第章 邊坡穩(wěn)定

第六章 土坡穩(wěn)定分析一.土坡：具有傾斜面的土體1．天然土坡江、河、湖、海岸坡一.土坡：具有傾斜面的土體1．天然土坡貴州洪家渡山、嶺、丘、崗、天然坡一、土坡：具有傾斜面的土體2．人工土坡¤挖方：溝、渠、坑、池露天礦一、土坡：具有傾斜面的土體2．人工土坡¤填方：堤、壩、路基、堆料小浪底堆石壩二.滑坡一部分土體在外因作用下，相對于另一部分土體滑動(dòng)二.滑坡1．滑坡的危害： 滑坡是重大自然災(zāi)害：土、巖 我國是滑坡災(zāi)害頻發(fā)國家二.滑坡2．造成滑坡的原因：

蓄水、使巖土軟化，壩背水坡浸潤線存在滲透力1）振動(dòng)：地震、爆破2）土中水位升、降3）水流沖刷：使坡腳變陡4）凍融：凍脹力及融化含水量升高5）人工開挖：基坑、船閘、壩肩、隧洞出入口二.滑坡滑坡的形式平動(dòng)崩塌轉(zhuǎn)動(dòng)流滑江西省江新洲洲頭北側(cè)蹋岸漫灣滑坡1989年1月8日坡高103m地質(zhì)：流紋巖中有強(qiáng)風(fēng)化的密集節(jié)理，還包括一個(gè)小型不連續(xù)面。事故：電站廠房比計(jì)劃推遲一年，修復(fù)時(shí)安裝了大量預(yù)應(yīng)力錨索。壩體內(nèi)浸潤線太高溝后面板堆石壩一.無滲流的無限長土坡1）微單元A自重:W=V2）沿坡滑動(dòng)力：3）對坡面壓力：（由于無限土坡兩側(cè)作用力抵消）

4）抗滑力：5）抗滑安全系數(shù)：WTNaA坡與水平夾角為砂土內(nèi)摩擦角無滲流的無限長土坡討論當(dāng)=時(shí)，F(xiàn)s=1.0，天然休止角可見安全系數(shù)與土容重?zé)o關(guān)思考題：在干坡及靜水下坡中，如不變，F(xiàn)s有什么變化與所選的微單元大小無關(guān)。即坡內(nèi)任一點(diǎn)或平行于坡的任一滑裂面上安全系數(shù)Fs都相等二.有沿坡滲流情況1．沿坡滲流的情況：

降雨水位驟降的土壩（堤）上游正常蓄水土壩下游二.有沿坡滲流情況(1)自重：取微單元A，以土骨架為隔離體，作用力：(2)滲透力：（方向：平行于土坡）(3)滑動(dòng)力：(4)抗滑力：(5)抗滑安全系數(shù)：W’T’N’aAhl2．無限長有沿坡滲流的砂土坡安全系數(shù)二.有沿坡滲流情況與無滲流比較Fs減小近一倍

注：意味著原來穩(wěn)定的坡，有沿坡滲流時(shí)可能破壞3.討論思考題:

推導(dǎo)有垂直向內(nèi)滲流時(shí)，砂土坡安全系數(shù)為多少？與所選V大小無關(guān)，亦即在這種坡中各點(diǎn)安全系數(shù)相同與容重有關(guān)§7.3粘性土坡的穩(wěn)定分析由于存在粘聚力C，與無粘性土坡不同其危險(xiǎn)滑裂面位置在土坡深處，對于均勻土坡，在平面應(yīng)變條件下，其滑動(dòng)面可用一圓弧（圓柱面）近似。二、整體圓弧法（瑞典圓弧法）（一）分析計(jì)算方法1．假設(shè)條件：均質(zhì)土二維圓弧滑動(dòng)面滑動(dòng)土體呈剛性轉(zhuǎn)動(dòng)在滑動(dòng)面上處于極限平衡條件二、整革體圓弧少法（瑞市典圓弧術(shù)法）（一）劃分析計(jì)棵算方法2.耐平衡條件（各力對腫O的力矩延平衡）(1)滑動(dòng)力矩：(3)安全系數(shù)：當(dāng)=0（粘土不排水強(qiáng)度）時(shí)，注：（其中是未知函數(shù)）(2)業(yè)抗滑力撐矩：（二）討右論.當(dāng)0時(shí)，n是l(x蕩,y)的函數(shù)，賠無法得到Fs的理論解.宅其中圓揭心O及半徑R是任意莊假設(shè)的物，還必稍須計(jì)算若情干組（O,枕R）找到最小看安全系數(shù)———最可能園滑動(dòng)面最危險(xiǎn)友滑裂面躺的經(jīng)驗(yàn)界方法1）圓心12交點(diǎn)第一木步（過坡摸角）2）圍線脂上述O變爪化幾個(gè)圓早心，然后鑒根據(jù)趨勢找最低知安全系笛數(shù)中心二、條分蓋法的基本吃原理及分冤析1．原龍理注:（無法導(dǎo)求理論解您，是一父個(gè)邊值問職題，應(yīng)通聚過數(shù)值計(jì)厲算解決。張但有限元買法往往無定法給出安石全系數(shù)，樣且受本構(gòu)酬模型影響此，一個(gè)簡理化解決方尺法是將滑傳動(dòng)土體分事成條——條分法。實(shí)際是池一種離散站化計(jì)算方替法）整體圓弧法：n是l(x,y)的函數(shù)2.陷條分法姨中的和摟求解條毒件第I條當(dāng)土的作所用力2．條舊分法中蓮的力和糾求解條療件Wi是已知閑的作用在土們條體底部密的力與作駐用點(diǎn)：NiTi梯ti共3n個(gè)作用在邊召界上的力妙及作用點(diǎn)熔：PiHihi共3(n-1聽)個(gè)（兩端妻邊界是壺已知的弱）假設(shè)總體稱安全系數(shù)及為Fs（且每條Fs都相等膀）共1個(gè)未知數(shù)遙合計(jì)=3n+3熟(n-駐1)+鄙1=6孝n-2（1）鹽共n條捉土的未淡知量數(shù)稻目(2)貝力平浙衡條件息（求解旅條件）各條：水平向靜足力平衡條格件：2x=0共n個(gè)垂直向靜膊力平衡條蠶件：2y=0共n個(gè)力矩平衡爸條件：2M0=0共n個(gè)在n個(gè)滑動(dòng)陽面上各杰條處于塞極限平畜衡條件販：共n個(gè)求解條件器共4n個(gè)（3）討元論由于未允知數(shù)為6n-2個(gè)求解條件涌為4n個(gè)二者相差(2n-2)因而出現(xiàn)朵了不同的虎假設(shè)條件否，對應(yīng)不抱同計(jì)算方藍(lán)法整體圓弧會(huì)法：n=1幸,雙6勇n-2輩=4n簡單(瑞典)條分迷法：Pi=Hi=hi=0,ti=li/2共3（n-1）個(gè)其他方綱法：大多是輩假設(shè)力作用點(diǎn)僑位置或忽略一烤些條間蓮力三.儀簡單條分竟法（瑞典產(chǎn)條分法）1．基本絹原理：忽略了漏所有條貨間作用騰力，即推：Pi=Hi=hi=03n-3ti=li/2n共計(jì)減錦去4n-戒3未知數(shù)未知數(shù)狼為2n+12.安謝全系數(shù)計(jì)酸算Ni方向靜力機(jī)平衡（n個(gè)）求解方程（2n+拌1）個(gè)滑動(dòng)面身上極限確平衡（n個(gè)）總體對拐圓心的它力矩平割衡滑動(dòng)折力矩=疫抗滑力耐矩（1薪個(gè)）3.奴簡單活條分法先計(jì)算步橋驟圓心O，艱半徑R（懼如圖）分條：欣b=R琴/10編號(hào)：過咱圓心垂線妙為0#條脊中線列表計(jì)算響liWii變化圓忌心O和諷半徑RFs最蘆小END4.惰簡單條廁分法的三討論*由超于忽略3信條間力，循有4n個(gè)婆平衡條件片。實(shí)際用舍2n+1駛個(gè)，有些平衡窄條件不能稠滿足忽略了條間力讓，所計(jì)算安嚷全系數(shù)Fs偏小，假設(shè)圓優(yōu)弧滑裂面運(yùn)，使Fs偏大，判最終結(jié)撇果是Fs偏小，越大Fs越偏小假設(shè)圓弧滑裂面，茄與實(shí)際滑裂面有差別一般情況緊下，F(xiàn)2偏小10帖%左右工捎程應(yīng)用中錢偏于安全0#條水秀平方向力不平妻衡1.原爺理與特點(diǎn)假設(shè)滑懼裂面為亂圓弧不忽略條未間作用力在每條冰的滑裂略面上滿氏足極限逝平衡條蒼件每條上徐作用力霉在y方向（豎蹦直）上靜禍力平衡總體對圓考心O為矩平衡DPi不出現(xiàn)注：（未考慮異各條水平啄向作用力剖及各條力望矩平衡條解件，實(shí)際善上條件不妙夠：缺Hi，共(客n-1伏)個(gè)條陰件設(shè)Hi=0則條愿件夠了—銷—簡化B伸isho扎p法，忽屋略條間切從向力）四、畢批肖甫（棄Bis銜hop猾）法求解條件平衡條舍件：2n+究1未知條件喊：6n-哥21）由于毒豎向力平效衡Pi(Pi)不蹤蝶出現(xiàn)巨—圖（n-益1）2）不游計(jì)各條柔力矩平幻玉衡踐ti及hi—（2烈n-1填）3)恨假緞設(shè)Hi=0（沾不計(jì)條叛間切向脈力）碗—(該n-1終)2．安開全系數(shù)皮公式其中3.軋畢肖纖甫法計(jì)有算步驟圓心O貍，半徑蝕R設(shè)F毫s=1猜.0計(jì)算mqiYESFs最干小END計(jì)算NoYESNo五.疫普遍條徐分法（狡簡布Janb半u法）五.普旦遍條分法潤（簡布Jan市bu法）1．原理蹄與特點(diǎn)（3）雁6n-母2個(gè)屈未知數(shù)(1)衛(wèi)任意形式編滑裂面，虧不一定圓拜弧共計(jì)蒼6n-么1個(gè)康條件(2)假設(shè)Ni作用點(diǎn)DH/2 nPi沿直線分布 n-1 4n五.普夸遍條分法爪（簡布Janb告u法）2．安全鄙系數(shù)公式計(jì)算比暮較繁雜六.悲幾種分澆析計(jì)算買方法的澇總結(jié)一.茫兩種偏分析法有效應(yīng)照力法：使用有效毛應(yīng)力強(qiáng)度卻指標(biāo)c、蓋總應(yīng)力法：使用總應(yīng)暴力強(qiáng)度指此標(biāo)cu或ccu、cu二.鐘土壩施你工期邊汗坡穩(wěn)定租分析對于均質(zhì)伸粘性土壩1．總應(yīng)況力法：用挽不排水強(qiáng)微度指標(biāo)Cu，u2．有效動(dòng)應(yīng)力法（1）識(shí)確定土寒壩中超群靜孔隙約水壓力炮（由于進(jìn)其中大著小主應(yīng)難力雷大致成圖比例）二.三土壩施蝴工期邊鉛坡穩(wěn)定決分析(2)繪制等寸孔壓圖(3)計(jì)算抗滑煉穩(wěn)定安