第八章 土坡稳定分析 主要内容 ■§8.1无粘性土土坡稳定分析 ■§8.2粘性土土坡稳定分析 ■§8.3土坡稳定分析中有关问题
第八章 土坡稳定分析 ◼ §8.1无粘性土土坡稳定分析 ◼ §8.2粘性土土坡稳定分析 ◼ §8.3土坡稳定分析中有关问题＊ 主要内容
土坡稳定概迷 由于地质作用而自 山坡、江 然形成的土坡 天然土坡 河岸坡 在天然土体中开挖 或填筑而成的土坡 人工土坡 路基、堤坝 坡顶 坡 坡底坡闆人坡 土坡稳定分析问题
土坡稳定概述 天然土坡 人工土坡 由于地质作用而自 然形成的土坡 在天然土体中开挖 或填筑而成的土坡 山坡、江 河岸坡 路基、堤坝 坡底 坡脚 坡角 坡顶 坡高 土坡稳定分析问题
§3.1元粘性土坡稳定分析 、一般情况下的无粘性土土坡 均质的无粘性士 土坡,在干燥或 完全浸水条件下, 土粒间无粘结力 土坡整 体稳定 W 只要位于坡面上的土单757 元体能够保持稳定,则 单元体 整个坡面就是稳定的 稳定
§3.1 无粘性土坡稳定分析 ◼ 一、一般情况下的无粘性土土坡 T T 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>T 土坡整 N 体稳定 W
T N 砂土的内 W 摩擦角 稳定条件:T今T T=Wsin B T=Tan N=Wcos B T=w cos B tan 抗滑力与滑 动力的比值F T′ w cos B tan o tan o W sin B tan B 安全系数
W T T N 稳定条件：T>T T = W sin N =W cos tan ' T = N 砂土的内 摩擦角 cos tan ' T = W 抗滑力与滑 动力的比值 安全系数 tan tan sin cos tan = = = W W T T Fs
二、有渗流作用时的无粘性土土壞分析 y≈2 坡面有顺坡渗 流作用时,无 稳定条件:7+JF T+J 粘性土土坡稳 定安全系数将 顺坡出流情况:J= r sin B 近降低一半 T Wcos B tan r'cos B tan ytan T+J Wsin B+ r'sin B+r sin B yso tan B
二、有渗流作用时的无粘性土土坡分析 稳定条件：T>T+J T J T F s + = W T T N J 顺坡出流情况: J = w sin tan tan sin sin cos tan sin cos tan w sat s W J W T J T F = + = + = + = / sat≈1/2， 坡面有顺坡渗 流作用时，无 粘性土土坡稳 定安全系数将 近降低一半
三、例题分析 【例】均质无粘性土土坡,其饱和重度 20.0kN/m3内摩擦角φ=30°,若要求该土坡的稳定 安全系数为1,20,在干坡情况下以及坡面有顺坡渗流时 其坡角应为多少度? 干坡或完全浸水情况 顺坡出流情况T N N W tan ′tanO tan B =0.481 tan B =0.241 B=25.7 B=13.5 渗流作用的土坡稳定比无渗流作 用的土坡稳定,坡角要小得多
三、例题分析 ◼ 【例】均质无粘性土土坡，其饱和重度 sat=20.0kN/m3 , 内摩擦角 =30° ,若要求该土坡的稳定 安全系数为1.20，在干坡情况下以及坡面有顺坡渗流时 其坡角应为多少度？ W T T N 干坡或完全浸水情况 0.481 tan tan = = Fs 0.241 tan tan = = satFs 顺坡出流情况 = 25.7 =13.5 渗流作用的土坡稳定比无渗流作 用的土坡稳定，坡角要小得多 W T T N J
§3.2粘性土土坡稳定分析 瑞典圆弧滑动法 d 假定滑动面为圆柱面, 截面为圆弧孤,利用土 体极限平衡条件下的 受力情况: M TLR TLR M Ir wd 饱和粘土,不排水 剪条件下 0 滑动面上的最 R 大抗滑力矩与 滑动力矩之比
§3.2 粘性土土坡稳定分析 ◼ 一、瑞典圆弧滑动法 W O B d 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： 滑动面上的最 大抗滑力矩与 滑动力矩之比 饱和粘土，不排水 剪条件下， u ＝0， τf＝cu Wd c LR F u s = Wd LR LR LR M M F f f f s = = = C A
粘性土土坡滑动前,坡 O 顶常常出现竖向裂缝 B 深度近似采 用土压力临 界深度 o 2c /y 裂缝的出现将使滑弧长度由 AC减小到A℃,如果裂缝中 积水,还要考虑静水压力对 土坡稳定的不利影响 F是任意假定某个滑动面假定若干 的抗滑安全系数,实际要滑动面 最小安全 求的是与最危险滑动面相 系数 对应的最小安全系数
粘性土土坡滑动前，坡 顶常常出现竖向裂缝 C d B A W O A z0 深度近似采 用土压力临 界深度 Ka z 2c / 0 = 裂缝的出现将使滑弧长度由 AC减小到AC，如果裂缝中 积水，还要考虑静水压力对 土坡稳定的不利影响 Fs是任意假定某个滑动面 的抗滑安全系数，实际要 求的是与最危险滑动面相 对应的最小安全系数 假定若干 滑动面 最小安全 系数
最危险滑动面圆心的确定 A 圆心位置由1, β2确定 9=0 B A 对于均质粘性土 土坡,其最危险 滑动面通过坡脚 H 2H B >0 圆心位置在Eo 的延长线上 4.5H E
◼ 最危险滑动面圆心的确定 β1 β2 R O β B A 对于均质粘性土 土坡，其最危险 滑动面通过坡脚 =0 圆心位置由β1， β2确定 O B β1 β2 β A H E 2H 4.5H F s >0 圆心位置在EO 的延长线上
二、条分法 对于外形复杂、>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 R 位置比较困难,而且抗剪强度 的分布不同,一般采用条分法 H分析 滑动土体 分为若干 垂直土条 各土条对滑弧 土坡稳定 安全系数 圆心的抗滑力 矩和滑动力矩
二、条分法 a b c d i βi O C R A B H 对于外形复杂、 >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