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文档简介

土力学与地基基础,土木系,第七章土坡稳定分析,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。,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：,而阻止下滑的抗滑力矩是整个滑面上总抗剪强度与转动半径R之积，即故假定滑动面上土坡的稳定系数为：,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。,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。,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。,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/10R/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,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。,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：,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。,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
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