[精选]7 边坡稳定分析--资料
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滑面形态和位置一般是确定的，但主滑方向 和滑面的抗剪强度难于准确确定。 （岩石力
学）
7－2 无粘性土的土坡稳定
一、一般情况下的无粘性土土坡稳定
Hale Waihona Puke Baidu
N T
T
N W
下滑力 T W sin
单元体对其下 土体的压力
N
W
cos
单元体下土体
提供的抗滑力 T T W sin
单元体下土体 提供的支撑力
γ ’，而渗流力j i w ，式中γ w为水的重度， 则是i水力梯度。因为是顺坡出流 i sin ，于
是安全系数可写成
Fs
costg ( w ) sin
tg sat tg
与没有渗流作用相比，安全系数相差 / sat 倍， 此值接近于1/2。 因此，当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡 的稳定安全系数将近乎降低一半
N
N
W
cos
单元体下土体可提供的最大抗滑力 Tf Ntg W cos tg
Fs
Tf T
W cos tg W sin
tg tg
: Fs 1 ? : Fs 1
Fs等于1时，土体处于极限平衡状态，此时土坡的坡角就等于无粘性土的内摩擦角，也称休止角。
Rupture plane
无粘性土:平面
• 均质无粘性土土坡，滑动面近似为一平面。平面滑动
7-1 概述
均质粘性土：光滑曲面（圆柱面/圆弧） • 均质粘性土土坡，滑动面通常是一光滑的曲面，顶部
曲率半径较小，常垂直于坡顶，底部则比较平缓 • 滑动面的形状假定得稍有出入，对安全系数影响不大 • 可将均质粘性土土坡破坏时的滑动面假定为一圆柱面。
7－2 无粘性土的土坡稳定
二、有渗流情况下的无粘性土土坡稳定
N T
J T N W
顺坡出流i sin
下滑力T J W sin J
单元体对其下 土体的压力
N
W
cos
单元体下土体
提供的抗滑力 T T W sin
单元体下土体 提供的支撑力
N
N
W
cos
J wi w sin
7－1 概述
天生桥一级面板堆石坝
7－1 概述
边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作用下，整个 岩土体存在着从高处向低处滑动的趋势，即边坡存在不 稳定的趋势，或者说存在着滑坡的趋势。
什么是滑坡?
边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。
7－1 概述
土坡滑坡前征兆：土坡在发生滑动之前，一般 在坡顶首先开始明显的下沉并出现裂缝，同时 坡脚附近的地面则有较大的侧向位移并微微隆 起。
随着坡顶裂缝的开展和坡脚侧向位移的增加， 部分土体突然沿着某一个滑动面急剧下滑，造 成滑坡事故。
有的快有的慢，岩坡滑动与土坡滑动相比，有 更大的突然性
7－1 概述
7－1 概述
紫坪铺水库2号泄洪洞出口滑坡
7－1 概述
云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡
2001年9月25日， 四川雅安市名山县 车岭镇岗上岭发生 滑坡。
滑坡的危害性 人工边坡防止滑坡 天然边坡防止滑坡 稳定性分析时一定要认真、慎重地对待
土坡滑动面的位置
除非土体中存在有明显的薄弱环节，一般情况下是 不知道的。
计算时，假定若干可能的滑动面，分别求出它们的 抗滑安全系数（安全系数=下滑/最大抗滑），从中 找出最小值，以此来代表土坡的稳定安全系数，而 与此相应的滑动面也就是最危险的滑动面。
（2）滑面上的抗剪强度减小：如浸水作用使土体软化、含水量
减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使有效应力减小等。
7-1 概述
假定：平面应变问题
通常在分析土坡的稳定性时，不考虑滑动土 体两端阻力的影响，这样就使土坡的稳定分 析简化为平面应变问题
7-1 概述
滑动面的形状
Slope in cohesionless soil
对均质土坡来说，滑面的位置与土的性质、土坡坡 度以及硬土层的埋藏深度有关。
实际土坡的稳定验算表明，只要土的强度指标选择 得当，算出的最小抗滑安全系数还是能反映实际土 坡的稳定程度的，但计算的最危险滑动面有时与实 际观察到的相差较远。
岩坡滑动位置
一般是沿软弱结构面滑动，在滑坡后缘形成 拉裂带。
单元体下土体可提供的最大抗滑力 Tf Ntg W cos tg
Fs
Tf TJ
W cos tg W sin J
cos tg sin w sin
tg
sattg
对单位土体来说
土粒作为考察对象，土体自重就是有效重量
第七章 边坡稳定分析
本章内容
7－1 概述 7－2 无粘性土土坡稳定分析 7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法 7－4 瑞典条分法 7－5 毕肖普条分法 7－6 非圆弧滑动面土坡稳定分析 7－7 讨论
7－1 概述
边坡：具有倾斜坡面的岩土体。
土坡：具有倾斜坡面的土体。
边坡种类：天然边坡由于地质作用自然形成的边坡，如山坡、 江河的岸坡等；人工边坡经过人工开挖、填筑等方式形成的坡面， 。 如基坑、渠道、土石坝、路堤等边坡
据称，有11人、14 幢民房被埋葬，40 多人夺命狂奔死里 逃生。
7-1 概述
为什么会发生滑坡?
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。
稳定平衡遭到破坏，引起边坡下滑
具体原因：
（1）滑面上的剪应力增加：如填土作用使边坡的坡高增加、渗流
作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重增加、地震作用等；
按照组成边坡岩土体的性质，通常分为土坡和岩坡两类
边 坡 的 简 单 外 形
7－1 概述
天然边坡 • 江、河、湖、海岸坡
7－1 概述
天然边坡 • 山、岭、丘、岗、天然坡
贵州洪家渡
7－1 概述
人工边坡
¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
7－1 概述
人工边坡
¤ 填方：堤、坝、路基、堆料
小浪底土石坝
其在平面上的投影就是一个圆弧，称滑弧。 • 圆弧滑动
7-1
滑动面的位置
概述
非均质的多层土或含软弱夹层的土坡: 复合滑动面
• 对非均质的多层土或含软弱夹层的土坡，土坡往往沿着 软弱夹层的层面而发生滑动，此时的滑动面常常是直线 和曲线组成的复合滑动面。
• 复合滑动
7-1 概述
最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小均试算找出
学）
7－2 无粘性土的土坡稳定
一、一般情况下的无粘性土土坡稳定
Hale Waihona Puke Baidu
N T
T
N W
下滑力 T W sin
单元体对其下 土体的压力
N
W
cos
单元体下土体
提供的抗滑力 T T W sin
单元体下土体 提供的支撑力
γ ’，而渗流力j i w ，式中γ w为水的重度， 则是i水力梯度。因为是顺坡出流 i sin ，于
是安全系数可写成
Fs
costg ( w ) sin
tg sat tg
与没有渗流作用相比，安全系数相差 / sat 倍， 此值接近于1/2。 因此，当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡 的稳定安全系数将近乎降低一半
N
N
W
cos
单元体下土体可提供的最大抗滑力 Tf Ntg W cos tg
Fs
Tf T
W cos tg W sin
tg tg
: Fs 1 ? : Fs 1
Fs等于1时，土体处于极限平衡状态，此时土坡的坡角就等于无粘性土的内摩擦角，也称休止角。
Rupture plane
无粘性土:平面
• 均质无粘性土土坡，滑动面近似为一平面。平面滑动
7-1 概述
均质粘性土：光滑曲面（圆柱面/圆弧） • 均质粘性土土坡，滑动面通常是一光滑的曲面，顶部
曲率半径较小，常垂直于坡顶，底部则比较平缓 • 滑动面的形状假定得稍有出入，对安全系数影响不大 • 可将均质粘性土土坡破坏时的滑动面假定为一圆柱面。
7－2 无粘性土的土坡稳定
二、有渗流情况下的无粘性土土坡稳定
N T
J T N W
顺坡出流i sin
下滑力T J W sin J
单元体对其下 土体的压力
N
W
cos
单元体下土体
提供的抗滑力 T T W sin
单元体下土体 提供的支撑力
N
N
W
cos
J wi w sin
7－1 概述
天生桥一级面板堆石坝
7－1 概述
边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作用下，整个 岩土体存在着从高处向低处滑动的趋势，即边坡存在不 稳定的趋势，或者说存在着滑坡的趋势。
什么是滑坡?
边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。
7－1 概述
土坡滑坡前征兆：土坡在发生滑动之前，一般 在坡顶首先开始明显的下沉并出现裂缝，同时 坡脚附近的地面则有较大的侧向位移并微微隆 起。
随着坡顶裂缝的开展和坡脚侧向位移的增加， 部分土体突然沿着某一个滑动面急剧下滑，造 成滑坡事故。
有的快有的慢，岩坡滑动与土坡滑动相比，有 更大的突然性
7－1 概述
7－1 概述
紫坪铺水库2号泄洪洞出口滑坡
7－1 概述
云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡
2001年9月25日， 四川雅安市名山县 车岭镇岗上岭发生 滑坡。
滑坡的危害性 人工边坡防止滑坡 天然边坡防止滑坡 稳定性分析时一定要认真、慎重地对待
土坡滑动面的位置
除非土体中存在有明显的薄弱环节，一般情况下是 不知道的。
计算时，假定若干可能的滑动面，分别求出它们的 抗滑安全系数（安全系数=下滑/最大抗滑），从中 找出最小值，以此来代表土坡的稳定安全系数，而 与此相应的滑动面也就是最危险的滑动面。
（2）滑面上的抗剪强度减小：如浸水作用使土体软化、含水量
减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使有效应力减小等。
7-1 概述
假定：平面应变问题
通常在分析土坡的稳定性时，不考虑滑动土 体两端阻力的影响，这样就使土坡的稳定分 析简化为平面应变问题
7-1 概述
滑动面的形状
Slope in cohesionless soil
对均质土坡来说，滑面的位置与土的性质、土坡坡 度以及硬土层的埋藏深度有关。
实际土坡的稳定验算表明，只要土的强度指标选择 得当，算出的最小抗滑安全系数还是能反映实际土 坡的稳定程度的，但计算的最危险滑动面有时与实 际观察到的相差较远。
岩坡滑动位置
一般是沿软弱结构面滑动，在滑坡后缘形成 拉裂带。
单元体下土体可提供的最大抗滑力 Tf Ntg W cos tg
Fs
Tf TJ
W cos tg W sin J
cos tg sin w sin
tg
sattg
对单位土体来说
土粒作为考察对象，土体自重就是有效重量
第七章 边坡稳定分析
本章内容
7－1 概述 7－2 无粘性土土坡稳定分析 7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法 7－4 瑞典条分法 7－5 毕肖普条分法 7－6 非圆弧滑动面土坡稳定分析 7－7 讨论
7－1 概述
边坡：具有倾斜坡面的岩土体。
土坡：具有倾斜坡面的土体。
边坡种类：天然边坡由于地质作用自然形成的边坡，如山坡、 江河的岸坡等；人工边坡经过人工开挖、填筑等方式形成的坡面， 。 如基坑、渠道、土石坝、路堤等边坡
据称，有11人、14 幢民房被埋葬，40 多人夺命狂奔死里 逃生。
7-1 概述
为什么会发生滑坡?
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。
稳定平衡遭到破坏，引起边坡下滑
具体原因：
（1）滑面上的剪应力增加：如填土作用使边坡的坡高增加、渗流
作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重增加、地震作用等；
按照组成边坡岩土体的性质，通常分为土坡和岩坡两类
边 坡 的 简 单 外 形
7－1 概述
天然边坡 • 江、河、湖、海岸坡
7－1 概述
天然边坡 • 山、岭、丘、岗、天然坡
贵州洪家渡
7－1 概述
人工边坡
¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
7－1 概述
人工边坡
¤ 填方：堤、坝、路基、堆料
小浪底土石坝
其在平面上的投影就是一个圆弧，称滑弧。 • 圆弧滑动
7-1
滑动面的位置
概述
非均质的多层土或含软弱夹层的土坡: 复合滑动面
• 对非均质的多层土或含软弱夹层的土坡，土坡往往沿着 软弱夹层的层面而发生滑动，此时的滑动面常常是直线 和曲线组成的复合滑动面。
• 复合滑动
7-1 概述
最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小均试算找出