土力学边坡稳定分析
合集下载
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)。
2.坡顶有超载时
Fs
[cili (Wi qbi ) cositgi ] (Wi qbi ) sini
7－4 瑞典条分法
7－4 瑞典条分法
三、有地下水和稳定渗流时
1.基本公式：
Fs
[cili (Wi uibi ) cosi tani] Wi sini
2.土坡部分浸水：
土条底面孔隙水应力已知时，可用
有效应力法进行计算：
Fs
[cili bi ( ih1i ih2i ) cosi tani] bi ( ih1i ih2i ) sin i
7－5 毕肖普法
一.有效应力分析
作用力有：土条自重；作用于土条底面的切向抗剪力、有效法向 反力、孔隙水压力；在土条两侧分别作用有法向力和及切向力和
切向抗剪力
Ti
1 Fs
(cili
Nitgi )
取土条竖直方向力的平衡
Wi Xi Ti sini Nicosi uili 0
7－5 毕肖普法
Ni
1 mi
(Wi
X i
ui百度文库i
1 Fs
cili
sin i )
mi
cosi
tgi
Fs
s
in
i
整个滑动土体对圆心求力矩平衡：此时相邻土条之间侧壁作用力的力矩将互 相低消，而各土条滑面上的法向力的作用线通过圆心
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
二.最危险滑弧的寻找
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
三.条分法及其受力分析
极限平衡分析的条分法：土体为不变形刚体
滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数： 1、重力：Wi=ribihi；都为已知量； 2、底面反力：Ni和Ti; 3、比较所有安全系数，选最小值；
Fs
Tf T
W cos tg W sin
tg tg
: Fs 1 : Fs 1
7－2 无粘性土的土坡稳定
一.一般情况下的无粘性土土坡稳定
7－2 无粘性土的土坡稳定
二.有渗流情况下的无粘性土土坡稳定
下滑力 T J W sin J
抗滑力 Tf Ntg W cos tg
顺坡出流 i sin
j wi w sin
Fs
Tf TJ
W cos tg W sin J
cos tg sin w sin
tg sattg
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势
稳定安全系数定义为：滑动面上平均抗剪强度与平均剪
fi Fs
li R
Fs
(cili Wi cosi tani ) Wi sin i
7－4 瑞典条分法
一、基本假定和基本公式
Fs
(cili Wi cosi tani ) Wi sini
土条底面孔隙水应力已知时，可用 有效应力法进行计算：
Fs
[cili (Wi uibi ) cosi tani] Wi sini
7－1 概述
土坡：具有倾斜坡面的土体。 边坡：具有倾斜坡面的岩土体。 土坡种类：天然土坡、人工土坡。
7－1 概述
滑坡? 土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另一部分 土体滑动的现象称滑坡
滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。
7－1 概述
7－1 概述
滑坡原因? 滑坡的根本原因: 边坡中土体内部某个面上的剪应力达到 了它的抗剪强度。
应力之比
Fs
f
对均质土坡、圆弧滑动面：
稳定安全系数也可定义为：滑 动面上最大抗滑力矩与滑动力 矩之比；
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
对O点力矩平衡： f L R Wd
Fs
安全系数：
Fs
f LR
Wd
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
7－4 瑞典条分法
二、成层土和坡顶有超载时
1. 成层土
Wi bi ( 1ih1i 2ih2i h mi mi )
Fs
[cili bi ( 1ih1i 2ih2i mihmi ) cositgi ] bi 1h1i 2h2i mihmi sini
7－4 瑞典条分法
滑弧变短
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
二.最危险滑弧的寻找
手工计算，工作量大； 计算机计算，程序容易实现 1、确定可能的圆心范围： 2、对每个圆心，选择不同滑弧半径，计算各滑弧安 全系数； 3、比较所有安全系数，选最小值； 对φ≠0 滑面上各点的强度不同； 前面的公式就不能进行计算：条分法。
根据莫尔－库伦破坏准则： f c tg
对饱和粘土，在不排水条件下：φu＝0 f cu
安全系数：
Fs
cu LR Wd
φu＝0分析法
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
粘性土坡，竖向裂缝：
z0
2c Ka
2cu
因为φu= 0 ， Ka=1
安全系数：Fs
f
A'C R Wd
滑动面形状： 均质粘性土: 光滑曲面，圆弧 非均质粘性土: 复合滑动面.
Slope in cohesionless soil
Rupture plane
最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小都是试算找出。
7－2 无粘性土的土坡稳定
一.一般情况下的无粘性土土坡稳定
T W sin
Tf Ntg W cos tg
7－4 瑞典条分法
费伦纽斯近似确定最危险滑动面圆心位置的方法
7－4 瑞典条分法
土坡坡度 1:1.0 1:1.5 1:2.0 1:3.0 1:4.0
坡角i 45° 33°41′ 26°34′ 18°26′ 14°03′
角a 28° 26° 25° 25° 25°
角b 37° 35° 35° 35° 36°
滑坡的具体原因： （1）滑面上的剪应力增加：如填土作用使边坡的坡高增
加、渗流作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重 增加、地震作用等；
（2）滑面上的抗剪强度减小：如浸水作用使土体软化、 含水量减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使 有效应力减小等。
7－1 概述
假定：平面应变问题 无粘性土: 平面
7－4 瑞典条分法
一、基本假定和基本公式
不考虑条间力：
滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数： 1、重力：Wi=ribihi；都为已知量； 2、底面反力：Ni和Ti：
底面法向静力平衡: Ni Wi cosi
Ti
fi
Fs
li
cili
Nitgi
Fs
WiRsini TiR
Wi sini R
Fs
[cili (Wi qbi ) cositgi ] (Wi qbi ) sini
7－4 瑞典条分法
7－4 瑞典条分法
三、有地下水和稳定渗流时
1.基本公式：
Fs
[cili (Wi uibi ) cosi tani] Wi sini
2.土坡部分浸水：
土条底面孔隙水应力已知时，可用
有效应力法进行计算：
Fs
[cili bi ( ih1i ih2i ) cosi tani] bi ( ih1i ih2i ) sin i
7－5 毕肖普法
一.有效应力分析
作用力有：土条自重；作用于土条底面的切向抗剪力、有效法向 反力、孔隙水压力；在土条两侧分别作用有法向力和及切向力和
切向抗剪力
Ti
1 Fs
(cili
Nitgi )
取土条竖直方向力的平衡
Wi Xi Ti sini Nicosi uili 0
7－5 毕肖普法
Ni
1 mi
(Wi
X i
ui百度文库i
1 Fs
cili
sin i )
mi
cosi
tgi
Fs
s
in
i
整个滑动土体对圆心求力矩平衡：此时相邻土条之间侧壁作用力的力矩将互 相低消，而各土条滑面上的法向力的作用线通过圆心
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
二.最危险滑弧的寻找
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
三.条分法及其受力分析
极限平衡分析的条分法：土体为不变形刚体
滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数： 1、重力：Wi=ribihi；都为已知量； 2、底面反力：Ni和Ti; 3、比较所有安全系数，选最小值；
Fs
Tf T
W cos tg W sin
tg tg
: Fs 1 : Fs 1
7－2 无粘性土的土坡稳定
一.一般情况下的无粘性土土坡稳定
7－2 无粘性土的土坡稳定
二.有渗流情况下的无粘性土土坡稳定
下滑力 T J W sin J
抗滑力 Tf Ntg W cos tg
顺坡出流 i sin
j wi w sin
Fs
Tf TJ
W cos tg W sin J
cos tg sin w sin
tg sattg
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势
稳定安全系数定义为：滑动面上平均抗剪强度与平均剪
fi Fs
li R
Fs
(cili Wi cosi tani ) Wi sin i
7－4 瑞典条分法
一、基本假定和基本公式
Fs
(cili Wi cosi tani ) Wi sini
土条底面孔隙水应力已知时，可用 有效应力法进行计算：
Fs
[cili (Wi uibi ) cosi tani] Wi sini
7－1 概述
土坡：具有倾斜坡面的土体。 边坡：具有倾斜坡面的岩土体。 土坡种类：天然土坡、人工土坡。
7－1 概述
滑坡? 土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另一部分 土体滑动的现象称滑坡
滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。
7－1 概述
7－1 概述
滑坡原因? 滑坡的根本原因: 边坡中土体内部某个面上的剪应力达到 了它的抗剪强度。
应力之比
Fs
f
对均质土坡、圆弧滑动面：
稳定安全系数也可定义为：滑 动面上最大抗滑力矩与滑动力 矩之比；
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
对O点力矩平衡： f L R Wd
Fs
安全系数：
Fs
f LR
Wd
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
7－4 瑞典条分法
二、成层土和坡顶有超载时
1. 成层土
Wi bi ( 1ih1i 2ih2i h mi mi )
Fs
[cili bi ( 1ih1i 2ih2i mihmi ) cositgi ] bi 1h1i 2h2i mihmi sini
7－4 瑞典条分法
滑弧变短
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
二.最危险滑弧的寻找
手工计算，工作量大； 计算机计算，程序容易实现 1、确定可能的圆心范围： 2、对每个圆心，选择不同滑弧半径，计算各滑弧安 全系数； 3、比较所有安全系数，选最小值； 对φ≠0 滑面上各点的强度不同； 前面的公式就不能进行计算：条分法。
根据莫尔－库伦破坏准则： f c tg
对饱和粘土，在不排水条件下：φu＝0 f cu
安全系数：
Fs
cu LR Wd
φu＝0分析法
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
一.整体圆弧滑动稳定分析
粘性土坡，竖向裂缝：
z0
2c Ka
2cu
因为φu= 0 ， Ka=1
安全系数：Fs
f
A'C R Wd
滑动面形状： 均质粘性土: 光滑曲面，圆弧 非均质粘性土: 复合滑动面.
Slope in cohesionless soil
Rupture plane
最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小都是试算找出。
7－2 无粘性土的土坡稳定
一.一般情况下的无粘性土土坡稳定
T W sin
Tf Ntg W cos tg
7－4 瑞典条分法
费伦纽斯近似确定最危险滑动面圆心位置的方法
7－4 瑞典条分法
土坡坡度 1:1.0 1:1.5 1:2.0 1:3.0 1:4.0
坡角i 45° 33°41′ 26°34′ 18°26′ 14°03′
角a 28° 26° 25° 25° 25°
角b 37° 35° 35° 35° 36°
滑坡的具体原因： （1）滑面上的剪应力增加：如填土作用使边坡的坡高增
加、渗流作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重 增加、地震作用等；
（2）滑面上的抗剪强度减小：如浸水作用使土体软化、 含水量减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使 有效应力减小等。
7－1 概述
假定：平面应变问题 无粘性土: 平面
7－4 瑞典条分法
一、基本假定和基本公式
不考虑条间力：
滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数： 1、重力：Wi=ribihi；都为已知量； 2、底面反力：Ni和Ti：
底面法向静力平衡: Ni Wi cosi
Ti
fi
Fs
li
cili
Nitgi
Fs
WiRsini TiR
Wi sini R