地基与基础课件第七章.ppt

*1 土力学与地基基础 土木系 第七章 土坡稳定分析 *2 第七章. 土坡稳定分析 一、无粘性土坡： 抗滑力与滑动力的比值称为稳定安全系数 K: 为了保证土坡具有足够的安全储 备，可取 K111.5。 *3 对一些简单土坡进行稳定性分析时，最常用的方法是 瑞典圆弧法，后来在此基础上又提出了园弧条分法。 一） 、瑞典圆弧法 在均质粘性土坡中，滑动面的空间 形状为一曲面，近似圆柱面，剖面上为一 圆弧，简称滑弧。如图即为一简单粘性土 坡，AC为假定滑弧，O点为滑弧圆心， 其半径为R。滑动土体ABC视为刚体，在 自重W作用下，将绕圆心O沿AC转动下 滑，其下滑力矩 为 二、粘性土坡： *4 而阻止下滑的抗滑力矩是整个滑面上总总 抗剪强度与转动转动 半径R之积积，即 故假定滑动动面上土坡的 稳稳定系数为为： 式中 f - 滑动面上土的抗剪强度（ 假定滑面上f为不变值）； - 滑动面弧长； W - 滑动土体自重； d - W对圆心O的力臂。 *5 因滑动面是任意假定的，故所求的Fs不一定是最危险 情况。要作多次滑弧位置的假定，求出相应的Fs值，取其 最小值作为土坡稳定系数。如果该值大于容许的Fs 值，即 认为土坡是稳定的。 它通常用于饱和(=0)的粘 性土坡，即上式中 费伦纽斯通过大量计算认为，对 均质粘性土坡， 当 0时，其最危险滑动面通过 坡脚； 当=0时，其最危险滑动面也可 能通过坡脚，这取决于土坡坡脚 和坡底下卧硬土层埋藏深度。 *6 若假定最危险滑动面通过坡脚，对=0的土，其 危险滑动面圆心位置可由图中AO和BO的交点确定 ，图中1、2 值可根据坡脚由下表查到。 *7 二）、条分法： 设一简单均质土坡如图，取一假定圆心为O，半径为R 和滑弧AC。其滑动土体沿铅直方向分成若干土条（常把土 条分成 R/10 R/20 宽），取其中第 i条进行受力分析。 由于不考虑条间侧向作 用力，则第i 土条作用在滑 弧面上的力有： （1） 由土条自重W在 滑弧上引起的切向力为 *8 式中、bi、hi 分别是第 i条土的容重、土条宽 度和平均高度； i为土条底面中心的法线（过圆心）与圆 心O的铅直线间的夹角。注意，i 在过圆心铅直线 右侧取正值，左侧取负值。 （2） 由土条自重Wi在滑弧面上引起的法向力所构 成的抗滑阻力为： (3)滑动时滑动面上土粘聚力形成抗滑力为： 式中c、li分别为滑面上第i条土 的粘聚力和弧长。 *9 如果每个土条绕圆心O的总抗滑力矩和总滑 动力矩相等，说明滑体处于极限平衡状态，故稳 定系数可取个土条总抗滑力矩与总滑动力矩之比 ，表达式为： *10 若滑面经过的土层为非均质土，则： 假定不同的滑弧，求出相应的Fs值，其中最小 值为该土坡稳定系数。如它小于容许的Fs值（工程 上Fs容许值为1.05-1.5），则认为土坡不稳定，要 重新修改边坡尺寸，并按上述方法再重新试验土坡 稳定性。 为减少计算的盲目性和工作量，对均质土坡， 多数情况下还可以按瑞典圆弧法找出危险滑弧圆心 和求稳定系数。 *11 我国目前也经常用此方法将有效应力原理用于此法 分析土坡的稳定性。其计算公式为： 式中 、 c、 -第i条土滑面上的有效粘聚力和有效