岩土边坡稳定性分析

1、岩土边坡工程(gngchng)共三十四页1.1边坡边坡：具有倾斜(qngxi)表面的岩土体。2坡肩 坡顶坡面坡角坡趾坡高共三十四页1.自然(zrn)边坡（江，河湖，海形成的岸坡）3边坡按成因(chngyn)可分为自然边坡和人工边坡。共三十四页2.人工(rngng)边坡（ 挖方：沟、渠、坑、池）4露天矿共三十四页2.人工(rngng)边坡（填方：堤、坝、路基、堆料）5小浪底土石坝共三十四页1.2土坡滑动(hudng)的原因一、土坡滑动的原因 根本原因在于土体内部(nib)某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。剪应力达到抗剪强度的起因有二:（1）剪应力增加（2）土体本身抗剪强度减小

2、6共三十四页二、安全系数(nqun xsh)的定义7T、M滑动力(dngl)、滑动力(dngl)矩；Tf、Mf抗滑力、抗滑力矩；共三十四页三、滑动面的形状平面(pngmin)：均质无粘性土土坡滑动形成圆柱面：均质粘性土土坡滑动形成复合滑动面：非均质粘性土土坡滑动形成8共三十四页2.1无粘性土土坡稳定(wndng)分析 由于无粘性土土粒之间无粘聚力，因此(ync)，只要位于坡面上的土单元能够保持稳定，则整个土坡就是稳定的。滑动面形状：平面9共三十四页一、无渗流(shn li)作用时的无粘性土土坡坡面与水平夹角为 砂土内摩擦角为取土单元A，自重: W滑动力：坡面压力：抗滑力：抗滑安全系数：10共三

3、十四页11 当=时，K=1.0，土坡处于极限平衡状态，坡角称为天然休止角。 无粘性(zhn xn)土土坡的稳定与土坡高度无关，只与坡角有关。共三十四页二、渗流作用时的无粘性土土坡坡面与水平夹角为 砂土内摩擦角为取土单元A，自重: 滑动力(dngl)：渗透力：抗滑力：抗滑安全系数：12共三十四页可知与无渗流比较(bjio)K减小近一倍意味着原来稳定的土坡，有沿坡渗流时可能破坏.13共三十四页2.2粘性(zhn xn)土土坡稳定分析粘性土由于土粒间存在(cnzi)粘聚力，发生滑坡时是整块土体向下滑动，其危险滑裂面位置在土坡深处。14OR 对于均匀土坡，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧（圆柱面）

4、近似。共三十四页粘性土土坡稳定分析方法主要有：1 整体(zhngt)圆弧滑动法（瑞典Petterson）2 瑞典条分法（瑞典Fellenius）3 毕肖普条分法（ Bishop）4 简布条法（Janbu）15共三十四页1.整体圆弧滑动法假设条件均质土二维圆弧滑动面滑动土体呈刚性(n xn)转动在滑动面上处于极限平衡条件16OR共三十四页平衡条件（各力对圆心(yunxn)O的力矩平衡）(1) 滑动力矩：(2) 抗滑力矩： 注：（其中法向应力 是未知函数） 当内摩擦角=0（粘土不排水强度）时(3) 安全系数：17fWROdAC共三十四页(1)当0时，法向应力n是L(x,y)的函数，无法得到Fs的理

5、论解(2)其中圆心O及半径R是任意假设的，还必须计算若干组（O, R）找到最小安全系数 最可能滑动(hudng)面(3)适用于饱和粘土18共三十四页最危险滑动面的确定均质粘性土土坡，最危险滑动面常通过坡角。当=0时；最危险滑动面的圆心(yunxn)点位于AO、BO的交点O。19共三十四页当0时最危险滑动面的圆心(yunxn)点位于EO的延长线周围。20共三十四页21C1OBA12RR1ER2C2C目前，电算分析表明，无论多复杂土坡，最危险(wixin)滑弧圆心轨迹都是一根类似双曲线的曲线，位于土坡坡线重心竖直线与发现之间。共三十四页2.瑞典（Fellenius）条分法假设条件 费伦纽斯假设土条

6、两侧的合力相等，作用线重合，即土条两侧的作用力相互抵消。此时土条上的作用力仅有自重和滑动面上的两个(lin )分力。22假设(jish)两组合力(Ei、Xi) (Ei1、Xi1)共三十四页由静力平衡条件得：抗滑力矩(l j)为：滑力矩为：滑动面的总滑动力矩:滑动面的总抗滑力矩:23cdbaNiTfiWii共三十四页安全系数由于忽略了条块间的作用力，只满足力矩(l j)平衡，不满足静力平衡。假设圆弧滑裂面，与实际滑裂面有差别。忽略了条间力，所计算安全系数K值偏小； 假设圆弧滑裂面，使K值偏大；总体结果是K值偏小。越大(条间的抗滑作用力越大)，K值越偏小。24共三十四页3.毕肖普（Bishop）条

7、分法假设条件假设滑裂面为圆弧不忽略条间作用力在每条的滑裂面上满足极限平衡条件每条上作用力在竖直(sh zh)方向上静力平衡总体对圆心O力矩平衡25共三十四页26EiXiTfiNiiWiEi+1Xi+1Ei=Ei Ei1WiNiTfiiiiO由竖向力平衡(pnghng)得：由极限(jxin)平衡条件：共三十四页联立以上(yshng)两式得：由滑动土体得整体平衡条件得：27EiXiTfiNiiWiEi+1Xi+1iOxi共三十四页将Tfi代入上式得：假设Xi=0，且 licosi=bi ，则：该式即为简化毕肖(b xio)普公式。28共三十四页毕肖普条分法的特点：假设滑动面为圆弧；满足整体力矩平衡

8、条件；假定(jidng)土条之间只有法向力而无切向力；各土条满足力平衡，不满足力矩平衡；简化条分法计算的安全系数误差为2%7%；29共三十四页4.简布（Janbu）条分法30坡面推力线滑动(hudng)面共三十四页假设了土体条块间的水平作用力的位置。由此可以获得，每个条块都满足全部静力平衡条件和极限平衡条件，滑动土体的整体力矩平衡条件也自然得到满足。该方法适用于任何滑动面而不必(bb)规定滑动面是一个圆弧面。该方法由简布提出。31共三十四页几种分析(fnx)计算方法对比32共三十四页感谢(gnxi)观看共三十四页内容摘要岩土边坡工程。1.自然边坡（江，河湖，海形成的岸坡）。边坡按成因可分为自然边坡和人工边坡。（ 挖方：沟、渠、坑、池）。（填方：堤、坝、路基、堆料）。根本原因在于土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。T、M滑动力、滑动力矩。Tf、Mf抗滑力、抗滑力矩。一、无渗流作用时的无粘性土土坡。坡面与水平夹角为 砂土内摩擦角为。无粘性土土坡的稳定与土坡高