粘性与无粘性土土坡的稳定分析PPT(32页)_详细

1、任务7 土坡稳定性分析,1 概述,2 无粘性土土坡的稳定分析,3 粘性土土坡的稳定分析,4 工程实际中的边坡稳定问题,土坡由土体构成、具有倾斜坡面的土体,一、 概述,土坡,天然土坡（如山坡、江河岸坡） 人工土坡,挖方坡（如基坑、路堑、沟渠） 填方坡（如路堤,1天然土坡:由天然地质作用形成的土坡。如山坡、江河岸坡,2、人工土坡：由人工开挖或回填形成的土坡,挖方：沟、渠、坑、池,露天矿,填方：堤、坝、路基、堆料,小浪底土石坝,土坡稳定性是土木工程建设中十分重要的问题，如何进行土坡稳定性分析？在工程中该如何合理设计边坡才达到经济及安全的要求,若土坡中最危险滑动面上达到f 土坡滑动失稳 滑坡实质是土体

2、发生了剪切破坏,滑坡：指土坡在土体自重及 外荷载作用下，一定范围内的土 体整体地沿某一滑动面向下 和向外滑动而丧失其稳定性,我国是滑坡灾害频发的国家,云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡,唐家山堰塞湖是汶川大地震后形成的最大堰塞湖，地震后山体滑坡，阻塞河道形成,堰塞湖一旦决口会对下游形成洪峰。伴随次生灾害的不断出现，堰塞湖的水位可能会迅速上升，有可能导致重大洪灾,城市中的滑坡问题（香港，重庆,香港1972 Po Shan 滑坡 ( 20,000 m3)(67 死、20 伤,Po Shan Road,Conduit Road,Notewell Road,Early 1972 滑坡前,造成土坡滑动失稳的原

3、因,1、剪应力 加大：外界荷载作用或土坡环境变化等导致土中剪应力 加大，破坏了土体内原来的应力平衡状态 。 例：由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷。或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的振动改变了原来的平衡状态；雨水作用重度增加等 2、抗剪强度f 降低：外界各种因素的影响导致土体抗剪强度f 降低 例：雨水渗入坡中，土质变软，抗剪强度降低。震动使土的抗剪强度降低,1)沿坡滑动力：（剪切力,2)对坡面压力,3）抗滑力 ：（抗剪切力,4)抗滑安全系数,二、 无粘性土土坡的稳定分析,为坡角 为土的内摩擦角,分析：在坡面上取一单元体M，其自重为W,无粘性土坡 c=0 破坏形式：表面浅 层滑坡 即

4、坡面为最易滑动的面,当时，K1，土坡稳定 =时，K =1，土坡处于极限平衡状态 时，K1，土坡失稳 无粘性土坡在自然稳定状态下的极限坡角称为自 然休止角，其值等于内摩擦角 通常为保证土坡有足够的安全储备 一般取K1.11.5 结论：无粘性土坡的稳定性与坡高H无关，与材料的重量无关。与坡角、内摩擦角有关。越小，越大，K越大，土坡越稳定,一、均质粘性土坡滑动面的形式 粘性土存在c，均质粘性土坡滑动时，其滑动面常是曲面，破坏前，一般在坡顶首先出现张力裂缝，然后沿某一曲面产生整体滑动 为了简化分析，通常粘性土坡的假设滑动面为圆弧 滑动面,圆弧滑动面的形式一般有3种,坡脚圆 坡面圆 中点圆,三、 粘性土

5、土坡的稳定分析,圆弧滑动面通过坡脚B点，称为坡脚圆 圆弧滑动面通过坡面上E点，称为坡面圆 圆弧滑动面通过坡脚以外的A点，且圆心位于 坡面中点的垂直线上，称为中点圆,滑动面的形式与坡角、c及土中硬层的位置等 有关,P257图10-4,粘性土坡常用的稳定分析方法有,整体稳定分析法 主要适用于均质简单粘性土坡,整体圆弧滑动法 稳定数法使用方便，应掌握,如,条分法 适用于非均质土坡、土坡外形复杂、土坡部分在水位 下、坡上有荷载等较复杂土坡，故应用广,瑞典条分法 毕肖普条分法 杨布（非圆弧）条分法,如,滑动土体,4 工程实际中的边坡稳定问题,一、边坡设计： 边坡设计应符合下列原则： 1.边坡设计应保护和

6、整治边坡环境,边坡水系应因势利导,设置排水设施。 2.建筑物的布局应依山就势，防止大挖大填。 3.边坡工程的设计前，应进行详细的工程地质勘察，并应对边坡的稳定性作出准确的评价 4.边坡的支挡结构应进行排水设计。 5.支挡结构后面的填土，应选择透水性强的填料,边坡坡度允许值,当地质条件良好,土质均匀且地下水不丰富时，边坡开挖允许值,二、滑坡防治： 必须根据工程地质、水文地质条件以及施工影响等因素，认真分析滑坡可能发生或发展的主原因，可采取下列防治滑坡的处理措施：1 .排水：应设置排水沟以防止地面水浸入滑坡地段，必要时尚应采取防渗措施。 2. 支挡：根据滑坡推力的大小、方向及作用点，可选用重力式抗

7、滑挡墙、阻滑桩及其他抗滑结构。 3. 卸载：在保证卸载区上方及两侧岩土稳定的情况下，可在滑体主动区卸载，但不得在滑体被动区卸载；4. 反压：在滑体的阻滑区段增加竖向荷载以提高滑体的阻滑安全系数,三、土坡坡顶建（构）筑物地基稳定性,位于稳定土坡坡顶上的建筑，建筑地基规范规定，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长 b 3m时，基础底面外边缘线至坡顶边缘线的水 平距离a 2.5m，且符合下式要求，则基础所引 起的附加应力不影响土坡的稳定性,条形基础,矩形基础,边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措

8、施，并作好坡顶、坡脚排水,高达530m的边坡锚固,共60页 第14页,2 土壁支护,边坡支护,补充内容 挡土墙设计,一、挡土墙类型,1.重力式挡土墙,块石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力维持稳定，墙体抗拉、抗剪强度都较低。墙身截面尺寸大，一般用于低挡土墙,2.悬臂式挡土墙,钢筋混凝土建造，立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠墙踵悬臂上的土重维持稳定，墙体内拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用,3.扶壁式挡土墙,针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距（0.81.0）h，墙体稳定靠扶壁间填土重维持,4.锚定板式与锚杆式挡土墙,预制钢筋混凝

9、土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持,二、挡土墙计算,1.稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定,2.地基承载力验算,挡土墙计算内容,3.墙身强度验算,墙后排水措施,挡土墙后填土由于雨水入渗，抗剪强度降低，土压力增大，同时产生水压力，对挡土墙稳定不利，因此挡土墙应设置很好的排水措施，增加其稳定性,墙后填土宜选择透水性较强的填料，例如砂土、砾石、碎石等，若采用粘土，应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应分层夯实,填土质量要求,上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌,6月27日6时左右，上海闵行区“莲花河畔小区”一栋在建13层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件,共60页 第33页,2 土壁支护,共60页 第34页,2 土壁支护,共60页 第35页,2 土壁支护,两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力,骇人听闻的上海倒楼事件令土木人蒙羞，开发商、承包商、监理工程师和负有监管职责的政府官员将被钉在土木建设史的耻辱柱上,共60页 第36页,2 土壁支护,边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水