工程边坡稳定讲义讲稿

边坡稳定分析土力学教学课件系列概述边坡指具有倾斜坡面的岩土体（天然边坡、人工边坡）由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作用下，整个岩土体都有从高处向低处滑动的趋势。边坡丧失其原有稳定性，一部分岩土体相对另一部分岩土体发生滑动的现象称为滑坡（土坡、岩坡）概述概述新滩滑坡发生地点：湖北，长江方量：3000万方运动速度：10m/s运动距离：80m死亡人数：成功预报，无直接伤亡灾害影响：摧毁新滩古镇，毁坏房屋569间，农田780亩，涌浪高54米，浪沉机动船13艘，木船64只时间：1985年6月12日概述盐池河山崩发生地点：湖北，鄂西方量：100万方死亡人数：284人运动速度：34米/秒运动距离：40米时间：1980年6月3日概述吉家河滑坡概述概述概述概述概述概述概述引起滑坡坡的原因因根本原因因在于土土体内部部某个面面上的剪剪应力达达到了它它的抗剪剪强度，，稳定平平衡遭到到破坏。。剪应力力达到抗抗剪强度度的起因因有二（1）剪剪应力增增加（2）土土体本身身抗剪强强度减小小引起滑坡坡的原因因引起滑坡坡的原因因引起滑坡坡的原因因无粘性土土坡稳定定分析由于无粘粘性土土土粒之间间无粘聚聚力，因因此，只只要位于于坡面上上的土单单元能够够保持稳稳定，则则整个土土坡就是是稳定的的。有渗流作作用时的的无粘性性土土坡坡粘性土坡坡整体圆圆弧滑动动粘性土由由于土粒粒间存在在粘聚力力，发生生滑坡时时是整块块土体向向下滑动动，坡面面上任一一单元体体的稳定定条件不不能用来来代表整整个土坡坡的稳定定条件。。按平面问问题考虑虑，将滑滑动面以以上土体体看作刚刚体，并并以它为为脱离体体，分析析在极限限平衡条条件下其其上各种种作用力力，而以以整个滑滑动面上上的平均均抗剪强强度与平平均剪应应力之比比来定义义土坡的的安全系系数。整体圆弧滑动动稳定分析整体圆弧滑动动稳定分析φu=0分析法一般情况下，，土的抗剪强强度是随着滑滑动面上的法法向力的改变变而变化的。。对于饱和粘土土，在不排水水剪条件下φφu=0，则有ττf=cu粘性土坡坡顶顶出现裂缝时时的计算条分法及其受受力分析条分法及其受受力分析假定滑坡体和和滑面以下土土体均为不变变形的刚体，，滑面为连续续面，滑面上上各点的法向向应力采用条条分法获得，，分析每一土土条受力，根根据滑块刚体体极限平衡条条件，假定整整个滑面上各各点的安全系系数相等，确确定安全系数数。条分法及其受受力分析土条间法向作作用力土条间切向作作用力安全系数Fsn2n-2n-11条分法及其受受力分析将土坡作为平平面问题，对对每个土条可可分别列两个个正交方向的的静力平衡方方程和一个力矩平衡方程程3n个方程常用条分法瑞典条分法简化的bishop条分分法杨布条分法不平衡推力法法瑞典条分法假设滑动面为为圆弧，不考考虑条间力，，减少2n-2个未知量量瑞典条分法成层土和坡顶顶有超载时安安全系数的计计算成层土和坡顶顶有超载时安安全系数的计计算有地下水和稳稳定渗流时安安全系数的计计算考虑地震作用用时安全系数数计算在地震区，由由于地壳的振振动而引起动动力作用，将将影响到边坡坡的稳定性，，在分析时必必须予以考虑虑。根据规范范推荐的方法法，采用拟静静力法。假定在地震时时每一土条重重心处作用着着一个水平向向的地震惯性性力，对于设设计烈度为8，9度的建建筑物，则同同时还要加上上一个竖向的的地震惯性力力。由于这两两个惯性力的的影响，边坡坡的安全系数数将减小。Bishop条分法假定滑动面为为圆弧面，考考虑了土条侧侧面的作用力力，假定各土土条底部滑动动面上的抗滑滑安全系数相相同，即等于于滑动面的平平均安全系数数。Bishop采用了有效效应力方法推推导公式，该该法也可用总总应力分析Bishop－有效应力力分析Bishop－有效应力力分析Bishop－有效应力力分析力矩平衡简化后得：Bishop－总应力分分析非圆弧滑动面面土坡稳定分分析无粘性土坡滑滑面一般为平平面，均质粘粘性土坡滑面面一般为圆弧弧面当边坡中存在在明显的软弱弱夹层时，或或在层面倾斜斜的岩面上填填筑土堤、挖挖方中遇到裂裂隙比较发育育的岩土体或或有老滑坡体体等滑坡将在在软弱面上发发生，其破坏坏面将与圆柱柱面相差甚远远。圆弧滑动动分析的瑞典典条分法和Bishop法不再适用用Janbu和和不平衡推力力传递法杨布普遍条分分法－基本假假设和受力分分析假定土条间合合力作用点位位置为已知，，这样减少了了n-1个未未知量。条间间作用点位置置对土坡稳定定安全系数影影响不大，一一般假定其作作用于土条底底面以上1/3高度处，，这些作用点点连线称为推推力线。杨布普遍条分分法－基本假假设和受力分分析杨布普遍条分分法－杨布法法计算公式力平衡力矩平衡杨布普遍条分分法－杨布法法计算公式边界条件安全系数的定定义和莫尔－－库仑准则安全系数杨布普遍条分分法－杨布法法计算公式计算步骤（1）（2）（（3）（4））杨布条分法基基本可以满足足所有的静力力平衡条间，，所以是“严严格”方法之之一，但其推推力线的假定定必符合条间间力的合理性性要求（即土土条间不产生生拉力和剪切切破坏）。不平衡推力力传递法－－基本假设设和受力分分析山区土坡往往往覆盖在在起伏变化化的基岩上上，土坡失失稳多数沿沿这些界面面发生，形形成折线滑滑动面，对对这类边坡坡的稳定分分析可采用用不平衡推推力传递法法假定条间力力的合力与与上一土条条底面平行行，这样就就确定了条条间力的作作用方向，，减少了n-1个未未知量，然然后根据各各分条力的的平衡条件件，逐条向向下推求，，直至最后后一条土条条的作用力力为零不平衡推力力传递法－－计算公式式推导力平衡莫尔库仑准准则不平衡推力力传递法－－计算步骤骤不平衡推力力传递法计计算时，先先假设安全全系数为1，然后从从坡顶的一一条开始逐逐条向下推推求Pi，，直至求出出最后一条条的推力Pn，Pn必须为零零，否则要要重新假定定安全系数数，重新计计算。使用不平衡衡推力法计计算时，抗抗剪强度指指标可根