4.2邊坡穩定性計算4.2.1邊坡穩定的影響因素

4.2.2簡單土坡穩定分析

理解掌握天然土坡人工土坡由于地質作用而自然形成的土坡

在天然土體中開挖或填筑而成的土坡山坡、江河岸坡路基、堤壩坡底坡腳坡角坡頂坡高土坡穩定分析問題4.2.1邊坡穩定的影響因素1.概念滑坡：斜坡中一部分土體相對于另一部分土體滑動的現象，稱為滑坡。分類：（1）粗粒土滑坡（滑動面多為淺層平面形）（2）粘性土滑坡（滑動面多為深層圓弧形）產生原因：（1）土中剪應力增加（2）土中抗剪強度降低2.滑坡4.2.1邊坡穩定的影響因素土坡滑動失穩原因土坡滑動失穩原因:(1)外界作用使土體內部剪應力加大。(2)土體抗剪強度降低路塹或基坑的開挖;堤壩施工中上部填土荷重、坡頂荷載的增加;降雨導致土體內水的滲流力和重度增加;地震、打樁引起的動力荷載

.超孔隙水壓力的產生;氣候變化產生的干裂、凍融;粘土夾層因雨水等侵入而軟化;粘性土因蠕變土體強度降低1)氣象條件2)地下水滲透3)土坡高度4)土坡坡度5)土的性質6)坡頂荷載變化7)強烈地震。3.影響土坡穩定性因素4.2.1邊坡穩定的影響因素

砂堆

WTNR1.無粘性土坡的穩定分析定義：粗粒土所堆筑的土坡稱為無粘性土坡。4.2.2簡單土坡穩定分析TT均質的無粘性土土坡，在干燥或完全浸水條件下，土粒間無粘結力

只要位于坡面上的土單元體能夠保持穩定，則整個坡面就是穩定的

單元體穩定T

>T土坡整體穩定NW4.2.2簡單土坡穩定分析WTT'N穩定條件：T>T砂土的內摩擦角抗滑力與滑動力的比值

安全系數4.2.2簡單土坡穩定分析當а=β時，K=1，此時土體處于極限平衡狀態，坡角β為天然休止角。K一般不小于1.25，但考慮到其他因素，可放低至1.15.為了保證土坡具有足夠的安全儲備，可取Ks=1.15~1.54.2.2簡單土坡穩定分析2.粘性土坡的穩定分析

由于黏聚力的存在，均勻的黏性土土坡的滑動面是一個曲面。為了簡化計算，通常把它假定為圓弧。黏性土土坡穩定性分析方法有多種，如：瑞典圓弧法、穩定數法以及條分法等。其中，條分法計算比較簡單、合理，我國規范中建議土坡穩定分析采用此法，故在工程中應用較廣。因此，下面介紹瑞典條分法(費倫紐斯條分法)。4.2.2簡單土坡穩定分析2.粘性土坡的穩定分析

瑞典條分法假定：土是均質而又各向同性的；滑動土體是剛體；各土條間相互作用力的大小和位置為已知；按平面問題考慮等。如圖4-24所示土坡，取單位長度土坡按平面問題計算。設可能的滑動面是一圓弧AD，其圓心為O，半徑為R。將滑動土體ABCDA分成許多豎向土條，土條寬度一般可取b=0.1R。任一土條i上的作用力包括：土條的重力Wi，其大小、作用點位置及方向均已知。滑動面ef上的法向反力Ni及切向反力Ti，假定Ni，Ti作用在滑動面ef的中點，它們的大小均未知。土條兩側的法向力Ei，Ei+1及豎向剪切力Xi，Xi+1，其中Ei和Xi可由前一個土條的平衡條件求得，而Ei+1和Xi+1的大小未知，Ei+1的作用點位置也未知。4.2.2簡單土坡穩定分析2.粘性土坡的穩定分析

由此看到，土條i的作用力中有5個未知數，但只能建立3個平衡條件方程，故為非靜定問題。為了求得Ni、Ti值，必須對土條兩側作用力的大小和位置作適當假定。瑞典的條分法假設不考慮土條兩側的作用力，也即假設Ei和Xi的合力等于Ei+1和Xi+1的合力，同時它們的作用線重合，因此土條兩側的作用力相互抵消。這時土條i僅有作用力Wi，Ni及Ti，根據平衡條件可得：

4.2.2簡單土坡穩定分析圖4-24

土坡穩定分析的條分法2.粘性土坡的穩定分析4.2.2簡單土坡穩定分析2.粘性土坡的穩定分析

上述穩定安全系數K是對于某一個假定滑動面求得的，因此需要試算許多個可能的滑動面，相應于最小安全系數的滑動面即為最危險滑動面。也可以用費倫紐斯或泰勒提出的確定最危險滑動面圓心位置的經驗方法。但當坡形復雜時，一般還是采用電算搜索的方法確定。瑞典條分法假定不考慮土條間的作用力，一般說，