体极限平衡法”和,“等稳定系数法”计算坝,基抗滑稳定系数,第五章,岩体稳定性分析,说明：,应用“等稳定系数法”时，初始的稳定系数选为,1.2,，,计算精度=0.05%。为了加速收敛，采用,平均迭代值,法,，即