第七章 土坡稳定分析 上海大学 土木工程系.

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1 第七章 土坡稳定分析 上海大学 土木工程系

2 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。

3 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。

4 7－1 概述

5 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。 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。

6 7－1 概述 假定：平面应变问题 无粘性土: 平面 均质粘性土: 光滑曲面，圆弧 非均质粘性土: 复合滑动面. 滑动面形状：

7 最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小都是试算找出。

8 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

9 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

10 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 抗滑力 顺坡出流

11 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
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应力之比 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；

12 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
7－3 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： 安全系数：

13 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 根据莫尔－库伦破坏准则： 对饱和粘土，在不排水条件下：φu＝0 安全系数：
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 根据莫尔－库伦破坏准则： 对饱和粘土，在不排水条件下：φu＝0 安全系数： φu＝0分析法

14 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： 因为φu= 0 ，Ka=1 安全系数： 滑弧变短

15 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：
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。

16 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

17 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
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；

18 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：
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:

19 7－4 瑞典条分法 一、基本假定和基本公式 土条底面孔隙水应力已知时，可用有效应力法进行计算：

20 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 费伦纽斯近似确定最危险滑动面圆心位置的方法

21 7－4 瑞典条分法 土坡坡度 坡角i 角a 角b 1:1.0 45° 28° 37° 1:1.5 33°41′ 26° 35° 1:2.0
7－4 瑞典条分法 土坡坡度 坡角i 角a 角b 1:1.0 45° 28° 37° 1:1.5 33°41′ 26° 35° 1:2.0 26°34′ 25° 1:3.0 18°26′ 1:4.0 14°03′ 36°

22 7－4 瑞典条分法 二、成层土和坡顶有超载时 1. 成层土

23 7－4 瑞典条分法 2.坡顶有超载时

24 7－4 瑞典条分法

25 7－4 瑞典条分法 三、有地下水和稳定渗流时 1.基本公式： 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：

26 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 取土条竖直方向力的平衡

27 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
7－5 毕肖普法 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 假定： 计算时（1）假定等于Fs=1, 计算moi; (2) 计算Fs；（3）据计算得的Fs计算moi; （4）重复(2)-(3)

28 7－5 毕肖普法 注意事项: (1) 对于为i负值的那些土条，要注意会不会使mi趋近于零。如果是这样，简化毕肖普条分法就不能使用，因为此时，会趋于无限大，这显然是不合理的。当任一土条的mi小于或等于0.2时，计算就会产生较大的误差，此时最好采用别的方法。 (2)当坡顶土条的很大 i时，会使该土条出现Ni<0，此时可取它的Ni=0计算.

29 7－5 毕肖普法 二.总应力分析

30 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

31 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

32 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

33 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

34 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

35 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

36 7－6 工程中的土坡稳定计算 一.渗流对土坡稳定的影响

37 End of Chapter 7 结束