第三讲边坡稳定性计算全过程

B喷射素混凝土防护对于稳定性较好的岩质边坡，可在其表面喷射一层素混凝土，防止岩石继续风化、剥落，达到稳定边坡的目的。这是一种表层防护处治措施。,C挂网锚喷防护对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡，可采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等，向坡体内打入锚杆（或锚钉）将网钩牢，向网上喷射一定厚度的素混凝土，对边坡进行封闭防护。,5排水1）截水沟为防止边坡以外的水流进入边坡体，对坡面进行冲刷，影响边坡稳定性，通常在边坡外缘设置截水沟，以拦截坡外水流。2）坡内排水沟除在边坡外缘设置截水沟外，在边坡坡体内应设置必要的排水沟，使大气降水能尽快排出坡体，避免对边坡稳定产生不利影响。,二、边坡设计的基本原则1边坡工程中极限状态设计原则边坡设计要解决的根本问题是在边坡稳定和经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济的途径使服务于工程建筑物的边坡满足稳定性和可靠性的要求。边坡工程的可靠性是指边坡及其支护结构在规定的时间内，在规定的条件下，保持自身的稳定的能力，它是边坡安全性适用性和耐久性的总称。,2边坡设计中的荷载效应原则在边坡稳定性分析与推力计算中涉及到的主要荷载有：边坡岩土体的自重、边坡上各种建筑物产生的附加荷载，地下水产生的诸如静水压力、渗透压力等荷载、地震荷载。根据结构设计原理有：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。各种荷载的取值应根据不同极限状态的设计要求取不同的代表值，永久荷载一般以其标准值作为代表值，可变荷载一般以其标准值、组合值、准永久值作为代表值。各种荷载效应组合应根据有关国家现行规范，按最不利原则进行。,3边坡工程设计中的设计计算原则在边坡工程设计中必须进行下列验算：1）支护结构强度计算，包括：锚杆抗拉，立柱、挡板、挡墙及其基础的抗压、抗弯、抗剪及局部抗压承载力均应满足要求。2）在锚杆挡墙设计中必须钷杆抗拔承载力和立柱与挡墙基础的地基承载力验算。,3）当边坡位于滑坡地段或边坡的滑塌可能影响到周围建筑物时，应对边坡工程进行支护结构整体或局部稳定性验算。4）如果对边坡的变形有较高的要求时，应对边坡进行变形分析，并根据分析结果采取有效的措施控制变形量，使之满足规定要求。,4边坡工程设计中信息化设计原则5边坡工程设计中综合治理原则,三、边坡处治方案比选边坡处治方案主要取决于：地层的工程性质、水文地质条件、荷载的特性、使用要求、原材料供应及施工技术条件等因素。方案选择原则：力争作到使用上安全可靠、施工技术上简便可行、经济上合理。,四、边坡处治设计程序边坡工程处治设计是在地质勘察分析的基础上，通过对边坡的稳定性进行分析计算后，绘出控制不稳定边坡的具体方案的措施的技术工作。其步骤：1现场考察并分析边坡工程地质勘察资料。2在现场考察并分析边坡工程地质勘察资料的基础上，初步判断边坡的稳定状态，并根据边坡服务的工程情况和相关规范规定，确定边坡和稳定性系数。,3参照资料，对边坡的稳定性进行分析计算，对于大型复杂的边坡，往往还要辅以必要的数值分析；分析过程中可以采用反分析法对滑动面及滑动面参数进行分析计算，同时研究边坡稳定性对各影响参数的敏感性。4分析边坡稳定性满足规定要求时的各种荷载效应，为劫掠惯构的计算作好准备。5按照边坡设计原则，拟定边坡处治方案。并进行各种方案对比，选择最优方案,6进行支护结构的设计计算。7对边却步及支护结构进行局部和整体稳定性验算。8编制并出版设计图纸文件。9结合边坡设计制定施工、监测方案。10在施工过程中，根据施工及监测的反馈信息不断对设计进行补充、优化和完善。,第一章边坡稳定性分析方法,边坡处治，首先要进行稳定性分析。边坡稳定性分析方法有定性分析和定量分析。定性分析主要有：工程地质类比法工程地质类比法边坡稳定性定性分析是在大量搜集边坡及所在地区的地质资料的基础上，综合考虑影响边坡稳定的各种因素，通过工程地质类比法或图解分析法对边坡的稳定状况和发展趋势做作出估计和预测。,边坡稳定性定量分析方法很多，目前在工程中广泛用的是传统极限平衡理论。近几年，基于有同的力学模型而建立起平的各种数值分析计算方法也越来越受到工程界的重视。一般来说不同的边坡类型，不同的分析目的以及可获取的基本资料情况，应采用与之相适应的计算理论和稳定分析方法。,11边坡稳定性定性分析一、边坡稳定性概念1955年毕普明确了土坡稳定安全系数的定义:,沿整个滑裂面上的平均抗剪强度；沿整个滑裂面上的平均剪应力；边坡稳定安全系数。1，稳定1失稳1临界状态。毕肖普的土坡稳定安全系数物理意义明确，概念清楚，表达简洁，应用广泛，在边坡工程处治中也得到广泛应用。,：,问题：1）如何寻求滑裂面2）如何寻求滑裂面上的平均抗剪强度3）如何寻求滑裂面上的平均剪应力。,二、基本规定1应进行稳定性评价的边坡：1）选用建筑场地的自然斜坡；2）由于开挖或填筑形成并需要进行稳定性验算的边坡；3）施工期出现不利工况的边坡；4）使用条件发生变化的边坡。,2确定岩质边坡的岩体类型应考虑主要结构面志坡向的关系、结构面倾角大小和岩体完整程度等因素。3.确定岩质边坡的岩体类型时,由坚硬程度不同的岩岩互层组成且每层厚度小于5m的岩质边坡宜视为由相对软弱的岩石组成的边坡。当边坡岩体由两层以上单层厚度大于5m的岩体组合时,可分段确定边坡类型。,4边坡工程应按其损坏后可能造成的破坏后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会不良影响）的严重性、边坡类型和坡高等因素，根据表2-1确定安全等级。,注：A一个边工程各段，可根据实际情况采用不同的安全等级。B对危害性极严重、环境和地质条件的特殊边坡工程，其安全等级应根据工程情况适当提高。4破坏后果很严重、严重的下列建筑边坡工程，其安全等级应定为一级：A由外倾软弱结构面控制的边坡工程；B危岩、滑坡地段的边坡工程；C边坡塌滑区内或边坡塌方影响区内有重要建（构）筑物的边坡工程。破坏后果不严重的上述边坡工程的安全等级可定为二级。,5边坡塌滑区范围可按下式估算：边坡坡顶塌滑区边缘至坡底边缘的水平投影距离（m）；边坡高度（m）；边坡的破裂角（）。对于土质边坡可取45+，为土体的内摩擦角；对于岩质边坡可按规范计算选取。,12瑞典条分法,一、基本假定1假定土坡稳定属于平面应变问题，取其某一横部面为代表进行分析。2假定滑裂面为圆柱面，即在横剖面上滑裂面为圆弧，弧面上滑动土体视为刚体，即计算中不考虑滑动土体内部的相互作用力。3定义安全系数为滑裂面上所能提供的抗滑力矩之和与外荷载及滑动土体在滑裂面上所产生的滑动力矩和之比；所有力矩都是以圆心O为矩心。4采用条分法进行计算。,二、计算公式（滑裂面是任意给的，即虚拟工作状态）图1-1表示一均质土坡，按瑞典法假定，其中任一竖向土条上的作用力。土条高为，宽为，为土条本身的自重力，为土条底部的总法向反力，为土条底部（滑裂面）上总的切向阻力；土条底部坡角为；长为，坡体容重为，为滑裂面圆弧半径，为滑裂圆弧面,为土条中心线到圆心的水平距离。,根据摩尔-库仑准则,滑裂面上的平均抗剪度为:法向总应力；孔隙应力；坡体有效抗剪强度指标,如果整个滑裂面上的平均安全系数为，按照定义，土条底部的切向阻力为：取土条底部法向力的平衡可得：,取所有土条对圆心的力矩平衡有：如图：2-1，根据几何关系计算时土条厚度均取单宽，即有，因此,三、渗流影响当土坡内部有地下水渗流作用时，滑动土体中存在渗透压力。边坡稳定分析计算时应考虑地下水渗透压力的影响。同样，在滑动坡体中任取一竖向土条如图2-2所示，如果将土条和土条中的水体一起作为脱离体，此时土条重力就包括土条和土条中的水体重力，即：土的湿容重；土的饱和容重（包括了土体和水体）。,土条的两侧和底部都作用有渗透水压力，在稳定的情况下，土体均已固结，由附加荷载引起的孔隙应力均已消散，土条底部的孔隙应力也就是渗透水压力。设土条底部中点处的渗透水水头为（一般根据流网确定），则有：,一般地，较小，即土条取得很薄，地下水面与滑裂面接近平行，土条两侧的渗透水压力几乎相等，可认为相互抵消，这也是为了计算的简化。,23不平衡推力法一、基本假设(滑动面不一定是圆弧）1）滑坡体不可压缩并作整体下滑，不考虑条块间的挤压变形；2）条块间只传递推力不传递拉力，不出现条块间的拉裂；3）块间作用力以集中力表示，它的作用线平行于前一块的滑动面方向，作用在界面中点；4）顺滑坡主轴取单位长度宽的岩土体作计算的基本断面，不考虑条块两侧的摩擦力。,二、计算公式在滑体中取第块土条，如图2-3所示，假定第块土条传来的推力的方向平行于第块土条的底滑面,而第块土条传递给第块土条的推力平行于第块土条的底滑面。即：假定每一土条上推力的方向平行于上一块土条的底滑面，第块土条承受的各种作用力示图2-3中，将各作用力投影于底滑面上，其平衡