土坡和地基的稳定性

因此
＝12.9
§9.3 粘性土坡的稳定性一、整体圆弧滑动法 1.粘性源自坡滑动面的形式• 非均质土层
粘性土坡的失稳形态与工程地质条件有关 若土坡下存在软弱层，则滑动面很大部分将 通过软弱土层形成曲折的复合滑动面，而当土 坡位于倾斜岩层面上时，滑动面往往沿岩层面 产生。
§9.3 粘性土坡的稳定性
• 均质土层 大量的观察调查证实，均质土坡滑动面大多为 一曲面，通常近似于圆柱面，在横断面上呈现圆 弧形，为了简化，在分析粘性土坡稳定性时往往 假设土坡沿着圆弧破裂面滑动。根据土坡坡脚大 小、土体强度指标以及土中硬层位置的不同，圆 弧滑动面的形式一般有以下三种： (1)圆弧滑动面通过坡脚，称为坡脚圆 (2)圆弧滑动面通过坡面，称为坡面圆 (3)圆弧滑动面通过坡脚以外的点，称为中点圆
（1）对于均质粘性土坡，当土的内摩擦角φ ＝0时，其最危险滑动面常通过坡角。其圆心位 置可由图中CO与BO两线的交点确定，图中β1及 β2的值可根据坡角查出。
§9.3 粘性土坡的稳定性
§9.2 无粘性土坡的稳定性
一、无渗流作用时
根据实际观测，由无粘性土构成的土坡，破 坏时滑动面大多近似于平面。
如图所示的简单土坡，若假定滑动面是通过 坡脚A的平面AC。
沿土坡长度方向截取单位长度土坡分析。 滑动土体ABC的重力为：
W SABC
下滑力：T W sin
§9.2 无粘性土坡的稳定性
具体原因: （1）滑面上的剪应力增加：如路堑或基坑开挖； 填土作用使边坡的坡高增加；渗流作用渗透力使下 滑力增加；降雨使土体饱和、容重增加；地震作用 等。 （2）滑动面上的抗剪强度减小：如浸水作用使 土体软化、强度降低；气候变化产生的干裂、冻融， 使土体变松，强度降低；震动力引起土的液化或触 变引起的土的强度降低。
垂直于坡面的分力：N W cos 抗滑力：T Ntan＝W cos tan K Tf W cos tan tan
T W sin tan
当 时 滑动稳定安全系数最小，即无粘性土坡 面上的一层土是最易滑动的。 由此：
K tan tan
§9.2 无粘性土坡的稳定性
当β= 时，K=1，土坡处于极限平衡状态。
天然土坡（山、岭、丘、岗、天然坡）
§9.1 概 述
天然土坡（江、河、湖、海岸坡）
§9.1 概 述
人工土坡——挖方（沟、渠、坑、池）
§9.1 概 述
人工土坡——填方（堤、坝、路基、堆料）
§9.1 概 述
二、滑坡 斜坡上大量土体或岩体在重力作用下，沿一
定的滑动面整体向下滑动的现象称为滑坡。
§9.1 概 述
知识要点
1.掌握无粘性土土坡的稳定性分析法 2.掌握粘性土土坡的圆弧稳定分析法，
了解毕肖普等其它常用分析方法 3.了解非圆弧滑动面土坡稳定分析法 4.
§9.1 概 述
一、土坡
土坡就是由土体构成、具有倾斜坡面的土体， 它的简单外形如图所示。一般而言，土坡分为天然 土坡和人工土(边)坡。
§9.1 概 述
内摩擦角φ＝30°，若要求这个土坡的稳定安全系数为 1.25，试问在干坡或完全浸水情况下以及坡面有顺坡渗 流时其坡角应为多少度
【解答】 （1）干坡或完全浸水时：
tg tg 0.577 0.462
K 1.25
因此
＝24.8
（2）有顺坡渗流时：
tg＝ tg 9.69 0.5774 0.23 satK 19.51.25
K M f cu L R M Ga
§9.3 粘性土坡的稳定性
• 最危险滑动面的确定方法
由于计算安全系数时，滑动面为任意假定，并 不是最危险的滑动面，因此所求结果并非最小安 全系数。在计算时须假定一系列的滑动面，进行 多次试算，计算工作量颇大。费勒纽斯通过大量 计算分析，提出了确定最危险滑动面圆心的经验 方法。该法主要内容如下：
无粘性土的极限坡角等于内摩擦角也称为自然休 止角。
当β＜φ，即K＞1，土坡就是稳定的。为了保
证土坡具有足够安全，通常取K＞=1.3-1.5 结论：无粘性土土坡的稳定性与坡高无关，
仅取决于坡角β。
§9.2 无粘性土坡的稳定性
下滑力 T Gsin 抗滑力 T f G cos tg 安全系数 K Tf tan
埋没村庄
老县城
1600人死亡！
埋没村庄
新北川中学岩崩
906人死亡！
新县城
景家山崩塌 新北川中学
老县城
王家岩滑坡
§9.1 概 述
5.12汶川地震 山体崩塌与滑坡灾害 • 山崩1342处； • 滑坡1752处； • 泥石流501处； • 堰塞湖100多个 （严重危害的34个）
被地震摧毁的北川县城，左上角的 滑坡是北川的最大杀手
香港1900年建市，1977年成立土力工程署 港岛1972 Po Shan 滑坡 (20,000 m3)(67 死、20 伤)
Early 1972 滑坡前 June 1972 滑坡后
§9.1 概 述
三、引起滑坡的原因
滑坡的实质是土体内部某个滑动面上的剪应力达 到了它的抗剪强度，使稳定平衡遭到破坏。
§9.3 粘性土坡的稳定性
2.整体圆弧滑动法安全系数计算
对于均质简单土坡，可假定土坡失稳破坏时的滑 动面为一圆柱面，将滑动面以上土体视为刚体，并 以其为脱离体，分析在极限平衡条件下脱离体上作 用的各种力来计算土坡的稳定安全系数。
K f
K Mf f LR
M Ga
对于饱和黏土在不排水条件下:
u 0 f cu
T tan 二、有渗流作用时
J w iV，i sin
J wiV w z cos sin
G z cos
§9.2 无粘性土坡的稳定性
抗滑力 Tf G cos tan z cos2 tan
下滑力 T J G sin ( w )z cos sin
sat z cos sin
K Tf
z cos2 tan
tan
T sat z cos sin sat tan
sat
1 2
1 tan Fs 2 tan
可知，当坡面有顺 坡渗流作用时，无 粘性土坡的稳定安 全系数约降低1/2
§9.2 无粘性土坡的稳定性
【例】一均质无粘性土土坡，其饱和重度为19.5kN/m3，