单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1 概述,2 无粘性土土坡的稳定分析,3 粘性土土坡的稳定分析,本章主要内容,:,第八章 土坡的稳定性,1 概述2 无粘性土土坡的稳定分析3 粘性土土坡的稳定分析本,坡顶,坡面,坡角,坡趾,坡高,具有倾斜临空面的土体,土坡,土质均一，坡度不变，无地下水,简单土坡,坡肩,8.,1,概述,坡顶坡面坡角坡趾坡高具有倾斜临空面的土体,1,天然土坡,江、河、湖、海岸坡,1天然土坡 江、河、湖、海岸坡,1,天然土坡,贵州洪家渡,山、岭、丘、岗、天然坡,1天然土坡贵州洪家渡 山、岭、丘、岗、天然坡,2,人工土坡,挖方：沟、渠、坑、池,露天矿,2人工土坡 挖方：沟、渠、坑、池露天矿,第八章-土坡稳定性分析与计算课件,2,人工土坡,填方：堤、坝、路基、堆料,2人工土坡 填方：堤、坝、路基、堆料,土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另,一部分土体滑动的现象称滑坡。,滑坡,滑坡的根本原因,:,边坡中土体内部某个面上的剪应,力达到了它的抗剪强度。,土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另滑坡滑坡的根本原因:,滑坡,滑坡,边坡稳定的因素：,1.,土体的类型：,c,、,大，土坡安全；,2.,边坡的几何形状：坡高越高、坡角越大越不安全；,3.,荷载：,4.,土体中水的影响：,降雨、蓄水、使岩土软化；水流冲刷使坡脚变陡；,存在渗透力；,5.,振动：爆破、地震引起土体抗剪强度减小。,的因素,造成土坡失稳,内在因素：土体自身抗剪强度的降低,外在因素：剪应力的增加,边坡稳定的因素：1.土体的类型：c、大，土坡安全；2.,1996,年发生在美国加州的,La Conchita,，,因居民已提前撤离，,固未造成人员伤亡,1996 年发生在美国加州的,城市中的滑坡问题（香港，重庆）,填方,挖方,城市中的滑坡问题（香港，重庆）填方挖方,1972,年香港宝城大厦因滑坡倒塌,1972年香港宝城大厦因滑坡倒塌,江岸滑坡,江岸滑坡,开挖和填筑引起滑坡,开挖和填筑引起滑坡,T,T,f,均质的无粘性土土坡，在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘结力,只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的,单元体稳定,T,f,T,土坡整体稳定,N,W,8.2,无粘性土坡的稳定性,TTf均质的无粘性土土坡，在干燥或完全浸水条件下，土粒间无粘,边坡上土单元自重为,下滑力,:,抗滑力,安全系数,取,K,=1,得,（天然休止角）,T,所以当坡角小于土的内摩擦角时边坡稳定,.,均质无粘性土坡,N,为了保证土坡具有足够的安全储备，可取,K=1.3,1.5,思考：简单无粘性土的边坡稳定性主要取决于,(A),坡角,(B),坡高,(C),坡角和坡高,边坡上土单元自重为下滑力:抗滑力安全系数取 K=1得（天然休,W,T,T,N,稳定条件：,T,(,T,),砂土的内摩擦角,抗滑力与滑动力的比值,安全系数,J,有渗流情况下的无粘性土土坡稳定（顺坡渗流）,WTTN稳定条件：T(T)砂土的内摩擦角抗滑力与滑,8.3,粘性土土坡的稳定性,粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势。,均质粘性土坡发生滑坡时，其滑动面形状大多数为一近似于圆弧面的曲面。为了简化，在进行理论分析时通常采用圆弧面计算。,8.3 粘性土土坡的稳定性粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土,8.3.1,整体圆弧滑动法,假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况：,1.,基本原理,滑动圆弧,AD,的长度,N,f,W,R,O,C,a,A,D,B,对饱和粘土，在不排水剪条件下：,8.3.1 整体圆弧滑动法 假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，,2.Fellenius,确定最危险滑动面圆心的方法,对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚,=0,0,1),圆心位置在,EO,的延长线上,2),有时不一定在,ED,的延长线上，可能在其左右附近,确定最危险滑动面圆心位置,圆心位置由,1,，,2,确定,(,表,8-1),2.Fellenius 确定最危险滑动面圆心的方法对于均质,3.,稳定数法,土坡的稳定性相关因素,抗剪强度指标,c,和,、重度,、土坡的坡角,和坡高,h,泰勒（,Taylor,D.W,，,1937,）用图表表达影响因素的相互关系,稳定因数,土坡的临界高度或极限高度,根据不同的,绘出,与,N,s,的关系曲线,如图,8-5,泰勒图表法适宜解决简单土坡稳定分析的问题：,已知坡角,及土的指标,c,、,、,，求稳定的坡高,H,；,已知坡高,H,及土的指标,c,、,、,，求稳定的坡角,。,3.稳定数法土坡的稳定性相关因素抗剪强度指标c 和、重度,8.3.2,瑞典条分法,e,f,c,d,i,i,O,C,R,A,B,H,对于非均质土坡或比较复杂的土坡、,0,的粘性土土坡，土体分层情况时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析。,各土条对滑弧圆心的抗滑力矩和滑动力矩,滑动土体分为若干垂直土条,土坡稳定安全系数,条分法,8.3.2 瑞典条分法efcdiiOCRABH对于非均质土,(,一,),瑞典条分法的基本原理,1,、假设圆弧滑动面,确定圆心和半径,O,R,2,、把滑动土体分成若干条（条分法）,3,、取第,i,条土条进行受力分析,W,i,H,i,V,i,H,i+1,V,i+1,h,i+1,h,i,(一)瑞典条分法的基本原理1、假设圆弧滑动面确定圆心和半径,瑞典条分法,W,i,H,i,V,i,H,i+1,V,i+1,静定化条件：假设条块两侧的作用力合力,S,i,，,S,i+1,大小相等、方向相反且作用于同一直线上,不考虑条块间的作用力。,S,i,S,i+1,1,）根据径向力的静力平衡条件,2,）根据滑弧面上满足安全系数,F,s,的极限平衡条件，有,得,W,i,瑞典条分法WiHiViHi+1Vi+1静定化条件：假设条块两,安全系数,:,3,）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）：,条分法是一种试算法，应选取不同圆心位置和不同半径进行计算，求最小的安全系数,O,R,W,i,重力产生的滑动力矩为,滑动面上抗滑力产生的抗滑力矩,为,安全系数:3）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）：条分法是一,（二）瑞典条分法计算步骤,2.,以,b=R/10,为宽度分条,3.,编号：过圆心垂线为,0#,条中线，右侧为正，编号递增；左侧为负，编号递减,4.,列表计算,l,i,、,W,i,、,i,以及安全系数,1.,初选圆心,O,和半径,R,6.,算至,F,s,最小结束。,5.,变化圆心,O,和半径,R,，返回,1,重复步骤,1,4,（二）瑞典条分法计算步骤2.以b=R/10为宽度分条3.编号,讨论：,2.,土成层时：,1.,土坡中有孔隙水压力作用时：,3.,土坡坡顶或坡面有超载作用时：,讨论：2.土成层时：1.土坡中有孔隙水压力作用时：3.土坡,（三）瑞典条分法的讨论,2.忽略了条间力，,它只满足滑动土体整体力矩平衡条件而不满足条块的静力平衡条件；,-,主要特点,3.,计算得到的安全系数,F,s,偏小,1.假设圆弧滑裂面，与实际滑裂面有差别,;,一般情况下，,F,s,偏小10%,左右,工程应用中偏于安全,（三）瑞典条分法的讨论2.忽略了条间力，它只满足滑动土体整,1.,基本原理,1,、假设圆弧滑动面,确定圆心和半径,O,R,2,、把滑动土体分成若干条（条分法）,3,、取第,i,条土条进行受力分析,W,i,H,i,V,i,H,i+1,V,i+1,h,i+1,h,i,8.3.3 毕肖甫（,Bishop,）,法,1.基本原理1、假设圆弧滑动面确定圆心和半径OR2、把滑动,毕肖普法,W,i,H,i,V,i,H,i+1,V,i+1,假设条块处于静力平衡状态,1,）根据竖向力的平衡条件,2,）根据满足安全系数为,F,s,的极限平衡条件,W,i,V,i,=V,i+1,-V,i,H,i,=H,i+1,-H,i,将此式代入第一式并整理后得：,式中,毕肖普法WiHiViHi+1Vi+1假设条块处于静力平衡状态,安全系数,:,3,）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）：,O,R,W,i,重力,W,i,产生的滑动力矩为,滑动面上抗滑力,T,i,产生的抗滑力矩为,H,i,V,i,H,i+1,V,i+1,代入,N,i,值，整理简化后得：,安全系数:3）考虑整体力矩平衡条件（对圆心力矩）：ORWi重,其中,设,V,i,=0,忽略条间切向力,简化,Bishop,公式,其中设Vi=0 忽略条间切向力简化Bishop公式,2.,毕肖甫法计算步骤,1,）初选圆心,O,，半径,R,2,）设,F,s,=1.0,，计算,m,i,、,3,）若满足,4,）若不满足，令,重复步骤,2,5,）变化圆心,O,和半径,R,，返回,1,重复步骤,1,4,6,）算至,Fs,最小结束,则进行步骤,5,迭代法,2.毕肖甫法计算步骤1）初选圆心O，半径R2）设Fs=1.,A,O,R,C,i,b,B,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,圆心,O,，半径,R,设,F,s,=1.0,计算,m,q,i,变化圆心,O,和半径,R,F,s,最小,END,计算,No,计,算,程序流程,AORC ibB-2-101234567圆心 O，半径 R,3.,简化毕肖普法的特点,假设滑裂面为圆弧；,假设条块间作用力只有法向力没有切向力（,V,i,=0,）；,满足整体力矩平衡条件；,满足各条块力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡条件；,满足滑动面上的极限平衡条件。,3.简化毕肖普法的特点假设滑裂面为圆弧；,好好学习,天天向上,普遍条分法（简布法或杨布法，,N.Janbu,）,特点：假定条块间水平作用力的位置（前提）。,每个条块都满足全部静力平衡条件和极限平衡条件；滑动土体满足整体力矩平衡条件；适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。,折线滑动法,不平衡推力传递系数法,特点：假定滑动面为折线,适用于岩质边坡或下层为岩质边坡，上层为粘性土层的边坡。,好好学习普遍条分法（简布法或杨布法，N.Janbu）,各种方法的比较,各种方法的比较,好好学习,天天向上,土体抗剪强度指标的选用,有效应力法,有效强度指标,c,、,总应力法,根据计算阶段中孔隙水压力可能发展的状态，分别采用快剪（不排水剪）或固结快剪（固结不排水剪）等强度指标,原则：使试验的模拟条件尽量符合现场土体的实际受力和排水条件，保证试验指标具有一定的代表性,容许安全系数,好好学习土体抗剪强度指标的选用容许安全系数,概述,表层滑动的边坡稳定分析,小结,简 布 法,毕 肖 普 法,瑞典条分法,无 粘 性 土,第八章 边坡稳定 小结,基于条分法的边坡稳定分析,圆弧滑动,表层滑动,整体圆弧滑动法,=0,饱和粘土,概述表层滑动的边坡稳定分析小结简 布 法毕 肖 普,巩固与提高,1,选择题,1.,无粘性土土坡的稳定性,(),。,a,）与密实度无关,b,）与坡高无关,c,）与土的内摩擦角无关,d,）与坡角无关,2.,无粘性土土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为,(),。,a,）内摩擦角,b,）地层倾斜角,c,）自然休止角,d,）滑动角,3.,在稳定分析中，如果采用,0,分析法，这时土的抗剪强度指标应该采用下列哪种方法测定？,(),。,a,）三轴固结不排水试验,b,）直剪试验慢剪,c,）现场十字板剪切试验,d,）标准贯入试验,巩固与提高1选择题,巩固与提高,选择题,4.,瑞典条分法在分析时忽略了,(),。,a,）土条间的作用力,b,）土条间的法向作用力,c,）土条间的切向作用力,5.,简化毕肖普公式忽略了,(),。,a,）土条间的作用力,b,）土条间的法向作用力,c,）土条间的切向作用力,巩固与提高选择题,巩固与提高,判断题,1.,粘性土坡的稳定性与坡高无关,(),。,2.,用条分法分析粘性土坡的稳定性时，需假定几个可能滑动面，这些滑动面均是最危险的滑动面,(),。,3.,稳定数法适用于非均质土坡。（）,4.,毕肖普条分法的计算精度高于瑞典条分法。（）,巩固与提高判断题,