第9章-土坡稳定分析
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第9章-土坡稳定分析
安全系数的定义
土坡沿着某一滑裂面的安全系数F是这样定义 的，土体沿着此滑裂面处处达到极限平衡，将
土沿此面的抗剪强度指标降低为c’/F, tan’/F,
即
=c’e+’e tan’e
c’e = c’/F
tan’e = tan’/F
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
第二节 无粘性土土坡的稳定分析
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一、土坡：具有倾斜面的土体
2．人工土坡
¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一、土坡：具有倾斜面的土体
2．人工土坡 ¤填方：堤、坝、路基、堆料
第9章-土坡稳定分析
12．概述人工土坡
堤 防
第9章-土坡稳定分析
第9章-土坡稳定分析
1 概述
二. 滑坡 Landslides
4) 冻融：冻胀力及融化含水量升高
5) 人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出 入口
第9章-土坡稳定分析
地震引发的滑坡
第9章-土坡稳定分析
暴雨与地震引发泥石流-菲律宾
2006年2月17日菲律宾中东部莱特省因连日暴雨和南部 地区里氏2.6级轻微地震，爆发泥石流致近3000人遇难
第9章-土坡稳定分析
云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡－开挖
2 无粘性土土坡的稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
J W’
2．沿坡渗流无限长砂土坡安全系数
R
(1)取微单元A的土骨架为隔离体 作用力
NA
自重： WV
渗透力：J j V iw V s in w V l h
底面支撑力N，底面抗滑力R
(2) 滑动力：T J ( s i n w s i n ) V s a ts i n V
什么是滑坡？ 为什么会滑坡？
一部分土体在外因作用下，相对于另一部分 土体滑动
第9章-土坡稳定分析
1 概述
二. 滑坡的形式
第9章-土坡稳定分析
1 概述
二. 滑坡
2．造成滑坡的原因 降雨、蓄水、使岩土软化，
1) 振动：地震、爆破
坝背水坡浸润线
2) 土中含水量和水位变化
3) 水流冲刷：使坡脚变陡
存在渗透力
WN T
抗滑安全系数： F s抗 滑 滑 动 力 力 T RW W c so in s tgttg g
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
无渗流的无限长土坡讨论
Fs
tg tg
•当=时，Fs=1.0，天然休止角
•可见安全系数与土容重无关
•与所选的微单元大小无关。
即坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面
M R 0 efd e R 0 e ( c n t g ) d e R [ c A C 0 en t g d e R
注：（其中 n n l 是未知函数）
当=0（粘土不排水强度）时ccu MR cuACR
(3) 安全系数：Fs 抗 滑 滑 动 力 力 矩 矩M MR s cuW AC dR
O R
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡的稳定分析
§3 粘性土坡的稳定分析
1 瑞典圆弧法 2 瑞典条分法
O R
3 简化Bishop条分法
4 普遍条分法(Janbu法)
思考题： 为什么粘性土坡通 常不会发生表面滑 动？
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡-瑞典圆弧法
二、整体圆弧法(瑞典圆弧法)
(一) 分析计算方法
上安全系数Fs都相等
思考题 在干坡及静水下的坡中， 如不变，Fs有什么变化
第9章-土坡稳定分析
§9.2 无粘性土土坡的稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
1．沿坡渗流的情况：
降雨
正常蓄水土坝下游
水位骤降的土坝（堤）上游
第9章-土坡稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
流网
i＝dh/dl=sin
dh dl
第9章-土坡稳定分析
破坏形式：表面浅层滑坡 强度参数：内摩擦角 考察一无限长坡，坡角为 分析一微单元A
A
WN
T
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
一. 无渗流的无限长土坡
W
R
微单元A自重: W=V
N
沿坡滑动力： TWsin
A
对坡面压力： NWcos
(不考虑两侧作用力的影响，
即假定相互抵消)
抗滑力： R N tg W co stg
(3) 抗滑力：R N tg V c o s tg
百度文库
(4) 安全系数： F sT'R Jsa 'tcso is n tgsa 't ttg g
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
3. 讨 论
Fs
' sat
tg tg
JW R
N
•注： sa意t 味0 .5着与原无来渗稳流定比的较坡F，s减有小沿近坡一渗倍流时可能破坏
第9章-土坡稳定分析
江岸崩塌滑坡
第9章-土坡稳定分析
1 概述香港1900年建市，1977年成立土力工程署
港岛城1市972中P的o S滑ha坡n 问滑坡题（(~ 2香0,港000，m重3)(庆67）死、20 伤)
挖 方 填 方
第9章-土坡稳定分析
如何分析、判断？
无粘性土坡-相对简单 粘性土坡-复杂
O
R
1．假设条件：
• 均质土
• 二维 • 圆弧滑动面
d W
• 滑动土体呈刚性转动
• 在滑动面上处于极限平衡状态
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡-瑞典圆弧法
二、整体圆弧法(瑞典圆弧法)
（一）分析计算方法
O
2. 平衡条件（各力对O的力矩平衡）
R B
C
(1) 滑动力矩：Ms Wd (2) 抗滑力矩：
W
d A
• 与重度有关
• 与所选V大小无关，亦即在这种坡中各点安全系数相同
第9章-土坡稳定分析
§9.3 粘性土坡的稳定分析
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡的稳定分析
§3 粘性土坡的稳定分析
强度参数：粘聚力C，内摩擦角 破坏形式：危险滑裂面位置在土坡深处，对于均 匀土坡，在平面应变条件下，基于极限平衡理论 可推导得到其滑面为对数螺旋线，并可用一圆弧 （圆柱面）近似。
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡-瑞典圆弧法
二、整体圆弧法(瑞典圆弧法)-讨论
1. 当0时，n是l(x,y)的函数，无法得到 Fs的理论解
2. 其中圆心O及半径R是任意假设的，还
第 9 章 土坡稳定分析 Stability analysis of soil slopes
具有倾斜面的土体
坡肩 坡顶
坡 高
坡趾
坡角
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一. 土坡：具有倾斜面的土体
1．天然土坡 • 江、河、湖、海岸坡
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一. 土坡：具有倾斜面的土体
1．天然土坡
• 山、岭、丘、岗、天然坡
安全系数的定义
土坡沿着某一滑裂面的安全系数F是这样定义 的，土体沿着此滑裂面处处达到极限平衡，将
土沿此面的抗剪强度指标降低为c’/F, tan’/F,
即
=c’e+’e tan’e
c’e = c’/F
tan’e = tan’/F
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
第二节 无粘性土土坡的稳定分析
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一、土坡：具有倾斜面的土体
2．人工土坡
¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一、土坡：具有倾斜面的土体
2．人工土坡 ¤填方：堤、坝、路基、堆料
第9章-土坡稳定分析
12．概述人工土坡
堤 防
第9章-土坡稳定分析
第9章-土坡稳定分析
1 概述
二. 滑坡 Landslides
4) 冻融：冻胀力及融化含水量升高
5) 人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出 入口
第9章-土坡稳定分析
地震引发的滑坡
第9章-土坡稳定分析
暴雨与地震引发泥石流-菲律宾
2006年2月17日菲律宾中东部莱特省因连日暴雨和南部 地区里氏2.6级轻微地震，爆发泥石流致近3000人遇难
第9章-土坡稳定分析
云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡－开挖
2 无粘性土土坡的稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
J W’
2．沿坡渗流无限长砂土坡安全系数
R
(1)取微单元A的土骨架为隔离体 作用力
NA
自重： WV
渗透力：J j V iw V s in w V l h
底面支撑力N，底面抗滑力R
(2) 滑动力：T J ( s i n w s i n ) V s a ts i n V
什么是滑坡？ 为什么会滑坡？
一部分土体在外因作用下，相对于另一部分 土体滑动
第9章-土坡稳定分析
1 概述
二. 滑坡的形式
第9章-土坡稳定分析
1 概述
二. 滑坡
2．造成滑坡的原因 降雨、蓄水、使岩土软化，
1) 振动：地震、爆破
坝背水坡浸润线
2) 土中含水量和水位变化
3) 水流冲刷：使坡脚变陡
存在渗透力
WN T
抗滑安全系数： F s抗 滑 滑 动 力 力 T RW W c so in s tgttg g
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
无渗流的无限长土坡讨论
Fs
tg tg
•当=时，Fs=1.0，天然休止角
•可见安全系数与土容重无关
•与所选的微单元大小无关。
即坡内任一点或平行于坡的任一滑裂面
M R 0 efd e R 0 e ( c n t g ) d e R [ c A C 0 en t g d e R
注：（其中 n n l 是未知函数）
当=0（粘土不排水强度）时ccu MR cuACR
(3) 安全系数：Fs 抗 滑 滑 动 力 力 矩 矩M MR s cuW AC dR
O R
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡的稳定分析
§3 粘性土坡的稳定分析
1 瑞典圆弧法 2 瑞典条分法
O R
3 简化Bishop条分法
4 普遍条分法(Janbu法)
思考题： 为什么粘性土坡通 常不会发生表面滑 动？
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡-瑞典圆弧法
二、整体圆弧法(瑞典圆弧法)
(一) 分析计算方法
上安全系数Fs都相等
思考题 在干坡及静水下的坡中， 如不变，Fs有什么变化
第9章-土坡稳定分析
§9.2 无粘性土土坡的稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
1．沿坡渗流的情况：
降雨
正常蓄水土坝下游
水位骤降的土坝（堤）上游
第9章-土坡稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
流网
i＝dh/dl=sin
dh dl
第9章-土坡稳定分析
破坏形式：表面浅层滑坡 强度参数：内摩擦角 考察一无限长坡，坡角为 分析一微单元A
A
WN
T
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
一. 无渗流的无限长土坡
W
R
微单元A自重: W=V
N
沿坡滑动力： TWsin
A
对坡面压力： NWcos
(不考虑两侧作用力的影响，
即假定相互抵消)
抗滑力： R N tg W co stg
(3) 抗滑力：R N tg V c o s tg
百度文库
(4) 安全系数： F sT'R Jsa 'tcso is n tgsa 't ttg g
第9章-土坡稳定分析
2 无粘性土土坡的稳定分析
二. 有沿坡渗流情况
3. 讨 论
Fs
' sat
tg tg
JW R
N
•注： sa意t 味0 .5着与原无来渗稳流定比的较坡F，s减有小沿近坡一渗倍流时可能破坏
第9章-土坡稳定分析
江岸崩塌滑坡
第9章-土坡稳定分析
1 概述香港1900年建市，1977年成立土力工程署
港岛城1市972中P的o S滑ha坡n 问滑坡题（(~ 2香0,港000，m重3)(庆67）死、20 伤)
挖 方 填 方
第9章-土坡稳定分析
如何分析、判断？
无粘性土坡-相对简单 粘性土坡-复杂
O
R
1．假设条件：
• 均质土
• 二维 • 圆弧滑动面
d W
• 滑动土体呈刚性转动
• 在滑动面上处于极限平衡状态
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡-瑞典圆弧法
二、整体圆弧法(瑞典圆弧法)
（一）分析计算方法
O
2. 平衡条件（各力对O的力矩平衡）
R B
C
(1) 滑动力矩：Ms Wd (2) 抗滑力矩：
W
d A
• 与重度有关
• 与所选V大小无关，亦即在这种坡中各点安全系数相同
第9章-土坡稳定分析
§9.3 粘性土坡的稳定分析
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡的稳定分析
§3 粘性土坡的稳定分析
强度参数：粘聚力C，内摩擦角 破坏形式：危险滑裂面位置在土坡深处，对于均 匀土坡，在平面应变条件下，基于极限平衡理论 可推导得到其滑面为对数螺旋线，并可用一圆弧 （圆柱面）近似。
第9章-土坡稳定分析
3 粘性土坡-瑞典圆弧法
二、整体圆弧法(瑞典圆弧法)-讨论
1. 当0时，n是l(x,y)的函数，无法得到 Fs的理论解
2. 其中圆心O及半径R是任意假设的，还
第 9 章 土坡稳定分析 Stability analysis of soil slopes
具有倾斜面的土体
坡肩 坡顶
坡 高
坡趾
坡角
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一. 土坡：具有倾斜面的土体
1．天然土坡 • 江、河、湖、海岸坡
第9章-土坡稳定分析
1 概述
一. 土坡：具有倾斜面的土体
1．天然土坡
• 山、岭、丘、岗、天然坡