1、土力學與基礎工程第八章演示文稿第一頁，共四十八頁。主要內容概 述無粘性土土坡穩定分析粘性土土坡穩定分析飽和粘性土土坡穩定性分析討論第二頁，共四十八頁。第1節 概述邊坡指具有傾斜坡面的巖土體（天然邊坡、人工邊坡）由于邊坡表面傾斜，在巖土體自重及其它外力作用下，整個巖土體都有從高處向低處滑動的趨勢。邊坡喪失其原有穩定性，一部分巖土體相對另一部分巖土體發生滑動的現象稱為滑坡（土坡、巖坡）第三頁，共四十八頁。第四頁，共四十八頁。第五頁，共四十八頁。第六頁，共四十八頁。第七頁，共四十八頁。三峽庫區千將坪滑坡全貌照片 第八頁，共四十八頁。 暴雨過后，珠山山體滑坡 第九頁，共四十八頁。第十頁，共四十八頁。第

2、十一頁，共四十八頁。土坡失穩原因分析： 1、內部因素 (1) 斜坡的土質：各種土質的抗剪強度、抗水能力是不一樣的，如鈣質或石膏質膠結的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，使原來的強度降低很多 (2) 斜坡的土層結構：如在斜坡上堆有較厚的土層，特別是當下伏土層(或巖層)不透水時，容易在交界上發生滑動。 (3) 斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，當土坡不高時尚可直立，但隨時間和氣候的變化，也會逐漸塌落。第十二頁，共四十八頁。2、外部因素 (1) 降水或地下水的作用：持續的降雨或地下水滲入土層中，使土中含水量增高，土中易溶鹽溶解，土質變軟，強度降低；還可

3、使土的重度增加，以及孔隙水壓力的產生，使土體作用有動、靜水壓力，促使土體失穩，故設計斜坡應針對這些原因，采用相應的排水措施。第十三頁，共四十八頁。 (2)振動的作用：如地震的反復作用下，砂土極易發生液化；粘性土，振動時易使土的結構破壞，從而降低土的抗剪強度；施工打樁或爆破，由于振動也可使鄰近土坡變形或失穩等。 (3)人為影響：因人類不合理開挖，特別是開挖坡腳；或開挖基坑、溝渠、道路邊坡時將棄土堆在坡頂附近；在斜坡上建房或堆放重物時，都可引起斜坡變形破壞。第十四頁，共四十八頁。第2節 無粘性土坡穩定分析一、一般情況下的無粘性土土坡 由于無粘性土土粒之間無粘聚力，因此，只要位于坡面上的土單元能夠保

4、持穩定，則整個土坡就是穩定的。第十五頁，共四十八頁。由上可見，對于均質無粘性土坡，理論上土坡的穩定性與坡高無關第十六頁，共四十八頁。二、有滲流作用時的無粘性土土坡當坡面有順坡滲流作用時，無粘性土坡的穩定安全系數約降低一半。第十七頁，共四十八頁。第3節 粘性土土坡穩定性分析一、整體圓弧滑動法粘性土由于土粒間存在粘聚力，發生滑坡時是整塊土體向下滑動，坡面上任一單元體的穩定條件不能用來代表整個土坡的穩定條件。按平面問題考慮，將滑動面以上土體看作剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上各種作用力，而以整個滑動面上的平均抗剪強度與平均剪應力之比來定義土坡的安全系數。第十八頁，共四十八頁。第十九頁，

5、共四十八頁。一般情況下，土的抗剪強度是隨著滑動面上的法向力的改變而變化的。對于飽和粘土，在不排水剪條件下u=0，則有f=cu第二十頁，共四十八頁。k是任意假定某個滑動面的抗滑安全系數，實際要求的是與最危險滑動面相對應的最小安全系數 假定若干滑動面 最小安全系數 第二十一頁，共四十八頁。最危險滑動面圓心的確定12ROCB對于均質粘性土土坡，其最危險滑動面通過坡腳 =0 圓心位置由1，2確定OC12BHE2H4.5HK 0 圓心位置在EO的延長線上 第二十二頁，共四十八頁。條分法及其受力分析假定滑坡體和滑面以下土體均為不變形的剛體，滑面為連續面，滑面上各點的法向應力采用條分法獲得，分析每一土條受力

6、，根據滑塊剛體極限平衡條件，假定整個滑面上各點的安全系數相等，確定安全系數。第二十三頁，共四十八頁。第二十四頁，共四十八頁。 將土坡作為平面問題，對每個土條可分別列兩個正交方向的靜力平衡方程和一個力矩平衡方程3n個方程。第二十五頁，共四十八頁。常用條分法的簡單假設瑞典條分法：假設滑動面為圓弧面，不考慮條間力，即Ei=Xi=0，減少3n-3個未知數；簡化的bishop條分法：假設滑動面為圓弧面，切向條間力Xi=0，減少n-1個未知數；楊布條分法：假設滑動面為任意面，條件法向作用力的作用點在滑面以上1/3土條高度處，減少n-1個未知數；其他條分法：假設滑面為任意面，法向條間力和切向條間力之間為某種

7、函數關系，減少n-1個未知數第二十六頁，共四十八頁。二、瑞典條分法一、基本假設和基本公式第二十七頁，共四十八頁。第二十八頁，共四十八頁。若將整個滑動土體內各土條對圓心 取力矩平衡第二十九頁，共四十八頁。二、成層土和坡頂有超載時安全系數計算第三十頁，共四十八頁。第三十一頁，共四十八頁。第三十二頁，共四十八頁。三、畢肖普條分法假定滑動面為圓弧面，考慮了土條側面的作用力，假定各土條底部滑動面上的抗滑安全系數相同，即等于滑動面的平均安全系數。Bishop可采用了有效應力方法推導公式，也可用總應力分析第三十三頁，共四十八頁。一、有效應力分析第三十四頁，共四十八頁。庫侖定律豎向力平衡第三十五頁，共四十八頁

8、。力矩平衡簡化后得：第三十六頁，共四十八頁。非圓弧滑動面土坡穩定分析無粘性土坡滑面一般為平面，均質粘性土坡滑面一般為圓弧面當邊坡中存在明顯的軟弱夾層時，或在層面傾斜的巖面上填筑土堤、挖方中遇到裂隙比較發育的巖土體或有老滑坡體等滑坡將在軟弱面上發生，其破壞面將與圓柱面相差甚遠。圓弧滑動分析的瑞典條分法和Bishop法不再適用楊布和不平衡推力傳遞法第三十七頁，共四十八頁。四、楊布普遍條分法（一）基本假設和受力分析假定土條間合力作用點位置為已知，這樣減少了n-1個未知量。條間作用點位置對土坡穩定安全系數影響不大，一般假定其作用于土條底面以上1/3高度處，這些作用點連線稱為推力線。第三十八頁，共四十八

9、頁。第三十九頁，共四十八頁。豎向力平衡力矩平衡水平向力平衡第四十頁，共四十八頁。安全系數的定義和莫爾庫侖準則安全系數第四十一頁，共四十八頁。五、不平衡推力傳遞法（一）基本假設和受力分析山區土坡往往覆蓋在起伏變化的基巖上，土坡失穩多數沿這些界面發生，形成折線滑動面，對這類邊坡的穩定分析可采用不平衡推力傳遞法。假定條間力的合力與上一土條底面平行，這樣就確定了條間力的作用方向，減少了n-1個未知量，然后根據各分條力的平衡條件，逐條向下推求，直至最后一條土條的作用力為零。第四十二頁，共四十八頁。第四十三頁，共四十八頁。（二）計算公式推導力平衡莫爾庫侖準則問題：此處安全系數如何定義？第四十四頁，共四十八頁。第四十五頁，共四十八頁。（三）計算步驟不平衡推力傳遞法計算時，先假設安全系數為1，然后從坡頂的一條開始逐條向下推求Pi，直至求出最后一條的推力Pn，Pn必須為零，否則要重新假定安全系數，重新計算。使用不平衡推力法計算時，抗剪強度指標可根據土的性質和當地經