岩体稳定性分析计算.ppt

第五章 岩体稳定性分析, 岩基深层的抗滑计算,若岩基中存在软弱结构面AB，需验算坝下的岩体是否可能沿此结构面并通过另一可能的滑动面BC产生滑动。,通常，滑动面BC的位置及其倾角均未知。因此，计算稳定系数时，要选定若干个可能的滑动面BC分别进行试算，以便求得最小稳定系数及其相应的危险滑动面。当BC选定后，有两种方法计算稳定系数Ks,第五章 岩体稳定性分析, 抗滑体极限平衡法,当单斜滑移面倾向下游时，由抗滑体极限平衡原理， 抗滑力： 下滑力T： 稳定系数Ks： 当坝底扬压力U=0和粘聚力c=0时,第五章 岩体稳定性分析,当单斜滑移面倾向上游时，根据抗滑体极限平衡原理 抗滑力： 滑动力T： 因此，稳定系数Ks,第五章 岩体稳定性分析,当出现双斜滑移面时，坝体与坝基部分岩体ABC在水平推力H与重力作用下，有自左向右下滑趋势,但ABC中部分块体BCD在其自重作用下，有沿CB面向上游滑动趋势，从而对左侧块体ABD起抗滑作用。故左侧ABD为滑动体，右侧BCD为抗滑体,第五章 岩体稳定性分析,所谓“抗滑体”极限平衡法，即根据“抗滑体极限平衡状态”,计算出滑动体ABC与抗滑体BCD之间的相互作用力（推力）R； 再根据滑动体的受力状态来计算抗滑稳定系数Ks,第五章 岩体稳定性分析,第五章 岩体稳定性分析,第一步，由抗滑体的极限平衡状态计算推力R 根据抗滑体BCD受力状态，计算抗滑体BCD,抗滑力2：,滑动力T2：,当抗滑体处极限平衡状态时，其抗滑力与滑动力相等,因此，,第五章 岩体稳定性分析,第二步，根据滑移体ABD计算抗滑稳定系数,抗滑力1：,滑动力T1：,因此，稳定安全系数Ks：,第五章 岩体稳定性分析, 等Ks法（等稳定系数法）,“抗滑体极限平衡法”的基本观点：根据“抗滑体”处于极限平衡状态，计算推力R并进一步计算滑动体抗滑稳定系数。这种方法必然导致滑动体与抗滑体具有不同的安全系数。 等稳定系数法认为：坝基在丧失稳定的过程中，不论是滑动体还是抗滑体，两者具有相同的抗滑稳定系数Ks,第五章 岩体稳定性分析,第一步，根据滑动体受力状态，计算滑动体ABD上,抗滑力1：,滑动力T1：,稳定安全系数Ks：,第五章 岩体稳定性分析,第二步，分析抗滑体BCD的受力状态,抗滑力2：,滑动力T2：,则,由上式可求解出推力R：,第五章 岩体稳定性分析,联立方程求解，可分别求出抗滑稳定系数Ks和推力R 实际计算中，往往采用迭代法，首先假定某一Ks值，代入(b)式求出R，后代入(a)式得到计算的Ks值。将此计算值与假定值相比较，得,若太大，则将计算的Ks代入(b)，求出新的R，再代入(a)，计算出新的Ks， 再进行比较，直到满足精度要求，例如，取=0.05%。,第五章 岩体稳定性分析, 平面剪切,在平面形滑坡分析中，一般按二维问题进行处理，在断面图上进行受力分析。为简化某些条件，特作以下假定：,滑动面及张裂隙的走向均与边坡走向平行； 张裂隙垂直，深度为Z，其中充水深度为Zw； 岩体本身不透水，裂隙水经过滑面从边坡底部逸出，水压沿裂隙呈线性分布；,第五章 岩体稳定性分析,滑体所受的外力，都通过滑体的重心。滑体仅沿滑面平移，不受转动力矩的作用； 滑体受到爆破地震的附加水平力F的作用，作用点也位于滑体的重心；,滑面的抗剪强度由粘聚力C和内摩擦角确定，并遵守库伦剪切定律=tan+C,第五章 岩体稳定性分析,由于水压力而在张性断裂中产生的静水压力V：,滑面AE长： 因水压而在滑动面上产生浮力U：,滑体ADCE面积 滑体ADCE重量W,第五章 岩体稳定性分析,抗滑力： 滑动力T： 稳定安全系数Ks： 若c、U、V等于零，则 即，Ks只与软弱结构面倾角和岩石内摩擦角有关，而与坡高无关,第五章 岩体稳定性分析,作业一,已知水平推力H=25104N，V=50104N，V2=15104N，滑面AB与BC的面积分别为L1=50m2，L2=23m2。内摩擦系数f1=0.4，f2=0.6；粘聚力c1=c2=0。,作用于滑面AB与BC上的扬压力分别为U1=8104N，U2=2104N。若已知滑面AB与BC的倾角分别为=10，=30，试用“抗滑体极限平衡法”和“等稳定系数法”计算坝基抗滑稳定系数,第五章 岩体稳定性分析,说明： 应用“等稳定系数法”时，初始的稳定系数选为1.2，计算精度=0.05%。为了加速收敛，采用平均迭代值法，即用初始假定的Ks和计算的Ks的平均值作为下一次迭代的初始值,第五章 岩体稳定性分析,作业二,岩石边坡，坡高H=4