边坡稳定性分析ppt版（共68）

10基坑与边坡坡工程学习本章的的目的意义义1.掌握各种诱诱发土体滑滑坡的因素素;2.进行土体边边坡的稳定定性分析和和安全性评评价；3.设计经济、、合理的人人工边坡;4.制定有效的的边坡整治治措施。1概述2表层滑动的的稳定分析析3深层滑动的的稳定分析析4水对边坡稳稳定的影响响第八章边边坡稳定性性分析主要内容§1概述1．天然土坡坡江、河、湖湖、海岸坡坡一、土坡：：具有倾斜斜面的土体体贵州洪家渡山、岭、丘丘、岗、天天然坡1．天然土坡坡一.土坡2．人工土坡坡挖方：沟、、渠、坑、、池露天矿一.土坡一、土坡2．人工土坡坡¤填方：堤、、坝、路基基、堆料小浪底土石坝二.滑坡什么是滑坡坡？

为什什么会滑坡坡？一部分土体体在外因作用下，相对于另一部分分土体滑动二.滑坡1．滑坡的危害害：土、岩体滑滑坡是重大大的自然灾灾害我国是滑坡灾害频发的国家家二.滑坡-—滑坡的主要要形式紫坪铺水库库2号泄洪洞出出口滑坡云南徐村水水电站溢洪洪道土坡滑滑坡江岸崩塌滑滑坡江西省江新新洲洲头北北侧蹋岸三峡库区滑滑坡问题－－蓄水2001年，重庆市市云阳县就就发生了两两次大型滑滑坡，重庆庆市武隆边边坡失稳造造成79人死亡。国国务院已经经决定拨款款40亿元，用于于三峡库区区地质灾害害治理。仅仅重庆就有有150多个治理工工程。1989年1月8日坡坡高103m地质:流纹岩中有有强风化的的密集节理理和一个小小型不连续续面。事事故:电站厂房比比计划推迟迟一年，修修复时安装装了大量预预应力锚索索。漫湾滑坡城市中的滑滑坡问题（（香港，重重庆）填方挖方香港1900年建市，1977年成立土力力工程署港岛1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20伤)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoadEarly1972滑坡前June1972滑坡后贵阳沙冲路路滑坡-平面滑动龙羊峡库岸岸滑坡-平面+圆弧滑动盐池河边坡坡破坏-崩塌2003年7月13日三峡库库区沙镇溪发生千将坪滑坡坡，致使24人失踪。雪山崩塌滑坡各因素素-实际图泥石(洪)流总是与暴雨雨或山洪相相联系，是是在有足够够外部水流流(或降雨)参与下形成成的一种高高密度“流体”。泥石(洪)流坡面泥石流流岩体崩塌过过程示意图下面是几个个岩土体滑滑坡过程的的模拟图：：滑坡过程示示意图泥石流发展展示意图二.滑坡2．造成滑坡坡的原因降雨、蓄水水、使岩土土软化，坝背水坡浸浸润线存在渗透力力1）振动：地地震、爆破破2）土中含水水量和水位位变化3）水流冲刷刷：使坡脚脚变陡4）冻融：冻冻胀力及融融化含水量量升高5）人工开挖挖：基坑、、船闸、坝坝肩、隧洞洞出入口原因：(1)外界的作用用破坏了土土体原来的的应力平衡衡状态，增增大了滑动动面上的滑滑动动力；；(2)土体抗剪强强度由于受受到外界各各种因素的的影响而降降低。应如何分析析、判断边边坡的稳稳定性？土体滑坡形形态格式各各样，主要要取决于土土的性质和和工程地质质构造。1.粗粒土坡的的滑坡深度度浅、形状状接近于平平面;2.粘性土滑坡坡面深度到到坡体内，，均质粘性性土坡滑动动面的形状状按塑性理理论分析为为对数螺旋旋曲面，在在计算中通通常以圆弧弧面代替。。3.判断边坡的的稳定性，，是以计算算滑动土体体的抗滑力力和滑动力力的比值为为依据。比比值大于1为安全，等等于1为达到极限限状态，小小于1不安全。§2表层滑动的的稳定性分分析土坡对象：：无粘性土土破坏形式：：表面浅层层滑坡强度参数：：内摩擦角角考察一无限限长坡，坡坡角为分析一微单元AWTNaA一.无渗流的无无限长土坡坡1）微单元A自重:W=V2)沿坡滑动力：3)对坡面压力：(由于无限土土坡两侧作作用力抵消消)4）抗滑力：5)抗滑安全系系数：RNWANWTaWRNlh无渗流的无无限长土坡坡讨论当=时，Fs=1.0，天然休止角角可见安全系系数与土容容重无关与所选的微微单元大小小无关。即坡内任一一点或平行行于坡的任任一滑裂面面上安全系数数Fs都相等思考题：干坡与静水下，若坡中不变，Fs有什么变化二.有渗流情况况(3)抗滑力：

(2)滑动力：2．有渗流砂砂土边坡安安全系数(4)抗滑安全系系数：渗透力平行坡面NWTAaWRNlhJRNWJ自重：渗透力：底面支撑力力N，底面抗滑滑力R(1)取微单元A的土骨架为为隔离体，，作用力二.有沿坡渗流流情况

与无渗流比较Fs减小近一倍注：意味着原来稳定的坡，有沿坡渗流时可能破坏3.讨论与所选V大小无关，，亦即在这这种坡中各各点安全系系数相同与容重有关关aWTNAlh三.本节小结边坡对象：：无粘性土土土坡破坏形式：：表面浅层层滑坡分析方法：：考虑为无无限长坡安全系数：：§3深层滑动的的稳定性分分析土层性质：：粘性土、、土质均匀匀强度参数：粘粘聚力C，内摩擦角破坏形式：实实际滑坡表明明，对于粘性性、均匀土坡坡，在平面应应变条件下，，其滑动面与与圆弧（圆柱柱面）近似。。OR一、概述总体说有两种种分析方法：：（1）整体圆弧滑滑动法。主要要适用于均质质简单土坡。。所谓简单土土坡是指土坡坡的坡度不变变，顶面和地地面水平，且且土质均匀，，无地下水。。（2）条分法。条条分法对非均均质土坡、土土坡外形复杂杂、土坡部分分在水下情况况均适用。彼得森(K.E.Petterson)于1916首先提出，采采用圆弧滑动动面分析土坡坡稳定性。此此后费伦纽斯斯(W.Fellenius,1927)和泰勒(D.W.Taylor,1948)又做了一些改改进。二、圆弧滑动动面的整体稳稳定分析基本概念土坡在自重作作用下产生如如图的滑动，，根据抗滑动动力矩和滑动动力矩的平衡衡关系，有土土坡稳定性安安全系数如下下：图8.7土体的整体稳稳定分析2.分析计算方法法

均质土

二维

圆弧滑动面

滑动土体呈刚性转动

在滑动面上处于极限平衡状态1）假设条件：：图8.8土体的整体稳稳定分析二、圆弧滑动动面的整体稳稳定分析2）平衡条件（（各力对O的力矩平衡））(1)滑动力矩：(3)安全系数：当=0（粘土不排水水强度）时，，(2)抗滑力矩：fWROBdACθ为AC弧二、圆弧滑动动面的整体稳稳定分析讨论:(1)当0时，n是L(x,y)的函数，无法法得到Fs的理论解(2)其中圆心O及半径R是任意假设的的，还必须计计算若干组（（O,R）找到最小安安全系数———最可能滑动面面(3)适用于饱和粘粘土三、条分法的的基本原理1．原理则，无法求理论解解，是一个个边值问题，，应通过数值值计算解决。。一个简化解解决方法是将将滑动土体分分成条—条分法。实际是一种种离散化计算算方法整体圆弧法中中的抗滑力矩矩：n是l(x,y)的函数，若n不为零AORCsbB-2-1012345672．条分法中的的力和求解条条件Wi大小和方向已已知；滑动面上的Ni、Ti(含cili和Nitgφi)大小未知；土条两侧，EiFihi由前一个土条条计算得出,Ei＋1、Fi＋1、hi＋1未知；可见，作用在在土条上的作作用力有5个未知数，可可以建立3个平衡方程，，故为静不定定问题。（1）未知量数目目：WihiEihi+1Fi+1Ei+1NiTiFi(2)力平衡条件（（求解条件））简化计算方法法：1.不考虑土条间间的作用力，，或只考虑其其中的一个；；2.假设条间力的的作用方向或或规定Ei和Fi的比值；3.假定条块间力力的作用位置置，hi已知。四.简单条分法（（瑞典条分法法）1．基本假设：：费伦纽斯假设设土条两侧的的合力相等，，作用线重合合，即土条两两侧的作用力力相互抵消。。此时土条上上的作用力仅仅有自重和滑滑动面上的两两个分力。、2．计算方法：：计算土条自重重将土条自重分分解四.简单条分法（（瑞典条分法法）滑动面上土的的抗剪强度为为：计算滑动力矩矩和稳定力矩矩:计算土坡的稳稳定安全系数数对于均质土坡坡3.简单条分法计计算步骤圆心O，半径R（如图）分条：b=R/10编号：过圆心心垂线为0#条中线列表计算liWii变化圆心O和半径RFs最小ENDAORCsbB-2-1012345674.瑞典简单条分分法的讨论忽略了条间力力，所计算安全系数数K值偏小；假设圆弧滑裂裂面，使K值偏大；总体结果是K值偏小。越大(条间的抗滑作作用力越大)，K值越偏小。假设圆弧滑裂裂面，与实际际滑裂面有差差别。一般情况下，，Fs偏小10%左左右工程应用用中偏于安全全由于忽略了条条块间的作用用力，只满足足力矩平衡，，不满足静力力平衡。四、毕肖普（Bishop）法毕肖普（A·W·Bishop）1955年提出的一种种简化计算方方法。该方方法可以考虑虑条块间的作作用力。但在在考虑整个滑滑动土体力矩矩平衡条件时时，认为各土土条的作用力力对圆心力矩矩之和为零。。1.原理与特点假设滑裂面为为圆弧不忽略条间作作用力土条的滑裂面面上满足极限限平衡条件土条在y方向上（竖直直）达到静力力平衡总体对圆心O力矩平衡四、毕肖普（Bishop）法四、毕肖普（Bishop）法2.推导过程竖向平衡条件件：若土条的稳定定安全系数为为K，与滑滑动面上的切切向力相平衡衡的条件有：：参数包包含有K，是一超越方方程。采用试试算的方法。。查曲线的方法法。四、毕肖普（Bishop）法2.推导过程简化四、毕肖普（Bishop）法毕肖普曲线mαi值曲线3.毕肖甫法计算算步骤圆心O，半径R设K=1.0计算mqiYESFs最小END计算K/NoYESNo四、毕肖普（Bishop）法4.小结满足整体力矩矩平衡条件；；满足各条块力力的多边形闭闭合条件，但但不满足条块块的力矩平衡衡；假设条块间作作用力只有法法向力没有切切向力；满足极限平衡衡条件。得到的安全系系数较瑞典条条分法略高一一些。费伦纽斯最危危险滑动面圆圆心的确定方方法五、圆弧滑动动面的整体稳稳定分析土坡坡度（竖直:水平）坡角β1:0.5860°29°40°1:145°28°37°1:1.533°41′26°35°1:226°34′25°35°1:318°26′25°35°1:414°02′25°37°1:511°19′25°37°β1及β2的取值五、圆弧滑动动面的整体稳稳定分析六.几种分析计算算方法的总结结七、边坡稳定定分析图解法法土坡稳定分析析工作量很大大，许多学者者整理出坡高高H、坡角α、与土的抗剪剪强度指标c、φ和γ之间的关系，，并绘制如图图关系，直接接计算土坡稳稳定性。即知知道其中4个参数就可以以计算剩余的的数值。§4水对边坡稳定定的影响从本质上讲，，水的浸入将将使土的抗剪剪强度指标降