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1、1 概述,2 无粘性土土坡的稳定分析,3 粘性土土坡的稳定分析,本章主要内容:,第10章 土坡的稳定性,具有倾斜面临空面的土体土坡,土质均一，坡度不变，无地下水简单土坡,坡肩,1 概述,1天然土坡,江、河、湖、海岸坡,1天然土坡,贵州洪家渡,山、岭、丘、岗、天然坡,2人工土坡,挖方：沟、渠、坑、池,露天矿,2人工土坡,填方：堤、坝、路基、堆料,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,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。,滑坡,滑坡的形式,滑坡前征兆：坡顶下沉，坡脚隆起。,边坡稳定的因素：,1.土体的类型：c、大，土坡安全；,2.
2、边坡的几何形状：坡高越高、坡角越大越不安全；,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。,的因素造成土坡失稳,内在因素：土体自身抗剪强度的降低,外在因素：剪应力的增加,1996 年发生在美国加州的 La Conchita，因居民已提前撤离，固未造成人员伤亡,城市中的滑坡问题（香港，重庆）,1972年香港宝城大厦因滑坡倒塌,江岸滑坡,开挖和填筑引起滑坡,滑动面形状：,无粘性土:平面,破裂面,均质粘性土:光滑曲面，圆弧,非均质粘性土:复合滑动面,由多种土层组成或含软弱夹层的边坡若发生滑坡，滑面形态复杂，一般称
3、作复合滑面，复合滑面具体形态要分析实际土层组成来预测.,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,只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的,单元体稳定,TT,土坡整体稳定,10.2 无粘性土坡的稳定性,边坡上土单元自重为,下滑力:,抗滑力,安全系数,取 K=1得,（天然休止角）,T,所以当坡角小于土的内摩擦角时边坡稳定.,均质无粘性土坡,N,为了保证土坡具有足够的安全储备，可取K=1.31.5,思考：简单无粘性土的边坡稳定性主要取决于(A)坡角(B)坡高(C)坡角和坡高,稳定条件：T(T),砂土的内摩擦角,抗滑力与滑动力的比值,安全系数,J,有渗流情况下的无
4、粘性土土坡稳定（顺坡渗流）,10.3 粘性土土坡的稳定性,粘性土颗粒之间存在粘结力，导致土坡整块下滑趋势。,均质粘性土坡发生滑坡时，其滑动面形状大多数为一近似于圆弧面的曲面。为了简化，在进行理论分析时通常采用圆弧面计算。,圆弧滑动面:坡脚圆 坡面圆 中点圆,图10-4 均质粘性土层中的滑动面a)坡脚圆 b)坡面圆 c)中点圆,10.3.1 整体圆弧滑动法,假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，利用土体极限平衡条件下的受力情况：,1.基本原理,滑动圆弧AD的长度,对饱和粘土，在不排水剪条件下：,2.Fellenius 确定最危险滑动面圆心的方法,对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚,=0,0,1
5、)圆心位置在EO的延长线上2)有时不一定在ED的延长线上，可能在其左右附近,确定最危险滑动面圆心位置,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,稳定因数,土坡的临界高度或极限高度,泰勒图表法适宜解决简单土坡稳定分析的问题：已知坡角及土的指标c、，求稳定的坡高H；已知坡高H及土的指标c、，求稳定的坡角。,10.3.2 瑞典条分法,对于非均质土坡或比较复杂的土坡、0的粘性土土坡，土体分层情况时，要确定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的分布不同，一般采用条分法分析。,滑动土体分为若干垂直土条,条分法,一、瑞典条分法的基本原
6、理,1、假设圆弧滑动面,确定圆心和半径,O,R,2、把滑动土体分成若干条（条分法）,3、取第i条土条进行受力分析,Wi,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,瑞典条分法,Wi,Hi,Vi,Hi+1,Vi+1,假设（静定化条件）各土条间的合力Si，Si+1平行于滑动面，并且相等（Si=Si+1)。,Si,Si+1,土条的静力平衡方程,垂直于滑动面,得,(1)土条的重力：Wi=ribihi,下滑力：,(2)土条底面的法向力：,(3)抗滑力：,f,稳定安全系数:,将整个滑动土体内各土条对圆心o点取力矩平衡：,f,K,（二）瑞典条分法计算步骤,2.以b=R/10为宽度分条,3.编号：过圆心垂线为0#条中线，
7、右侧为正，编号递增；左侧为负，编号递减,4.列表计算 li、Wi、i以及安全系数,1.初选圆心O和半径R,6.算至K最小结束。,5.变化圆心O和半径R，返回1重复步骤14,K,（三）瑞典条分法的讨论,2.忽略了条间力，所计算安全系数K偏小，假设圆弧滑裂面，使K偏大，最终结果是K偏小，越大(条间力的抗滑作用越大),K越偏小,1.假设圆弧滑裂面，与实际滑裂面有差别,一般情况下，K偏小10%左右工程应用中偏于安全,1.原理与特点,假设滑裂面为圆弧不忽略条间作用力在每条的滑裂面上满足极限平衡条件每条上作用力在y方向（竖直）上静力平衡总体对圆心O力矩平衡,设Xi=0简化Bishop法，忽略条间切向力,三
8、、毕肖甫（Bishop）法,2安全系数公式,其中,3.毕肖甫法计算步骤,1.初选圆心O，半径R,2.设Fs=1.0，计算 mi、,3.若满足,4.若不满足，令,重复步骤2,5.变化圆心O和半径R，返回1重复步骤14,6.算至Fs最小结束,则进行步骤5,迭代法,圆心 O，半径 R,设 Fs=1.0,计算 mqi,变化圆心 O 和半径 R,Fs 最小,END,计算,No,计算步骤,各种方法的比较,杨布（Janbu）法非圆弧条分法折线滑动法,好好学习天天向上,观音岩水电站铅厂滑坡,本工况是在初始工况的基础上考虑地震的作用，水位线位于滑坡之下,采用Ordinary、Bishop、Janbu三种方法计算所得的安全系数分别为：0.639、0.749、0.630。表明该工况条件下的滑坡体不稳定。,考虑水库蓄水到正常蓄水位时,采用Ordinary、Bishop、Janbu三种方法计算所得的安全系数分别为：0.573、0.594、0.569。表明该工况条件下的滑坡体不稳定。,
