巖土邊坡穩(wěn)定性_第1頁
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文檔簡介

巖土邊坡工程1.1邊坡邊坡:具有傾斜表面的巖土體。2坡肩坡頂坡面坡角坡趾坡高1.自然邊坡(江,河湖,海形成的岸坡)3邊坡按成因可分為自然邊坡和人工邊坡。2.人工邊坡(

挖方:溝、渠、坑、池)4露天礦2.人工邊坡(填方:堤、壩、路基、堆料)5小浪底土石壩1.2土坡滑動的原因一、土坡滑動的原因根本原因在于土體內(nèi)部某個面上的剪應(yīng)力達到了它的抗剪強度,穩(wěn)定平衡遭到破壞。剪應(yīng)力達到抗剪強度的起因有二:(1)剪應(yīng)力增加(2)土體本身抗剪強度減小6二、安全系數(shù)的定義7T、M—滑動力、滑動力矩;Tf、Mf—抗滑力、抗滑力矩;三、滑動面的形狀平面:均質(zhì)無粘性土土坡滑動形成圓柱面:均質(zhì)粘性土土坡滑動形成復(fù)合滑動面:非均質(zhì)粘性土土坡滑動形成82.1無粘性土土坡穩(wěn)定分析

由于無粘性土土粒之間無粘聚力,因此,只要位于坡面上的土單元能夠保持穩(wěn)定,則整個土坡就是穩(wěn)定的?;瑒用嫘螤睿浩矫?一、無滲流作用時的無粘性土土坡坡面與水平夾角為砂土內(nèi)摩擦角為取土單元A,自重:

W滑動力:坡面壓力:抗滑力:抗滑安全系數(shù):1011

當(dāng)=時,K=1.0,土坡處于極限平衡狀態(tài),坡角稱為天然休止角。無粘性土土坡的穩(wěn)定與土坡高度無關(guān),只與坡角有關(guān)。二、滲流作用時的無粘性土土坡坡面與水平夾角為砂土內(nèi)摩擦角為取土單元A,自重:

滑動力:滲透力:抗滑力:抗滑安全系數(shù):12可知與無滲流比較K減小近一倍意味著原來穩(wěn)定的土坡,有沿坡滲流時可能破壞.132.2粘性土土坡穩(wěn)定分析粘性土由于土粒間存在粘聚力,發(fā)生滑坡時是整塊土體向下滑動,其危險滑裂面位置在土坡深處。14OR

對于均勻土坡,在平面應(yīng)變條件下,其滑動面可用一圓?。▓A柱面)近似。粘性土土坡穩(wěn)定分析方法主要有:1整體圓弧滑動法(瑞典Petterson)2瑞典條分法(瑞典Fellenius)3

畢肖普條分法(Bishop)4簡布條法(Janbu)151.整體圓弧滑動法假設(shè)條件均質(zhì)土二維圓弧滑動面滑動土體呈剛性轉(zhuǎn)動在滑動面上處于極限平衡條件16OR平衡條件(各力對圓心O的力矩平衡)(1)滑動力矩:(2)抗滑力矩:注:(其中法向應(yīng)力是未知函數(shù))當(dāng)內(nèi)摩擦角=0(粘土不排水強度)時(3)安全系數(shù):17fWROdACθ(1)當(dāng)0時,法向應(yīng)力n是L(x,y)的函數(shù),無法得到Fs的理論解(2)其中圓心O及半徑R是任意假設(shè)的,還必須計算若干組(O,R)找到最小安全系數(shù)

———最可能滑動面(3)適用于飽和粘土18最危險滑動面的確定均質(zhì)粘性土土坡,最危險滑動面常通過坡角。當(dāng)=0時;最危險滑動面的圓心點位于AO、BO的交點O。19當(dāng)>0時最危險滑動面的圓心點位于EO的延長線周圍。2021C1OBAβ1β2RR1ER2C2C目前,電算分析表明,無論多復(fù)雜土坡,最危險滑弧圓心軌跡都是一根類似雙曲線的曲線,位于土坡坡線重心豎直線與發(fā)現(xiàn)之間。2.瑞典(Fellenius)條分法假設(shè)條件費倫紐斯假設(shè)土條兩側(cè)的合力相等,作用線重合,即土條兩側(cè)的作用力相互抵消。此時土條上的作用力僅有自重和滑動面上的兩個分力。22假設(shè)兩組合力(Ei、Xi)=(Ei+1、Xi+1)由靜力平衡條件得:抗滑力矩為:滑力矩為:滑動面的總滑動力矩:滑動面的總抗滑力矩:23cdbaNiTfiWiθi安全系數(shù)由于忽略了條塊間的作用力,只滿足力矩平衡,不滿足靜力平衡。假設(shè)圓弧滑裂面,與實際滑裂面有差別。忽略了條間力,所計算安全系數(shù)K值偏??;假設(shè)圓弧滑裂面,使K值偏大;總體結(jié)果是K值偏小。越大(條間的抗滑作用力越大),K值越偏小。243.畢肖普(Bishop)條分法假設(shè)條件假設(shè)滑裂面為圓弧不忽略條間作用力在每條的滑裂面上滿足極限平衡條件每條上作用力在豎直方向上靜力平衡總體對圓心O力矩平衡2526EiXiTfiNiiWiEi+1Xi+1Ei=Ei–Ei-1WiNiTfiiiθiO由豎向力平衡得:由極限平衡條件:聯(lián)立以上兩式得:由滑動土體得整體平衡條件得:27EiXiTfiNiiWiEi+1Xi+1θiOxi將Tfi代入上式得:假設(shè)ΔXi=0,且licosθi=bi,則:該式即為簡化畢肖普公式。28畢肖普條分法的特點:假設(shè)滑動面為圓??;滿足整體力矩平衡條件;假定土條之間只有法向力而無切向力;各土條滿足力平衡,不滿足力矩平衡;簡化條分法計算的安全系數(shù)誤差為2%~7%;294.簡布(Janbu)條分法30坡面推力線滑動面假設(shè)了土體

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