粘性土坡稳定性分析

土坡稳定安全系数
Fs
(cl W tan ) E p Ea
土坡稳定计算图解法
粘性土坡稳定分析方法，即便是最简单的 端典条分法，由于要找到最危险的滑动圆弧， 都需要大量的计算工作。 为简化计算工作量，泰勒（Taylor）根据 所掌握的大量计算资料，内摩擦角 、坡角 与系数N＝c / H之间的关系曲线，并绘成图 表供直接查用。
Fs
cl W cos (u W sin
i i i i i i i
w i
z )li tgi
ui w ( zi hwi )
② 代替近似法：取滑弧范围内孔隙水体为脱离体，用孔隙水体的 自重和颗粒浮反力、边界水压力和渗流反力组成平衡力系，用前 者对圆心取矩代替渗流反力力矩。
3 3 3 u B 1 A(1 ) B 1 A (1 A) 1 1 1
3 u 令 B B A (1 A) 1 1
Fs
பைடு நூலகம்
复合滑动面土坡稳定分析
当土坡地基中存在有软弱薄土层时，则滑动面
可能由三种或三种以上曲线组成，形成复合滑
动面。
假定滑动面为
复合滑动面土坡稳定分析
ABCD AB和 1.土体。其中 ABB ’对 CD 为圆柱面，而 BCC’B’ 的推力Ea； BC 为通过软弱土层 2.土体 CDC’对 BCC’B’ 的抗滑力 的平面。如果取土 E ； 体 为脱离体， pBCC’B’ 3. 土体自重W 及BC 同时不考虑 BB’ 和 面上的反力 N； CC’面上的切向力， W＝N； 则整个土体所受的 4. BC面上的抗滑阻 力有： 力T。
瑞典条分法是忽略条块间力影响的一种 简化方法，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乎衡条件，此法应 用的时间很长，积累了丰富的工程经验，一 般得到的安全系数偏低，即误差偏于安全方 面，故目前仍然是工程上常用的方法。
瑞典条分法和简化毕肖甫法对比
简化毕肖甫法是在不考虑条块间切向力的前提下．满足力 多边形闭合条件，就是说，隐含着条块间有水平力的作用，虽 然在公式中水平作用力并未出现。其持点是： (1)满足整体力矩平衡条件； (2)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； (3)假设条块间作用力只有法向力没有切向力； (4)满足极限平衡条件。 由于考虑了条块间水平力的作用，得到的安全系数较瑞典 条分法略高一些。很多工程计算表明，毕肖甫法与严格的极限 平衡分析法，即满足全部静力平衡条件的方法(如下述的简布法) 相比，结果甚为接近。由于计算不很复杂，精度较高，所以是 目前工程中很常用的一种方法。
代入求FS/
FS/=FS
求Pi 求Pi， Hi 求Hi N 求Fs FS—FS/<0
Y END
几种分析计算方法的总结
方法
滑裂面形状 假设 条件 精度 平 衡 条 件 整体力矩 各条力矩 各条垂直力 各条水平力
整体圆弧法
圆弧 刚性滑动体滑动 面上极限平衡 软粘土不排水 Pn=0
简单条分法
u B 1 u u B h
部分浸水的土坡稳定分析
Fs
cl (h h )b cos tg (h h )b sin
i i i1 i2 i i i i1 i2 i i
稳定渗流期的土坡稳定分析
① 流网法：渗流的任一等势线ab与滑弧面交点b的孔隙水压力等 于b点与a点高差的水头压力
圆弧 忽略条间力 一般均质土 Fs 偏小 10% ╳ ╳
毕肖普法
圆弧 考虑条间力 Hi=0（简 布） 一般 一般均质土 Hi=0，误差 20%-70% ╳ ╳
普遍条分法（简布）
任意 Pi 直线分布 wi，Ni 交 于条底中点 Oi 任意土（分层土） 比较难确定
瑞典条分法和简化毕肖甫法对比
2．原理与特点
(1) 任意形式滑裂面，不一定圆弧 (2) 假设 Ni作用点 n Pi作用点 n-1 极限平衡条件 n x y 0 Moi 0 3n+1 （3）6n-2 个未知数 共计 6n 个条件
H =0 普遍条分法（简布 令 Janbu 法）
i
简 布 法 计 算 流 程 图 不一定都是圆弧面, 也可以是平面
Pi=Pi+1 -Pi
普遍条分法（简布 Janbu法）
1．安全系数公式
1 [ Cibi Wi H i )tgi ] m Fs (Wi Hi )sini
i
1 tg i tgi mi cos i / Fs 2 sec i
计算比较繁杂
普遍条分法（简布 Janbu法）
普遍条分法（简布 Janbu法）
假定条块间水平作用力的位置
O di X
R i
b
C
B
Wi Pi hi h
Hi+1 Pi+1
hi+1
Wi
A Ti i Ni
Hi
Ti
i
Ni
普遍条分法（简布 Janbu法）
X
Wi Pi hi h
Hi+1
Pi+1 hi+1 Ni
i
Wi
i
H=Hi+1 -Hi Pi=Pi+1 -Pi
Hi
Ti
i
Ni
通过静力平衡求Pi
普遍条分法（简布 Janbu法）
P11=0
8 9
10
11
i
Wi Ni
7 P0=0 6 5 12 3 4
i
H=Hi+1 -Hi
P1 = P1 P2 = P1 + P2 = P1 + P2 Pi =Pi (i=1,j) Pn =Pi = 0 (i=1,n)
粘性土简单土坡计算图
Taylor 法 利用图表，可以很快地解决下列两个主要的土坡稳定问题： (1)已知坡角、土的内摩擦角 、粘聚力c 、容重 ，求土坡 的允许高度H； (2)已知土的性质指标c 、 、 以及坡高H，求允许的坡 。
水对土坡稳定性的简单分析
估算施工期的孔隙水压力
u u0 u u0 B[ 3 A(1 3)]