边坡计算方法总结PPT课件

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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
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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
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瑞典条分法
▪ 假设滑动面为圆弧，不考虑条间力，减少2n-2个 未知量
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瑞典条分法
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条分法及其受力分析
▪ 假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚 体，滑面为连续面，滑面上各点的法向应力 采用条分法获得，分析每一土条受力，根据 滑块刚体极限平衡条件，假定整个滑面上各 点的安全系数相等，确定安全系数。
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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
▪ 使用不平衡推力法计算时，抗剪强度指标可根据土 的性质和当地经验，采用试验和滑坡反算相结合的 方法确定
▪ 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。
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土坡稳定分析
▪ 边坡指具有倾斜坡面的岩土体（天然边坡、 人工边坡）
▪ 由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外 力作用下，整个岩土体都有从高处向低处滑 动的趋势。边坡丧失其原有稳定性，一部分 岩土体相对另一部分岩土体发生滑动的现象 称为滑坡（土坡、岩坡）
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引起滑坡的原因
▪ 根本原因在于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。剪 应力达到抗剪强度的起因有二
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Bishop条分法
▪ 假定滑动面为圆弧面，考虑了土条侧面的作 用力，假定各土条底部滑动面上的抗滑安全 系数相同，即等于滑动面的平均安全系数。
▪ Bishop采用了有效应力方法推导公式，该法 也可用总应力分析
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Bishop－总应力分析
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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
▪ 按平面问题考虑，将滑动面 以上土体看作刚体，并以它 为脱离体，分析在极限平衡 条件下其上各种作用力，而 以整个滑动面上的平均抗剪 强度与平均剪应力之比来定 义土坡的安全系数。
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整体圆弧滑动稳定分析
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φu=0分析法
▪ 一般情况下，土的抗剪 强度是随着滑动面上的 法向力的改变而变化的。
▪ 对于饱和粘土，在不排 水剪条件下φu=0，则有 τf=cu
（1）剪应力增加 （2）土体本身抗剪强度减小
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引起滑坡的原因
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无粘性土坡稳定分析
▪ 由于无粘性土土粒之间无粘聚力，因此，只要位于 坡面上的土单元能够保持稳定，则整个土坡就是稳 定的。
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粘性土坡整体圆弧滑动
▪ 粘性土由于土粒间存在粘聚 力，发生滑坡时是整块土体 向下滑动，坡面上任一单元 体的稳定条件不能用来代表 整个土坡的稳定条件。
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22பைடு நூலகம்
不平衡推力传递法－基本假设和受力分析
▪ 山区土坡往往覆 盖在起伏变化的 基岩上，土坡失 稳多数沿这些界 面发生，形成折 线滑动面，对这 类边坡的稳定分 析可采用不平衡 推力传递法
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不平衡推力传递法－计算公式推导
力平衡
莫尔库仑准则
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不平衡推力传递法－计算步骤
▪ 不平衡推力传递法计算时，先假设安全系数为1， 然后从坡顶的一条开始逐条向下推求Pi，直至求出 最后一条的推力Pn，Pn必须为零，否则要重新假定 安全系数，重新计算。
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杨布普遍条分法－杨布法计算公式
力平衡
力矩平衡
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杨布普遍条分法－杨布法计算公式
边界条件
安全系数的定义和莫尔－库仑准则
安 全 系 数
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杨布普遍条分法－杨布法计算公式
▪ 计算步骤（1）（2）（3）（4）
▪ 杨布条分法基本可以满足所有的静力平衡条 间，所以是“严格”方法之一，但其推力线 的假定必符合条间力的合理性要求（即土条 间不产生拉力和剪切破坏）。
▪ 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
▪ Janbu和不平衡推力传递法
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杨布普遍条分法－基本假设和受力分析
▪ 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。
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有地下水和稳定渗流时安全系数的计算
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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。
▪ 假定在地震时每一土条重心处作用着一个水 平向的地震惯性力，对于设计烈度为8，9度 的建筑物，则同时还要加上一个竖向的地震 惯性力。由于这两个惯性力的影响，边坡的 安全系数将减小。