边坡稳定性分析方法模板PPT课件

在工程设计中，判断边坡稳定性的大小 习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。
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Bishop认为土坡稳定安全系数为：
n Fs Fr
n——边坡稳定安全系数
Fs——沿整个滑裂面上的平均剪应力 Fr——沿整个滑裂面上的平均抗剪强度
关键如何寻求滑裂面，如何寻求滑裂面上的平均抗 剪强度和平均剪应力。
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在工程建设中，常见的边坡滑动有两种类 型。一种是天然边坡由于原来的地质条件改变 而产生的滑坡，通常用地质条件对比法来衡量 其稳定的程度；另一种是由于工程建设需要而 人工开挖或填筑形成的人工边坡，由于坡度较 陡，或由于改变了边坡体内部的应力状态，使 局部的剪切破坏发展成一条连贯的剪切破坏面， 边坡的稳定平衡状态遭到破坏而产生滑坡。
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13Βιβλιοθήκη 爆破震动力 锚固力裂隙水推力 滑面浮托力 滑体重力
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边坡岩体ABCD能否沿滑面ADC发生滑动，取决 于岩体沿ADC的下滑力和抗滑力的大小。可将各力 分解为垂直和平行于滑面AD的分力（分别以下标v 和p代表）。
1.张裂隙中水的推力
总推力：
Pw
1 2
wZw2
垂直于滑面的推力： PwvPwsin
n Fs
Fr
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如果上式计算的安全系数过大，说明过分安 全，边坡开挖会造成经济上的不合理，可以采取 如下措施： ➢边坡角不变，适当增加边坡高度 ➢边坡高度不变，适当提高边坡角
令边坡处于极限平衡状态（n=1)，可以得到 滑体重量W的值。再根据滑体重量的几何表达式， 算出极限状态下的边坡角和边坡高度。还可以分 别得到在边坡角不变的情况下的极限边坡高度和 边坡高度不变的情况下的极限边坡角。
滑动体极限高度Hcr为
Hcrg[s2C ijn s(i)nscion sj (j)]
忽略滑动面上内聚力(Cj=0)时
n tg j tg
∴当Cj=0，φj＜β时，n＜1，Hcr=0
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2.2.2 其他情况（水压、地震和加固）
基本假设 滑动面、张裂隙走向均与坡面走向平行 张裂隙是垂直的，深度为Z，充水深度为Zw 张裂隙充水，而岩体本身不透水，水自垂直张裂隙 渗入，流经滑面从坡脚溢出，水压沿裂隙呈线性分布 滑体自重W，沿滑面渗流水的浮托力Ff和张裂隙中 的水压力Pw均作用在滑体的重心（没有转矩作用） 滑体受爆破震动的附加力等效水平力F=KaW作用， 作用点也是滑体重心 滑面的抗剪强度由内聚力C和内摩擦角φ确定，并遵 循库伦定律τ=C+σtanφ
垂直于滑面的分力：Fv=Fsin α
平行于滑面的分力：Fp=Fcosα
F=KaW
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5.锚固力 垂直于滑面的分力：Fmv=Fmsin(α+λ) 平行于滑面的分力：Fmv=Fmcos(α+λ)
式中， λ——锚杆锚固力方向与水平面的夹角。 6.滑动面上总的内聚力
滑面上总的内聚力（平行于滑面）：CL 式中，L——滑面的总长度。
➢滑动面在坡面上出露，滑面倾角β小于坡面角α，大于滑 面内摩擦角φ
➢滑体两侧有割隙面，其对滑体的阻力很小，可忽略不计
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2.2.1 仅有重力作用时
➢ 滑动面上的抗滑力
Fs=Gcosβtgφj+CjL
➢
Fr＝Gsinβ
➢ 稳定性系数
nF Frs GcoG stsgin j CjL
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nttg g j gH s2C in jssii n n()
条分法的基本思路是：假定边坡的岩土体坡 坏是由于边坡内产生了滑动面，部分坡体沿滑动 面滑动造成的。滑动面上的坡体服从破坏条件。 假设滑动面已知，通过考虑滑动面形成的隔离体 的静力平衡，确定沿滑面发生滑动时的破坏荷载， 或者说判断滑动面上的滑体的稳定状态或稳定程 度。
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2.2 岩石边坡单平面滑动
单平面滑动具备条件： ➢滑动面走向与边坡走向平行或近似平行
第2章 边坡治理基本理论 及稳定性分析
2.1 概 述
边坡处治，首先要进行稳定性分析。边坡 稳定分析的方法很多，目前在工程中广为应用 的是传统的极限平衡理论。近年来，基于不同 的力学模型而建立起来的各种数值分析计算方 法也越来越受到工程界的重视。
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2.1.1 边坡稳定性概念
一般说来，如果边坡土(岩)体内部某一 个面上的滑动力超过了土(岩)体抵抗滑动的 能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如 果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定 的。
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极限平衡法-条分法
B D
A
C
q
w
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一些常见的条分法
方法
瑞典法
简化Bishop法 简化Janbu法 陆军工程师团法 Lowe法 余推力法 广义Janbu法 严格Bishop法 Spencer法 Morgenstern-Price
力平衡
x
y
否
否
是
否
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
是
力矩平衡
是
是 否 否 否 否 否 是 是 是
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阻止岩体ABCD向下滑动的抗滑力Fs为：
F s W F c m s oi P n s w sin F fK a W si n ta nCL
促使岩体ABCD向下滑动的下滑力Fr为：
F r W s i P w c n K o a W c s F o m c s o
边坡安全系数n为：
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谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
平行于滑面的推力： PwpPwcos
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2.滑动面上的浮托力 因水从张裂隙进入滑动面，并在滑动面出露处流
出，即设地下水在出露处压力为零，滑动面上水压力 呈三角形分布。由于浮托力为静水压力，故其沿滑面 平行方向分力为零。
浮托力：
Ff Ff v1 2ZwH si nZw
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3.滑动体重力 垂直于滑面的分力：Wv=Wcosα 平行于滑面的分力：Wp=Wsinα 4.爆破震动力
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• 边坡滑动面形状
• 平面 直线
• 曲面 曲线
•
折线
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边坡稳定性验算的计算参数
1、多层土体验算数据的确定
C1h1+c2h2+c3h3+
C =————————
∑h
h1 c1 h2 c2 h3 c3
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2、边坡坡度的取值
• 平均坡度法 • 连线法
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2.1.3 边坡稳定性分析基本理论
边坡稳定分析的方法较多，归为两大类，即 以极限平衡理论为基础的条分法和以弹塑性理论 为基础的数值计算方法。