土力學(xué)與基礎(chǔ)工程第八章演示文稿

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程第八章演示文稿當(dāng)前1頁，總共48頁。主要內(nèi)容概述無粘性土土坡穩(wěn)定分析粘性土土坡穩(wěn)定分析飽和粘性土土坡穩(wěn)定性分析討論當(dāng)前2頁，總共48頁。第1節(jié)概述邊坡指具有傾斜坡面的巖土體（天然邊坡、人工邊坡）由于邊坡表面傾斜，在巖土體自重及其它外力作用下，整個巖土體都有從高處向低處滑動的趨勢。邊坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分巖土體相對另一部分巖土體發(fā)生滑動的現(xiàn)象稱為滑坡（土坡、巖坡）當(dāng)前3頁，總共48頁。當(dāng)前4頁，總共48頁。當(dāng)前5頁，總共48頁。當(dāng)前6頁，總共48頁。當(dāng)前7頁，總共48頁。三峽庫區(qū)千將坪滑坡全貌照片當(dāng)前8頁，總共48頁。

暴雨過后，珠山山體滑坡

當(dāng)前9頁，總共48頁。當(dāng)前10頁，總共48頁。當(dāng)前11頁，總共48頁。土坡失穩(wěn)原因分析：

1、內(nèi)部因素

(1)斜坡的土質(zhì)：各種土質(zhì)的抗剪強度、抗水能力是不一樣的，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，使原來的強度降低很多

(2)斜坡的土層結(jié)構(gòu)：如在斜坡上堆有較厚的土層，特別是當(dāng)下伏土層(或巖層)不透水時，容易在交界上發(fā)生滑動。

(3)斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，當(dāng)土坡不高時尚可直立，但隨時間和氣候的變化，也會逐漸塌落。當(dāng)前12頁，總共48頁。2、外部因素

(1)降水或地下水的作用：持續(xù)的降雨或地下水滲入土層中，使土中含水量增高，土中易溶鹽溶解，土質(zhì)變軟，強度降低；還可使土的重度增加，以及孔隙水壓力的產(chǎn)生，使土體作用有動、靜水壓力，促使土體失穩(wěn)，故設(shè)計斜坡應(yīng)針對這些原因，采用相應(yīng)的排水措施。當(dāng)前13頁，總共48頁。(2)振動的作用：如地震的反復(fù)作用下，砂土極易發(fā)生液化；粘性土，振動時易使土的結(jié)構(gòu)破壞，從而降低土的抗剪強度；施工打樁或爆破，由于振動也可使鄰近土坡變形或失穩(wěn)等。

(3)人為影響：因人類不合理開挖，特別是開挖坡腳；或開挖基坑、溝渠、道路邊坡時將棄土堆在坡頂附近；在斜坡上建房或堆放重物時，都可引起斜坡變形破壞。當(dāng)前14頁，總共48頁。第2節(jié)無粘性土坡穩(wěn)定分析一、一般情況下的無粘性土土坡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。當(dāng)前15頁，總共48頁。由上可見，對于均質(zhì)無粘性土坡，理論上土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(guān)當(dāng)前16頁，總共48頁。二、有滲流作用時的無粘性土土坡當(dāng)坡面有順坡滲流作用時，無粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)約降低一半。當(dāng)前17頁，總共48頁。第3節(jié)粘性土土坡穩(wěn)定性分析一、整體圓弧滑動法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，坡面上任一單元體的穩(wěn)定條件不能用來代表整個土坡的穩(wěn)定條件。按平面問題考慮，將滑動面以上土體看作剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上各種作用力，而以整個滑動面上的平均抗剪強度與平均剪應(yīng)力之比來定義土坡的安全系數(shù)。當(dāng)前18頁，總共48頁。當(dāng)前19頁，總共48頁。一般情況下，土的抗剪強度是隨著滑動面上的法向力的改變而變化的。對于飽和粘土，在不排水剪條件下φu=0，則有τf=cu當(dāng)前20頁，總共48頁。k是任意假定某個滑動面的抗滑安全系數(shù)，實際要求的是與最危險滑動面相對應(yīng)的最小安全系數(shù)假定若干滑動面最小安全系數(shù)當(dāng)前21頁，總共48頁。最危險滑動面圓心的確定β1β2ROβCB對于均質(zhì)粘性土土坡，其最危險滑動面通過坡腳

=0

圓心位置由β1，β2確定OCβ1β2βBHE2H4.5HK

>0

圓心位置在EO的延長線上

當(dāng)前22頁，總共48頁。條分法及其受力分析假定滑坡體和滑面以下土體均為不變形的剛體，滑面為連續(xù)面，滑面上各點的法向應(yīng)力采用條分法獲得，分析每一土條受力，根據(jù)滑塊剛體極限平衡條件，假定整個滑面上各點的安全系數(shù)相等，確定安全系數(shù)。當(dāng)前23頁，總共48頁。當(dāng)前24頁，總共48頁。

將土坡作為平面問題，對每個土條可分別列兩個正交方向的靜力平衡方程和一個力矩平衡方程3n個方程。當(dāng)前25頁，總共48頁。常用條分法的簡單假設(shè)瑞典條分法：假設(shè)滑動面為圓弧面，不考慮條間力，即Ei=Xi=0，減少3n-3個未知數(shù)；簡化的bishop條分法：假設(shè)滑動面為圓弧面，切向條間力Xi=0，減少n-1個未知數(shù)；楊布條分法：假設(shè)滑動面為任意面，條件法向作用力的作用點在滑面以上1/3土條高度處，減少n-1個未知數(shù)；其他條分法：假設(shè)滑面為任意面，法向條間力和切向條間力之間為某種函數(shù)關(guān)系，減少n-1個未知數(shù)當(dāng)前26頁，總共48頁。二、瑞典條分法一、基本假設(shè)和基本公式當(dāng)前27頁，總共48頁。當(dāng)前28頁，總共48頁。若將整個滑動土體內(nèi)各土條對圓心

取力矩平衡當(dāng)前29頁，總共48頁。二、成層土和坡頂有超載時安全系數(shù)計算當(dāng)前30頁，總共48頁。當(dāng)前31頁，總共48頁。當(dāng)前32頁，總共48頁。三、畢肖普條分法假定滑動面為圓弧面，考慮了土條側(cè)面的作用力，假定各土條底部滑動面上的抗滑安全系數(shù)相同，即等于滑動面的平均安全系數(shù)。Bishop可采用了有效應(yīng)力方法推導(dǎo)公式，也可用總應(yīng)力分析當(dāng)前33頁，總共48頁。一、有效應(yīng)力分析當(dāng)前34頁，總共48頁。庫侖定律豎向力平衡當(dāng)前35頁，總共48頁。力矩平衡簡化后得：當(dāng)前36頁，總共48頁。非圓弧滑動面土坡穩(wěn)定分析無粘性土坡滑面一般為平面，均質(zhì)粘性土坡滑面一般為圓弧面當(dāng)邊坡中存在明顯的軟弱夾層時，或在層面傾斜的巖面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比較發(fā)育的巖土體或有老滑坡體等滑坡將在軟弱面上發(fā)生，其破壞面將與圓柱面相差甚遠(yuǎn)。圓弧滑動分析的瑞典條分法和Bishop法不再適用楊布和不平衡推力傳遞法當(dāng)前37頁，總共48頁。四、楊布普遍條分法（一）基本假設(shè)和受力分析假定土條間合力作用點位置為已知，這樣減少了n-1個未知量。條間作用點位置對土坡穩(wěn)定安全系數(shù)影響不大，一般假定其作用于土條底面以上1/3高度處，這些作用點連線稱為推力線。當(dāng)前38頁，總共48頁。當(dāng)前39頁，總共48頁。豎向力平衡力矩平衡水平向力平衡當(dāng)前40頁，總共48頁。安全系數(shù)的定義和莫爾－庫侖準(zhǔn)則安全系數(shù)當(dāng)前41頁，總共48頁。五、不平衡推力傳遞法（一）基本假設(shè)和受力分析山區(qū)土坡往往覆蓋在起伏變化的基巖上，土坡失穩(wěn)多數(shù)沿這些界面發(fā)生，形成折線滑動面，對這類邊坡的穩(wěn)定分析可采用不平衡推力傳遞法。假定條間力的合力與上一土條底面平行，這樣就確定了條間力的作用方向，減少了n-1個未知量，然后根據(jù)各分條力的平衡條件，逐條向下推求，直至最后一條土條的作用力為零。當(dāng)前42頁，總共48頁。當(dāng)前43頁，總共48頁。（二）計算公式推導(dǎo)力平衡莫爾庫侖準(zhǔn)則問題：此處安全系數(shù)如何定義？當(dāng)前44頁，總共48頁。當(dāng)前45頁，總共48頁。（三）計算步驟不平衡推力傳遞法計算時，先假設(shè)安全系數(shù)為1，然后從坡頂?shù)囊粭l開始逐條向下推求Pi，直至求出最后一條的推力Pn，Pn必須為零，否則要重新假定安全系數(shù)，重新計算。使用不平衡推力法計算時，抗剪強度指標(biāo)可根據(jù)土的性