《边坡稳定性分析》PPT课件
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《边坡稳定性》PPT课件
10.2 无粘性土坡的稳定性
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
T
T N
W
土坡整 体稳定
只要位于坡面上的土单 T>T
元体能够保持稳定，则
整个坡面就是稳定的
单元体 稳定
均质无粘性土坡
边坡上土单元自重为 W z cos
N W cos
下滑力: T W sin
抗滑力 T ' N tan β W cos tan
1 m i
(Cibi
Witgi )
Wi sini
其中
mi
cosi
sin i tg i
Fs
3. 毕肖甫法计算步骤
mi
cosi
sin i tg i
Fs
1.初选圆心O，半径R 2.设Fs=1.0，计算 mi、Fs
Fs
1 m i
(Cibi
Witgi )
Wi sini
3.若满足 Fs Fs Fs 则进行步骤5
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(表10-1)
>0
1)圆心位置在EO的延长线上
确定最危险滑动面圆心位置
2)有时不一定在ED的延长线上， 可能在其左右附近
3. 稳定数法
土坡的稳定性相关因素
泰勒（Taylor,D.W， 1937）用图表表达影 响因素的相互关系
3.荷载：
4.土体中水的影响： 降雨、蓄水、使岩土软化；水流冲刷使坡脚变陡； 存在渗透力；
5.振动：爆破、地震引起土体抗剪强度减小。
造
成 土 坡 失
的 因 素
稳
外在因素：剪应力的增加 内在因素：土体自身抗剪强度的降低
《边坡稳定性分析》PPT课件
图中给出了陡坡路堤滑动的 几种可能：由于基底接触面较陡 或强度较弱，致使路堤整体沿基 底接触面产生滑动；由于基底修 筑在较厚的软弱土层上，致使路 堤连同其下的软弱土层沿某一滑 动面滑动；由于基底下岩层强度 不均匀，例如泥质页岩，致使路 堤沿某一最弱的层面滑动。
基 底 接 触 面
坡 积 层
可 能 的 滑 动 面
当在高水位时，如路堤两侧边坡上的水位不一致〔图〕，就会产生横穿路堤的渗
透，即使水位相差较小，也需予以考虑动水压力的作用。
因此，但凡用粘性土填筑的浸水路堤〔不包括渗透性极小的纯粘土〕，必须进 展渗透动水压力的计算。
三、边坡滑动面形状确定
路基边坡的稳定性，与岩土性 质、构造、边坡高度及坡度等因 素有关。滑动面的形状主要因土 质而异，有的近似直线平面，有 的呈曲面，有的那么可能是不规 那么的折线平面。为简化计算， 近似地将滑动破裂面与路基横断 面的交线假设为直线、圆曲线或 折线。
以前，由于公路等级低，线形差，路基不宽，开挖 不深，边坡稳定性对公路的影响不显著，人们对边坡 稳定性没有引起足够的重视。但是随着国民经济建立 的开展，公路交通事业日新月异，公路等级越来越高， 高填深挖已经不可防止，公路边坡失稳的事例也越来 越多。边坡失稳不仅影响行车平安，甚至掩埋公路， 中断交通，造成不可估量的经济损失。因此，研究公 路边坡的稳定性非常必要。
北京－珠2000余万元
重庆万州－梁平高速公路K42砂泥岩顺层滑坡
西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡
台湾“北二高〞基隆段发生严重的路堑边坡塌方
陡坡路基失稳案例
因此，必须对可能出现失稳或已出 现失稳的路基进展稳定性分析，保证路 基设计既满足稳定性要求，又满足经济 性要求。
路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。例如， 在岩质或土质山坡上开挖路堑，有可能因自然平衡条 件被破坏或者因边坡过陡，使坡体沿某一滑动面产生 滑坡。对高路堤可能因水流冲刷、边坡过陡产生坍塌。
教学-边坡工程(边坡稳定性评价分析概述)PPT课件
❖ 20世纪30～40年代经过费伦纽斯(W.Fellenius)和泰勒 (D.W.Taylor)等人的不断改进;
❖ 直至l954年简布(N.Janbu)提出了普遍条分法的基本原理; ❖ 1955年毕肖普(Bishop)明确了土坡稳定安全系数，使该方法
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(10/19)
❖ 各种方法的原理不同，作出的分析结果表示方式不一，各 有其优缺点；
❖ 不同的边坡稳定性分析方法又各具特点，有一定的适用条 件；
❖ 不同的边坡工程常常赋存于不同的工程地质环境中，有极 其复杂多变的特性，同时又有较强的隐蔽性。因而，在实 际工程中，应根据边坡工程的具体特点及使用目的，最好 能同时利用多种分析方法进行综合分析验证，力求得出一 个更加客观、可靠、合理的评价结果。
(2)数值分析方法
❖ 数值分析方法是目前岩土力学计算中使用最普遍的分析方法。 ❖ 3.2.1有限元(FEM)法 ❖ 3.2.2边界元(BEM)法 ❖ 3.2.3快速Lagrangian分析(FLAC)法 ❖ 3.2.4离散元(DEM)法 ❖ 3.2.5块体理论(BI）与不连续变形分析(DDA) ❖ 3.2.6无界元(TDEM）法
目前工程中常用的条分法有：Fellenius法（Ｗ.Fellenius， 1963）、Bishop法（Ａ.Ｗ.Bishop，1955）、Janbu法 （N.Janbu，1954，1973）。Morgestern-Price法、 （Morgestern-Price，1965）、Spencer法（Spencer，1973）、 Sarma法（Sarma，1979）、传递系数法等
❖ 块体极限平衡法是当前国内外应用最广的边坡稳定分析方法。 它是传统边坡稳定分析方法的代表。
❖ 块体极限平衡法首先假定滑移面已知、同时假定滑动体为刚 体，即忽略滑动体的变形对稳定性的影响，在以上假定条件 下对边坡进行静力平衡计算，从而求出边坡稳定系数.
❖ 直至l954年简布(N.Janbu)提出了普遍条分法的基本原理; ❖ 1955年毕肖普(Bishop)明确了土坡稳定安全系数，使该方法
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(10/19)
❖ 各种方法的原理不同，作出的分析结果表示方式不一，各 有其优缺点；
❖ 不同的边坡稳定性分析方法又各具特点，有一定的适用条 件；
❖ 不同的边坡工程常常赋存于不同的工程地质环境中，有极 其复杂多变的特性，同时又有较强的隐蔽性。因而，在实 际工程中，应根据边坡工程的具体特点及使用目的，最好 能同时利用多种分析方法进行综合分析验证，力求得出一 个更加客观、可靠、合理的评价结果。
(2)数值分析方法
❖ 数值分析方法是目前岩土力学计算中使用最普遍的分析方法。 ❖ 3.2.1有限元(FEM)法 ❖ 3.2.2边界元(BEM)法 ❖ 3.2.3快速Lagrangian分析(FLAC)法 ❖ 3.2.4离散元(DEM)法 ❖ 3.2.5块体理论(BI）与不连续变形分析(DDA) ❖ 3.2.6无界元(TDEM）法
目前工程中常用的条分法有：Fellenius法（Ｗ.Fellenius， 1963）、Bishop法（Ａ.Ｗ.Bishop，1955）、Janbu法 （N.Janbu，1954，1973）。Morgestern-Price法、 （Morgestern-Price，1965）、Spencer法（Spencer，1973）、 Sarma法（Sarma，1979）、传递系数法等
❖ 块体极限平衡法是当前国内外应用最广的边坡稳定分析方法。 它是传统边坡稳定分析方法的代表。
❖ 块体极限平衡法首先假定滑移面已知、同时假定滑动体为刚 体，即忽略滑动体的变形对稳定性的影响，在以上假定条件 下对边坡进行静力平衡计算，从而求出边坡稳定系数.
《边坡稳定性分析》PPT课件
§2.1概述
2.1.6条分法的应用
条分法种类较多，工程中用极限平衡理论进行 边坡稳定性分析时，常用“瑞典圆弧法、毕肖普 (Bishop)法、简布(Janbu)法和不平衡推力传递系数法” 等方法计算。主要是由于不同的滑动面形式，需要进 行不同的计算简化，也就对应着不同的计算方法。
1.滑面为单一平面。这种滑动形式的稳定性计 算分析方法较为简单，主要应用于砂土类非粘性土质 边坡以及有软弱夹层的岩石类边坡稳定性分析。
边坡防护技术
讲义
第二讲
边坡稳定性分析
§2.1概述
2.1.1边坡稳定判断
要进行边坡防护，首先要进行稳定性分析， 以判断边坡是否稳定以及边坡下滑体的下滑推力。
工程中采用边坡稳定安全系数K来判断其稳定 性。K由公式 K R 计算。
S
§2.1概述
2.1.1边坡稳定判断
《 建 筑 边 坡 工 程 技 术 规 范 》(GB50330-2002) 对边坡安全系数有如下规定：
常用的条分法包括瑞典圆弧法、毕肖普法、不 平衡推力传递系数法等。
§2.1概述
2.1.4刚体极限平衡法
条分法的基本假定为：
把滑动土体竖向分为若干土条，找出土条上 的作用力：土条本身重力，水平作用力，孔隙水压 力，两相邻土条传来的法向条间力和切向条间力。 考虑各个土条或整个滑动体的静力(水平力、竖向力、 力矩)平衡，得到相应的平衡方程。对方程求解，可 对边坡的稳定性和下滑推力进行判断。
表2.1建筑波安全系数规定值
安全系
边坡
数K
安全
等级 一级边坡
二级边坡
三级边坡
计算方法
平面滑动法பைடு நூலகம்折线滑动法
1.35
1.30
《边坡稳定性分析》课件
优缺点比较
不同的分析方法具有各自的 优缺点，需综合考虑使用。
结语
掌握边坡稳定性分析是科学 与实践的结合，帮助工程师 做出科学决策。
通过摩尔-库伦准则和偏应力分析法来评估边坡的 稳定性。
利用线弹性分析法和有限元分析法来研究边坡的 变形和稳定性。
参数及应用
边坡形状参数
考虑边坡的坡面形状 对稳定性的影响。
坡度参数
考虑边坡的坡度对稳 定性的影响。
岩石参数
考虑边坡所处的岩石 类型及岩石的力学性 质。
地基参数
考虑边坡所处的地基 条件对稳定性的影响。
边坡的稳定性对于山地开发、土木工程和环境保护具有重要影响。稳定的边 坡可以确保工程和人员的安全。
边坡稳定性分析的重要性
1 工程安全
合理的边坡分析可以减少工程事故的发生。
2 经济效益
有效的边坡稳定性分析可以节省工程施工和维护的成本。
3 环境保护
稳定的边坡有助于地质环境的保护和生态平衡的维护。
边坡稳定性判断方法
1
应力分析法
2
通过摩尔-库伦准则和偏应力分析法来评
估边坡的稳定性。
3
静力平衡法
通过滑动体、倾覆体判断和倾斜准则来 分析边坡的稳定性。
变形分析法
利用线弹性分析法和有限元分析法来研 究边坡的变形和稳定性。
边坡稳定性判断方法
静力平衡法 应力分析法 变形分析法
通过滑动体、倾覆体判断和倾斜准则来分析边坡 的稳定性。
实例分析
案例1：静力平衡法分析
通过静力平衡法分析边坡的稳定 性，并提供解决方案。
案例2：应力分析法分析
通过应力分析法分析边坡的稳定 性，并评估不同应力条件下的安 全性。
案例3：变形分析法分析
4.2边坡稳定性课件
极限平衡法：先假定多个土坡可能滑动的滑动面， 然后根据静力平衡条件和莫尔-库仑强度准则计算沿 各滑动面滑动的可能性，从中寻找稳定安全系数最小 者，其对应的滑动面即为土坡滑动可能性最大的滑动 面。
4.2.2 无粘性土坡的稳定性分析
Stability Analysis of Noncohesive Soil Slope
cos sin
i w sin tan
i w cos
Fs
TR TS
cos sin
i i
w sin tan
w cos
① 当渗流方向为顺坡时，即θ=β，i=sinβ
【 例 题 4-2-1】 某 均 质 土 坡 坡 高 H=5m ， 土 的 重 度 γ=18.5kN/m3 ， 抗 剪 强 度 指 标 c=20kPa 、 φ=15º 。试计算坡角为β=70º时的稳定安全系数。
O
R
• 均质土
• 二维
d
• 圆弧滑动面
• 滑动土体呈刚性转动
• 在滑动面上处于极限平衡状态
土坡沿圆弧AC滑动时，可视为土体ABC绕圆心O转动。
取1m长度进行分析，得到由滑动土体ABC产生对滑动圆
心O的滑动力矩MS和由滑动面AC上的摩擦力和粘聚力产
生对滑动圆心O的抗滑力矩MR分别为
M M
S R
W
f
由长期自然地质营力作用形成的土坡称为天然土坡，如山 坡、岸坡等；
由人工开挖或填方形成的土坡，称为人工土坡，如基坑、 渠道、土坝、路堤等边坡。
1、天然土坡
• 江、河、湖、海岸坡
1、天然土坡
• 山、岭、丘、岗、天然坡
贵州洪家渡
• 2．人工土坡
4.2.2 无粘性土坡的稳定性分析
Stability Analysis of Noncohesive Soil Slope
cos sin
i w sin tan
i w cos
Fs
TR TS
cos sin
i i
w sin tan
w cos
① 当渗流方向为顺坡时，即θ=β，i=sinβ
【 例 题 4-2-1】 某 均 质 土 坡 坡 高 H=5m ， 土 的 重 度 γ=18.5kN/m3 ， 抗 剪 强 度 指 标 c=20kPa 、 φ=15º 。试计算坡角为β=70º时的稳定安全系数。
O
R
• 均质土
• 二维
d
• 圆弧滑动面
• 滑动土体呈刚性转动
• 在滑动面上处于极限平衡状态
土坡沿圆弧AC滑动时，可视为土体ABC绕圆心O转动。
取1m长度进行分析，得到由滑动土体ABC产生对滑动圆
心O的滑动力矩MS和由滑动面AC上的摩擦力和粘聚力产
生对滑动圆心O的抗滑力矩MR分别为
M M
S R
W
f
由长期自然地质营力作用形成的土坡称为天然土坡，如山 坡、岸坡等；
由人工开挖或填方形成的土坡，称为人工土坡，如基坑、 渠道、土坝、路堤等边坡。
1、天然土坡
• 江、河、湖、海岸坡
1、天然土坡
• 山、岭、丘、岗、天然坡
贵州洪家渡
• 2．人工土坡
边坡研究意义及稳定性分析PPT课件
15
1 基本概念及研究意义
16
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
当斜坡形成时， 在斜坡表面产生卸荷 回弹变形（上），（a） 重力场型（b）水平应 力场型。
进一步的引起应 力的重分布（下） 。
17
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
2.1 斜坡应力场的基本特征
25
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
（2）坡形的影响
中国矿业大学资源与地球科学学院
坡脚最大剪应力和坡形之间关系图解 Stacey，1970
26
2 斜坡岩土应力分布特征
（2）坡形的影响
坡角明显改变应力状况。随坡角变陡，坡面复检张力带范围也随 之扩大和增强。坡脚应力集中带最大剪应力值随之增高。
2 斜坡岩土应力分布特征
2.2 斜坡应力场的影响因素
坡形 岩土体性质 原始应力状态
23
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
（1）原始应力状态
中国矿业大学资源与地球科学学院
斜坡张力集中位置与原始应力状态、 坡角关系
24
2 斜坡岩土应力分布特征
当斜坡中存在较高原始应力时，斜坡更容易出现变形破坏。
21
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
总结： （1）最大重应力近于平行临空面，最小重应力近于与
坡面正交。 （2）坡脚剪应力集中形成剪应力增高带，坡顶附近出
现拉应力。 （3）最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，
并凹向临空面。 （4）坡面的实际径向压力为零。
22
中国矿业大学资源与地球科学学院
边坡稳定分析PPT
假设滑动面为圆弧，不考虑条间力，减少2n-2个 未知量
瑞典条分法
成层土和坡顶有超载时安全系数的计算
成层土和坡顶有超载时安全系数的计算
有地下水和稳定渗流时安全系数的计算
考虑地震作用时安全系数计算
在地震区，由于地壳的振动而引起动力作用， 将影响到边坡的稳定性，在分析时必须予以 考虑。根据规范推荐的方法，采用拟静力法。
条分法及其受力分析
n 土条间法向作用力 2n-2 土条间切向作用力 n-1
安全系数Fs 1
条分法及其受力分析
将土坡作为平面问题，对每个土条可分别列两个正交方向的静力平衡方程和一个 力矩平衡方程 3n个方程
常用条分法
瑞典条分法 简化的bishop条分法 杨布条分法 不平衡推力法
瑞典条分法
Bishop采用了有效应力方法推导公式，该法 也可用总应力分析
Bishop－有效应力分析
Bishop－有效应力分析
Bishop－有效应力分析
力矩平衡
简化后得：
Bishop－总应力分析
非圆弧滑动面土坡稳定分析
无粘性土坡滑面一般为平面，均质粘性土坡 滑面一般为圆弧面
当边坡中存在明显的软弱夹层时，或在层面 倾斜的岩面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比 较发育的岩土体或有老滑坡体等滑坡将在软 弱面上发生，其破坏面将与圆柱面相差甚远。 圆弧滑动分析的瑞典条分法和Bishop法不再 适用
分条之间不能承受拉力，所以任何土条的推力如果 为负，则推力不再向下传递，而对下一土条取推力 为零。
Janbu和析
假定土条间合力作用点位置为已知，这样减 少了n-1个未知量。条间作用点位置对土坡稳 定安全系数影响不大，一般假定其作用于土 条底面以上1/3高度处，这些作用点连线称为 推力线。
瑞典条分法
成层土和坡顶有超载时安全系数的计算
成层土和坡顶有超载时安全系数的计算
有地下水和稳定渗流时安全系数的计算
考虑地震作用时安全系数计算
在地震区，由于地壳的振动而引起动力作用， 将影响到边坡的稳定性，在分析时必须予以 考虑。根据规范推荐的方法，采用拟静力法。
条分法及其受力分析
n 土条间法向作用力 2n-2 土条间切向作用力 n-1
安全系数Fs 1
条分法及其受力分析
将土坡作为平面问题，对每个土条可分别列两个正交方向的静力平衡方程和一个 力矩平衡方程 3n个方程
常用条分法
瑞典条分法 简化的bishop条分法 杨布条分法 不平衡推力法
瑞典条分法
Bishop采用了有效应力方法推导公式，该法 也可用总应力分析
Bishop－有效应力分析
Bishop－有效应力分析
Bishop－有效应力分析
力矩平衡
简化后得：
Bishop－总应力分析
非圆弧滑动面土坡稳定分析
无粘性土坡滑面一般为平面，均质粘性土坡 滑面一般为圆弧面
当边坡中存在明显的软弱夹层时，或在层面 倾斜的岩面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比 较发育的岩土体或有老滑坡体等滑坡将在软 弱面上发生，其破坏面将与圆柱面相差甚远。 圆弧滑动分析的瑞典条分法和Bishop法不再 适用
分条之间不能承受拉力，所以任何土条的推力如果 为负，则推力不再向下传递，而对下一土条取推力 为零。
Janbu和析
假定土条间合力作用点位置为已知，这样减 少了n-1个未知量。条间作用点位置对土坡稳 定安全系数影响不大，一般假定其作用于土 条底面以上1/3高度处，这些作用点连线称为 推力线。
建筑边坡稳定性分析PPT演示课件
假定条间力合力的作用点位置，而有简布(N.Janbu)提出的普 遍条分法。
朗 日
流 形 元 法
赖
连
法
斯
续
法
变、
《建筑边坡工程技术规范》中的基本规定
边坡: 岩质边坡与土质边坡。岩质边坡的破坏形式按下表划分：
确定岩质边坡的岩体类型应考虑主要结构面与坡向的关系、结构 面倾角大小和岩体完整程度等因素。确定岩质边坡的岩体类型时， 由坚硬程度不同的岩石互层组成且每层厚度小于5m的岩质边坡宜 视为由相对软弱岩石组成的边坡。当边坡岩体由两层以上单层厚 度大于5m的岩体组合时，可分段确定边坡类型。
照上述边坡τ—稳—定沿性整概个念滑，裂显面然上，的F平S 均>1剪，土应力坡；稳定；FS <1，土坡失稳；FS =1，土坡处
态。
FS ——边坡稳定安全系数。
按照上述边坡稳定性概念，显然，FS >1，土坡稳定；FS <1，土坡失稳；FS =1，
土坡处于临界状态。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法
物理模拟方法
假定n-1个Xi值，更简单地假定所有Xi=0(条块间的合力是水平的), 这就是常用的毕肖普方法。
假定Xi与Ei的交角或条间力合力的方向，而有斯宾塞 (Spencer.E)法(条块间力的合力的方向相互平行)，摩根斯坦－普赖斯 法(Morgenstem—N.R，Price.V.E)(两相邻条块法向条间力和切向条间 力之间存在一个对水平方向坐标的函数关系)、沙尔玛法(Sarma.S.K.)(沿 条块侧面达到极限平衡)以及不平衡推力传递法。
综合上述分析，我们得到共计有6n-2个未知量，我们能得到 的只有各土条水平向及垂直向力的平衡以及土条的力矩平衡共计 3n个方程。因此，边坡的稳定分析实际上是一个求解高次超静 定问题。要使问题有唯一解就必须建立新的条件方程。解决的途 径有两个：一个是利用变形协调条件，引进土体的应力～应变关 系，另一个是作出各种简化假定以减少未知量或增加方程数。前 者会使问题变得异常复杂，工程界基本上不采用，后者采用不同 的假定和简化，而导出不同的方法。
朗 日
流 形 元 法
赖
连
法
斯
续
法
变、
《建筑边坡工程技术规范》中的基本规定
边坡: 岩质边坡与土质边坡。岩质边坡的破坏形式按下表划分：
确定岩质边坡的岩体类型应考虑主要结构面与坡向的关系、结构 面倾角大小和岩体完整程度等因素。确定岩质边坡的岩体类型时， 由坚硬程度不同的岩石互层组成且每层厚度小于5m的岩质边坡宜 视为由相对软弱岩石组成的边坡。当边坡岩体由两层以上单层厚 度大于5m的岩体组合时，可分段确定边坡类型。
照上述边坡τ—稳—定沿性整概个念滑，裂显面然上，的F平S 均>1剪，土应力坡；稳定；FS <1，土坡失稳；FS =1，土坡处
态。
FS ——边坡稳定安全系数。
按照上述边坡稳定性概念，显然，FS >1，土坡稳定；FS <1，土坡失稳；FS =1，
土坡处于临界状态。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法
物理模拟方法
假定n-1个Xi值，更简单地假定所有Xi=0(条块间的合力是水平的), 这就是常用的毕肖普方法。
假定Xi与Ei的交角或条间力合力的方向，而有斯宾塞 (Spencer.E)法(条块间力的合力的方向相互平行)，摩根斯坦－普赖斯 法(Morgenstem—N.R，Price.V.E)(两相邻条块法向条间力和切向条间 力之间存在一个对水平方向坐标的函数关系)、沙尔玛法(Sarma.S.K.)(沿 条块侧面达到极限平衡)以及不平衡推力传递法。
综合上述分析，我们得到共计有6n-2个未知量，我们能得到 的只有各土条水平向及垂直向力的平衡以及土条的力矩平衡共计 3n个方程。因此，边坡的稳定分析实际上是一个求解高次超静 定问题。要使问题有唯一解就必须建立新的条件方程。解决的途 径有两个：一个是利用变形协调条件，引进土体的应力～应变关 系，另一个是作出各种简化假定以减少未知量或增加方程数。前 者会使问题变得异常复杂，工程界基本上不采用，后者采用不同 的假定和简化，而导出不同的方法。
《边坡稳定性分析 》课件
挡土墙设计
通过边坡稳定性分析，设计合理 的挡土墙，确保边坡的稳定。定性
有些地区的地质条件复杂， 边坡稳定性分析变得更加 困难。
边坡稳定性预测存在不确 定性，需要合理评估和处 理。
3 人为因素
人为因素如不合理的工程 施工、未及时维护等，对 边坡稳定性产生影响。
综合性地质与土力学建模和分析软件。
2 FLAC
用于分析土体和岩石的弹性和不排水条件下的变形和稳定性的数值模拟软件。
3 Slope/W
专业的边坡稳定性分析软件，可进行各种稳定性分析和设计。
边坡稳定性分析实例
滑坡灾害
通过边坡稳定性分析，了解滑坡 的成因、演化过程和预防措施。
崩塌事故
利用边坡稳定性分析，分析崩塌 事故的原因和影响。
分析方法
物理模型
利用实验室试验和物理建模来模拟边坡的行为， 分析稳定性。
经验公式
根据经验和观测数据推导出的公式，用于估计边 坡的稳定性。
数值模拟
使用计算机软件进行数值模拟，预测边坡的稳定 性。
监测与分析
通过实时监测边坡的变形和应力等参数，分析边 坡的稳定性。
常见的边坡稳定性分析软件
1 GeoStudio
结论和总结
边坡稳定性分析是保障工程安全和防止地质灾害的重要手段。通过合理的分 析和措施，可以减少边坡灾害的发生，保护人民生命财产。
《边坡稳定性分析 》PPT 课件
边坡稳定性分析是指对边坡的稳定性进行评估和分析的过程。本课件将介绍 边坡稳定性分析的定义、重要性、方法、软件、实例、挑战、结论和总结。
定义
边坡稳定性分析是指评估和分析边坡的稳定性，以确定边坡是否会发生滑坡或崩塌等灾害。
重要性
边坡稳定性分析对于工程建设和地质灾害防治非常重要。它可以帮助工程师 和地质学家评估边坡的安全性，采取相应的措施保护人民生命财产。
第三章边坡稳定性分析ppt课件
※1、圆弧法基本步骤：
①通过坡脚任意选定可能滑动面AB，半径 为R，纵向单位长度，滑动土体分条（5~8） ②计算每个土条重Gi（土重、荷载重）垂 直滑动面法向分力 ③计算每一段滑动面抵抗力NitgΦ（内摩擦 力）和粘聚力cLi（Li为I小段弧长）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（二）边坡稳定分析的边坡取值
边坡稳定分析时，对于折线形边坡或阶梯 形边坡，在验算通过坡脚破裂面的稳定性 时，一般可取坡度平均值或坡脚点与坡顶 点的连线坡度。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（三）汽车荷载当量换算
⑥再假定几个可能的滑动面，计算相应k值 在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数k1， k2……kn对应于O1,O2……On的关系曲线K=f （O）与曲线f（O）相切即为极限滑动面kmin 在1.25～1. 5之间 ⑦稳定系数k取值 [k]=1.25～1.50
当计算k小于容许值[k]应放缓边坡，重新拟 订横断面，再按上述方法进行边坡稳定性分析
c5~20KPa
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节 概述
路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚 力和内摩擦角减小，边坡可能出现滑坍失 稳。因此，高填深挖路基、桥头引道和沿 河路堤等都要作稳定性验算。
二、
浸水路堤稳定性分析
1、河滩路堤受力：
普通路堤外力、自重、浮力（受水浸 泡产生浮力）、渗透动水压力（路堤两侧 水位高低不同时，水从高的一侧渗透到低 的一侧产生动水压力）
①通过坡脚任意选定可能滑动面AB，半径 为R，纵向单位长度，滑动土体分条（5~8） ②计算每个土条重Gi（土重、荷载重）垂 直滑动面法向分力 ③计算每一段滑动面抵抗力NitgΦ（内摩擦 力）和粘聚力cLi（Li为I小段弧长）
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（二）边坡稳定分析的边坡取值
边坡稳定分析时，对于折线形边坡或阶梯 形边坡，在验算通过坡脚破裂面的稳定性 时，一般可取坡度平均值或坡脚点与坡顶 点的连线坡度。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（三）汽车荷载当量换算
⑥再假定几个可能的滑动面，计算相应k值 在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数k1， k2……kn对应于O1,O2……On的关系曲线K=f （O）与曲线f（O）相切即为极限滑动面kmin 在1.25～1. 5之间 ⑦稳定系数k取值 [k]=1.25～1.50
当计算k小于容许值[k]应放缓边坡，重新拟 订横断面，再按上述方法进行边坡稳定性分析
c5~20KPa
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节 概述
路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚 力和内摩擦角减小，边坡可能出现滑坍失 稳。因此，高填深挖路基、桥头引道和沿 河路堤等都要作稳定性验算。
二、
浸水路堤稳定性分析
1、河滩路堤受力：
普通路堤外力、自重、浮力（受水浸 泡产生浮力）、渗透动水压力（路堤两侧 水位高低不同时，水从高的一侧渗透到低 的一侧产生动水压力）
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33
二、渗透动水压力的计算
大小： D=I Ωγ 方向：
渗透水压力D作用与浸溶线以下土体的重心 平行与水力坡降I。可按下式简化计算。 作用点：
重心
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三、浸水路堤边坡稳定性验算
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35
最不利情况一般发生在最高洪水位 骤然降落的时候。
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应根据土石成分及其表现的性质来确 定，一般的的选择方法是：
土质 采用“力法”
岩质 采用“工法”为主，“力法” 为辅
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7
边坡稳定性验算的计算参数
一、边坡稳定性验算的数据的确定
一般物理性质实验 含水量、容重
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8
标准击实实验
最佳含水量、最大密实度
剪切实验
C、Ф值
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1、定义：
受到季节性或长期浸水的沿河路堤，河滩路堤 及桥头引道等均为浸水路堤。
2、特点：
浸水路堤除承受普通路堤外力和自重外，还要
受到水的浮力和渗透动水压力的作用；及两侧的
静水压力的作用。水位上涨，水从边坡的一侧或
两侧渗入路堤内；而当水位降落时，水又从堤内
向外渗出。渗透速度随土的性质而异。
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26
2、圆心辅助线的确定
4.5H法 36°角法
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27
4.5H法 d
查表得β1、 β2
β1
i
A
H
B
4.5H
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h0 H
h
c
28
36°角法
五个点
0.3H 0.3H
36°(0.25+0.4)H
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29
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30
二、浸水路堤边坡稳定性验算
一）、渗透动水压力的作用
K>1 K= 1 K<1 C=O
稳定 极限状态 不稳定
天然休止角
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20
再假设滑动面，计算安全系数（稳定 系数），作K=f(α)关系曲线，确定最 小的安全系数，判断其是否ຫໍສະໝຸດ 定。精选课件ppt21
一般要求K≥ 1.25， 否则需要重新计算。
k
α
由于各种方法均有一些概况的假定，土
工实验数据也有一定的局限性，以及施工
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2
一、原理及方法 边坡滑动面形状
平面 直线
曲面 曲线
折线
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3
影响因素： 1、土质，强度、密实程度、施工过程；
2、水的影响；
3、边坡的形状和高度；
4、其它外荷载的作用。
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4
设计方法分类：
力学验算法（数解法、图解法）
利用C、Ф、Υ半理论计算方法
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可能的滑动形式
1、基底为基岩或为稳定山坡，地面横坡较 大，可能沿基底接触面产生滑动。
上，气候条件等因素影响，所以K一般取
用1.25~1.5
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22
二、圆弧法
圆弧法又分为瑞典法及简化法。最常 见的是条分法。
这种方法适用于粘土填筑的路基边坡， 滑动时滑动面近似为曲面，为简化计 算，通常假定为一圆弧状，滑动面一 般通过坡脚，有时也可能通过变坡点。
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1、条分法
9
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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10
2、边坡坡度的取值
平均坡度法 连线法
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11
3、荷载当量高度
按汽车荷载最不利情况来考虑， 按车辆荷载的作用面积，把它 的作用效果用相当的土体高度 来替代，称为均布等代土层， 换算高度称为当量高度。
基本方法：
0
x
y
把土体划分为若干小段，每一小段的重量Q包括 小段土体重和上部作用荷载。
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24
把小段的重量Q分解为垂直于小段滑 动面的垂直方向N（N=QCOSα）和 切于该滑段的切向方向T（T= QSINα）
α
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Q
25
滑动面上的可能反力有摩擦力Nf和 粘聚力CL，假定土条间无侧向力作 用，或若有但于滑弧的切向方向。
31
3、填料的影响
以粘性土填筑的路堤达到最佳密实度 后透水性很弱，以砂砾石填筑的路堤， 由于孔隙大，透水性强。这两种土对 于边坡稳定性影响都不大。
属于中等透水性的土如亚粘土、亚砂 土等作路堤填料，在水位降落时，对 边坡稳定性影响较大，需考虑动水压 力。
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32
浸水路堤填料最好用渗水性强的材料， 如石质坚硬不易风化的块石、片石、 碎砾石、砂砾等。若附近无此类填料 或从远运不经济时，可采用粘性土， 但必须夯实。对浸水易崩解、溶解或 风化的岩石应禁止使用。
16
适用于松散土体（砂、砾、石 等）填筑的路堤、多坡滑坍时的 力学验算，验算的方法是假设滑 动面通过坡脚或变坡点，计算填
土沿滑动面下滑的稳定系数K。
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17
α
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18
下滑力 T=Qsinα 抗滑力 R= Qcos αtanφ +CL
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19
K=R/T
K=（ Qcos αtanφ +CL ）/ Qsinα
第三章 边坡稳定性分析
第一节 概 述
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1
路基的稳定性，一般取决于边坡的 稳定性和地基的稳定性，路线在跨 越深沟或高架桥的桥头引道都要修 筑高填土路堤，一般对此要进行个
别设计，进行稳定性验算。
路基的稳定性分析的目的，就是要
确定一个合理的路基形式，选择一
个经济、稳定的边坡值，为是否进
行路基防护、加固提供依据。
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12
面积s
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13
h0=NG/BLγ
h0
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第二节 边坡稳定性力学验算法
一、直线法 二、圆弧法
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15
一、直线法
基本假定： 1、假定滑动土体是作整体滑动，滑动体
是刚体；
2、极限平衡状态只是在破裂面上达到；
3、不考虑内应力作用。
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K=M抗/M滑=R（f
要区别对待浸水和未浸水土条的单位体积重量。
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陡坡路堤稳定性验算
在坡度较大的山坡上修筑路堤，因 下滑力较大，填土有时会产生沿山 坡下滑的现象，严重威胁道路畅通 和行车安全。再设计这类路基时， 需验算路堤的滑动稳定性。当不能 保证路基稳定时应采取一定的稳定 或加固措施。
工程地质法
比拟法：利用工程地质相近性原则
分析法：路堑边坡受岩层构造面控制，产 状与路线走向的关系
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5
要分析：
1）地质情况 工程特点、成因、成分、密实程度
2）自然条件 气候、水文、温度
3）其它 边坡方位、高度、开挖方法、深孔爆破
4）配合土工实验
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6
设计方法的选择: