第九章土坡和地基的稳定性

1、1第第9章章 土坡和地基的稳定性土坡和地基的稳定性 2 Dr. Han WX 土坡土坡是指具有倾斜坡面的土体是指具有倾斜坡面的土体。 天然土坡天然土坡(由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河岸坡等) 人工上坡人工上坡(经人工开控的土坡和填筑的土工建筑物边坡，如基坑、渠道、土坝、路堤等)。 当土坡的顶面和底面都是水平的，并延伸至无穷远，且由均质土组成时，则称为简单土坡。图9-1绘出了简单土坡的外形和各部分名称。 由于土坡表面倾斜，在土体自重及外荷作用下，土体将出现自上而下的滑动趋势。 土坡上的部分岩体或土体在自然或人为因素的影响下沿某一明显界面发生剪切破坏向坡下运动的现象称为滑坡滑坡。3Dee

2、p-seated failure Dr. Han WX 影响土坡滑动的根本原因在于土体内部某个面上的剪应力达到了抗剪强度，使稳定平衡道到破坏。因此，导致土坡滑动失稳的原因可有以下两种导致土坡滑动失稳的原因可有以下两种： (1)外界荷载作用或土坡环境变化等导致外界荷载作用或土坡环境变化等导致土体内部剪应力加大土体内部剪应力加大，例如路堑或基坑的开挖、堤坝施工中上部填土荷重的增加、降雨导致上体饱和增加重度、土体内地下水的渗流力、坡顶荷载过量或由于地层、打桩等引起的动力荷载等； (2)外界各种因素影响导致外界各种因素影响导致土体抗剪强度降低土体抗剪强度降低，促使土坡失稳破坏，促使土坡失稳破坏，例如超

3、孔隙水压力的产生、气候变化产生的干裂、疚融，粘上夹层因雨水等侵人而软化，以及粘性土蛹变导致的土体强度降低等。Shallow failure4边坡破坏滑动过程模拟演示边坡破坏滑动过程模拟演示 Dr. Han WX5 滑坡各部位的名称滑坡各部位的名称fK 1BA19A516B1817121514201011196347892 滑覆面滑覆面加积带加积带减损坳陷减损坳陷减损体减损体加积体加积体侧翼侧翼原始地面原始地面减损带减损带滑移体滑移体（10）破坏面；）破坏面；（11）破坏面趾）破坏面趾 （7）足；）足； （8）趾尖；）趾尖； （9） 趾趾 Dr. Han WX6BAAB134567 滑坡各部位的

4、名称滑坡各部位的名称 Dr. Han WX7 Dr. Han WX 任一坡度为的均质无粘性土坡均质无粘性土坡。假设坡体及其地基为同一种土，并且完全干燥或完全浸水，即不存在渗流作用。由于无粘性土土粒间缺少粘聚力因此，只要位于被面上的土单元体能保持稳定，则整个土坡就是稳定的。 在坡面上任取一侧面竖直、底面与坡面平行的土单元微体M，不计微单元体两侧应力对稳定性的影响，单元体自重为G，土的内摩擦角为 时，故使单元体下滑的剪切力T为G在顺坡方向的分力，即TGsin；而阻止土体下滑的抗剪力Tf；则为单元体自重在坡面法线方向的分力N引起的摩擦力，即TfNtan =Gcostan 。抗滑力和滑动力的比值称为稳

5、定安全系数，用K表示，稳定安全系数稳定安全系数tantansintancosGGTTKf8 Dr. Han WX 无粘性土坡稳定安全系数无粘性土坡稳定安全系数 由上式可见，对于均质无粘性土坡，理论上土坡的稳定性与坡高无关。 只要坡角小于土的内摩擦角( )，K1，土体就是稳定的。 当坡角与土的内摩擦角相等( )时，稳定安全系数K1，此时抗滑力等于滑动力，土坡处于极限平衡状态，相应的坡角就等于无粘性土的内摩擦角，特称之为自然休止角自然休止角。通常为了保证土坡具有足够的安全储备，可取义K1.3-1.5tantansintancosGGTTKf9 Dr. Han WX 当无粘性土坡受到一定的渗流力作用

6、时，坡面上渗流溢出处的单元土体，除本身重量外，还受到渗流力J= i。(i为水头梯度，顺坡流出isin)的作用,如图所示。若渗流为顺坡出流，则溢出处渗流及渗流力方向与坡面平行时使土单元体下滑的剪切力为T+JT+JGsinGsin+ + i i，且此时对于单位土体来说，体自重G就等于浮重度 ，故有渗流时土坡的有渗流时土坡的稳定安全系数稳定安全系数为： 可见，与式(9-1)相比，相差 / sat倍，此值约为l2。因此，渗流作用时，无粘性土坡的稳定安全系数约降低一半。tantansin)(tancossatwfJTTK10 Dr. Han WX 粘性土坡由于剪切而破坏的滑动面大一曲面，破坏前，一般在坡

7、顶首先出现张力裂缝，然后沿某一曲面产生整体滑动。此外，滑动体沿纵向也有一定范围，并且也是曲面，为了简化，分析时往往按条形平面应变问题处理。 粘性土坡常用的稳定分析方法有粘性土坡常用的稳定分析方法有整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法、条分法条分法、稳定数法稳定数法等。 对于均质简单上坡，假定土坡失稳破坏时滑动面为圆柱面，将滑动面以上土体视为刚体，并以其为脱离体，分析在极限平衡条件下其上作用的各种力，而以整个滑动面以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义土坡的稳定安全系数土坡的稳定安全系数，即fK 9.3.1 整体圆弧滑动法土坡稳定性分析整体圆弧滑动法土坡稳定性

8、分析11 Dr. Han WX 若以滑动面上的最大抗滑力与滑动力矩之比来定义，其结果完全一致。如图10-5所示土坡，AC为假定的滑动面，圆心为O，半径为R。当土体ABC保持稳定时必需满足力矩平衡条件(滑弧上的法向反力N通过圆心)，稳定安全系数稳定安全系数 (10-4) 一般情况下，土的抗剪强度由粘聚力c 和摩擦力tan 两部分组成，土体中法向应力。沿滑动面并非常数，因此土的抗剪强度亦随滑动面的位置不向而变化。但对饱和粘土来说，在不排水剪条件下 u0，故 fcu，因此上式可写为： (10-5)aKfGRAC滑动力矩抗滑力矩acKuGRAC滑动力矩抗滑力矩9.3.1 整体圆弧滑动法土坡稳定性分析整

9、体圆弧滑动法土坡稳定性分析12 Dr. Han WX 由于计算上述安全系数时，滑动面为任意假定，并不是最危险滑动面，因此所求结果并非最小安全系数。通常在计算时需假定一系列的滑动面，进行多次试算，计算工作量颇大。为此，费伦纽斯费伦纽斯( (FelleniusFellenius，1927)1927)提出了确定最危险提出了确定最危险滑动面圆心的经验方法滑动面圆心的经验方法，一直沿用至今。该方法是： 对于均质粘性土坡，当土的内摩擦角对于均质粘性土坡，当土的内摩擦角 0 0时，其最时，其最危险滑动面常通过坡脚危险滑动面常通过坡脚。其圆心位置可由图10-6(a)中CO与BO两线的交点确定，图中1及2的值可

10、根据坡角由表10-1查出。 9.3.1 整体圆弧滑动法土坡稳定性分析整体圆弧滑动法土坡稳定性分析13 Dr. Han WX 当当 00时，最危险滑动而的圆心位置可能在时，最危险滑动而的圆心位置可能在图图10-6(b)10-6(b)中中EOEO的延长线上的延长线上。自O点向外取圆心O1、O2、.,分别作滑弧，并求出相应的抗滑安全系数K1、K2、,然后绘曲线找出最小值，即为所求最危险滑动面的圆心Om和土坡的稳定安全系数Kmin。 当土坡非均质，或坡面形状及荷载情况比较复杂时，还需自Om作OE线的垂直线，并在垂线上再取若干点作为圆心进行计算比较，才能找出最危险滑动面的圆心和土坡稳定安全系数 当土坡外

11、形和土层分布都比较复杂时，最危险滑动面不一定通过坡脚，此时费伦纽斯法不一定可靠。目前电算分析表明，无论多么复杂的土坡，其最危险滑弧圆心的轨迹那是一根类似于双曲线的曲线，位于土坡被线中心的竖直线与法线之间。若采用电算，可在此范围内有规律地选取若干圆心坐标结合不同的滑弧弧脚，求出相应滑弧的安全系数，再通过比较求得最小值Kmin,但需注意，对于成层土土坡，其低值区不止一个，可能存在多个Kmin值。9.3.1 整体圆弧滑动法土坡稳定性分析整体圆弧滑动法土坡稳定性分析14 Dr. Han WXqGiRTiNi 9.3.2 条分法条分法 This method must be used when is n

12、on-zero It is the basis of all numerical analysis programs Applicable to undrained and effective stress analysis15 Dr. Han WX 9.3.2 条分法条分法xlRsinqiRqi16 Dr. Han WX 9.3.2 条分法条分法qiR sin qiiE 1iEiiU1iiUiX1iXiTiN iUibliConsider slice i17qiin=1i G R = moment gOverturninsinT R = moment Restoringin=1i KN +

13、Kl c R =iiiin=1itanniiiniiiiiGNlcMomentgOverturninMomentsistingK11sintanReqEffective stress analysis FN + Fl c R =uiiiuin=1itanUndrained analysis Dr. Han WX 9.3.2 条分法条分法18 Dr. Han WX 瑞典(SwedishSwedish)假定滑动面为圆柱面滑动面为圆柱面及滑体为不变形的刚体滑体为不变形的刚体外，并忽略了两忽略了两侧面上的作用力侧面上的作用力，因此其未知量的个数为(n+1)个，然后利用土条底面法向力的平衡和整个滑动土条

14、力矩平衡两个条件求出各土条底面法向力Ni和土坡稳定安全系数K的表达式。 土条自重 Gi= bihi 在土条底面的分力 Ni=Gicosi Ti=Gisini ； 作用于土条底面的法向力Ni与其反力Ni大小相等，方向相反； 作用于土条底面的抗剪力Ti，最大值等于土条上土的抗剪强度与滑弧长度的乘积，方向与滑动方向相反。 当土体处于稳定状态，假定各土条的安全系数等于整个滑动面的安全系数时，其抗剪力为： 9.3.3 瑞典瑞典(Swedish)条分法条分法KtgNclKltgcKlTiiiiififi)(19RTRTfii hbtghbclGtgGclTtgNcl =Kiiiiiiiiiiiiiiiqq

15、qqsin)cos(sin)cos()(iiiihbhbtgLcKqqsincos Dr. Han WX 9.3.3 瑞典瑞典(Swedish)条分法条分法 若将整个滑动土体内各土条对园心O取力矩平衡，则 (10-7) 故安全系数故安全系数： （10-8） 若取各土条宽度相等，则安全系数安全系数为 (10-9) 有效应力法分析时，土条底部剪应力 故 （10-10）KtgluGlcKtgucKlTiiiiiiiififi)cos()(qiiiiiiiGtgluGlcKqqsin)cos(20 Dr. Han WX 9.3.3 瑞典瑞典(Swedish)条分法条分法21 Dr. Han WX 9.

16、3.3 瑞典瑞典(Swedish)条分法条分法22 Dr. Han WX 9.3.3 瑞典瑞典(Swedish)条分法条分法23 Dr. Han WX 毕肖普(Bishop，1955)假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，即等于整个滑动面的平均安全系数，取单位长度土坡按平面问题计算，如图所示。设可能滑动面为一圆弧AC，圆心为O，半径R。将滑动土体ABC分成若干土条，面取其中任一条(第i条)分析其受力情况。作用在该土条上的力有：土条自重G bihi，其中bi,hi分别为该土条的宽度与平均高度；作用于上条底面的抗剪力Tfi、有效法向反力Ni及孔隙水压力ui

17、li，其中ui、li分别为该上条底面中点处孔隙水压力和滑弧弧长；作用于该上条两侧的法向力Ei和Ei+1及切向力Xi和Xi+1，Xi(Xi+1-Xi)。且Gi、Tfi、Ni及uili的作用点均在土条底面中点。 9.3.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法24 对 i 土条竖向取力的平衡土条竖向取力的平衡得： 或 （10-11） 当土被尚未破坏时，土条滑动面上的抗剪强度只发挥了一部分力表示，土条滑动面上的抗剪力为 (1012) 将(10-12)代入(10-11)可解得Ni为 （10-13） 其中0coscossiniiiiiifiiiluNTXGiiifiiiiiluTXGNsincosK

18、NKlcKlTiiififitaniiiiiiKlcbuXGm= Nisin1Kmiiitantan1cos Dr. Han WX 9.3.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法25 整个滑动土体对圆心整个滑动土体对圆心O求力矩平衡求力矩平衡，此时相邻上条之间侧壁作用力的力矩将互相抵消，面各土条的Ni及uili的作用线均通过圆心，故有 (10-14) 将(10-13)、(10-14)代入(10-12),且xi=Rsin i,b=bi=licos i,得： (10-15) 此为毕肖普条分法计算土坡安全系数的普遍公式毕肖普条分法计算土坡安全系数的普遍公式，但Xi 仍为未知。毕肖普证明，若令各

19、土条的Xi0，所产生的误差仅为1，由此可得国内外使用相当普遍的毕肖普简化安全系数公式毕肖普简化安全系数公式： （10-16）0RTxGfiiiiiiiiGbuGbcmKisintan)(1iiiiiGXbuGbcm= Kisintan)(1 Dr. Han WX 9.3.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法26 毕肖普简化安全系数公式毕肖普简化安全系数公式： （10-16） 由于m m i i的计算式(10-13)中合有安全系数K，故上述安全系数K仍需试算。通常试算时可先假定K1，求出m m i i，再按上式(10-16)求出K，若计算的K与假定K值不等，则以计算的K值代入，再求出新的

20、m m i i和K，如此反复迭代，直至前后两次皮值满足所要求的精度为止。通常迭代34次即可满足工程精度要求，且迭代总是收敛的。 毕肖普条分法考虑了土条两侧的作用力，计算结果比较合理。分析时先后利用每一土条竖向力的平衡及整个滑动土体的力矩平衡条件，避开了E Ei i及其作用点的位置，并假定所有的Xi均等于零。使分析过程得到了简化，但同样不能满足所有的平衡条件，还不是一个严格的方法，由此产生的误差约为2-7。同时，毕肖普条分法也可用于总应力分析，即在上述公式中略去孔隙水压力uili的影响，并采用总应力强度c、 计算即可。 iiiiiGbuGbcmKisintan)(1 Dr. Han WX 9.3

21、.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法27 Dr. Han WX 9.3.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法iiiiGGcbmKisintan128 Dr. Han WX 9.3.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法29 Dr. Han WX 9.3.4 毕肖普毕肖普(Bishop)条分法条分法30 Dr. Han WX 9.3.5 规范圆弧条分法规范圆弧条分法 公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017-96)规定：地基、路堤整体抗剪稳定验算应采用圆弧条分法；宜采用总应力法或有效固结应力法，有条件时可用有效应力法(准毕肖普法)计算稳定安全系数。 (1)(1)总

22、应力的圆弧条分法总应力的圆弧条分法 当采用总应力法时，地基的抗剪强度采用总强度 f(天然十字板抗剪强度)，或采用直剪试验的快剪指标cq、 q，但路堤填料的抗剪强度则用直剪快剪指标的cq、 q值。将地基土层内滑裂面(弧AB)及路堤土层内滑裂面(弧AB)及路堤填料内滑裂面(弧BC)两大段分别编土条顺序号下标i和j如图10-12所示31 Dr. Han WX 9.3.5 规范圆弧条分法规范圆弧条分法 稳定安全系数稳定安全系数 RMGGTTTKjiiijfjfi/)sin()sin()(32RMGGTTTTKjjiijfjfifi/)sin()sin()()( (2)2)有效固结应力的圆弧条分法有效固

23、结应力的圆弧条分法 当采用有效固结应力法时，地基及路堤的抗剪指标均由直接快剪试验获得，并按下式计算稳定安全系数： 其中iiificqiiiifiififiiqiqiiifimUGUGTllcGT110TtancosTtancos或或 Dr. Han WX 9.3.5 规范圆弧条分法规范圆弧条分法33 (3) (3)有效应力法有效应力法( (准毕肖普法准毕肖普法) ) 当采用有效应力法(准毕肖普法)时地基抗剪强度指标采用有效抗剪强度指标c、 ，路堤的抗剪强度指标仍采用直接快剪指标cq， q值，可按下式计算稳定安全系数： Dr. Han WX 9.3.5 规范圆弧条分法规范圆弧条分法34 Dr.

24、Han WX 9.3.6 简布简布(Janbu)条分法条分法 在实际上程中常常会遇到非圆弧滑动面的土坡稳定分析，加土坡下面有软弱夹层，或土坡位于倾斜岩层面上，滑动面形状受到夹层或硬层影响而呈非圆弧形状。此时若采用前述圆弧滑动面法分析就不再适用。简布(Janbu)提出的非圆弧普遍条分法(GPS)。 如图10-13所示。滑动面任意、划分土条后，其假定： 滑动面上的切向力Ti等于滑动面上土的抗剪强度 fi，即Ti fifili(Ni tan i+cili)K； 土条两侧法向力E的作用点位置为巳知，且一般假定作用于土条底面以上1/3高度处。 分析表明条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大。35

25、Dr. Han WX 9.3.6 简布简布(Janbu)条分法条分法 取任一土条如图10-13(b)所示，hti为条间力作用点的位置， ti 为推力线与水平线的夹角。需求的未知量有：土条底部法向反力Ni(n个)；法向条间力之差Ei(n个)；切向条间力Xi(n-1个)及安全系数K。可通过对每一土条力和力矩平衡建立3n个方程求解。 对每一土条取竖向力的平衡对每一土条取竖向力的平衡，则 (10-20) 或 (10-21) 对土条中点取力矩平衡对土条中点取力矩平衡，并略去高阶微量，则 (10-22) 或 (10-23) 再由整个土坡Ei0 可得 (10-24)iiiiiiiiiiiiTXGNTXGNt

26、ansec)(sincosbEhEXEhbEbXititiiiiitiii/tantan0sectan)(iiiiiTXG36Kmiitantan1 根据安全系数的定义和摩尔库伦破坏准则 (10-24) 联合求解(10-20)、(10-24)得： (10-25) 其中： 将(10-25)代入(10-23)得JanbuJanbu安全系数公式：安全系数公式： (10-26)imXGcbKTiii1tan)(1iiiiiiXGXGcbmKitan)(tan)(cos1KNcbKlTiiifiitansec Dr. Han WX 9.3.6 简布简布(Janbu)条分法条分法37 上述公式的求解仍需采

27、用迭代法，可按以下步骤进行：上述公式的求解仍需采用迭代法，可按以下步骤进行： (1)先设Xi0(相当于简化的毕肖普总应力法)，并假定K1，算出m i。代人式(10-23)求得K，若计算K值与假定值相差较大，则由新的K值再求m i 和K，反复逼近至满足精度要求，求出K K 的第一次近似值。 (2)由式(10-25)、式(10-21)及式(10-22)分别求出每一土条的Ti、Ei，及Xi，并计算出Xi。 (3)用新求出的Xi重复步骤1，求出是的第二次近似值，并以此值重复上述计算每一土条的Ti、Ei，及Xi，直到前后计算的K值达到某一要求的计算精度。 简布条分法可以满足所有静力平衡条件但推力线的假定

28、必需符合条间力的合理性要求(即满足土条间不产生拉力和剪切破坏)。目前在国内外应用较广，但也须注意，在某些情况下，其计算结果有可能不收敛。 iiiiiiXGXGcbmKitan)(tan)(cos1 Dr. Han WX 9.3.6 简布简布(Janbu)条分法条分法38 折线滑动法是假定边坡沿滑动面为折线。主要应用于岩质边坡或下层为岩质边坡，上层为黏性土层的边坡。沿岩层交界面或与土层的交界面发生滑动。当滑体有多层滑动面(带)时，应取推力最大的滑动面(带)确定滑坡推力，且选择平行于滑动方向的几个具有代表性的断面进行计算；计算断面一般不少于2个，其中应有一个是滑动主轴断面。根据不同断面的推力设计相

29、应的抗滑结构，当滑动面为折线形时，滑坡推力可按下式计算iiiiiiiiinittiilcGGFFtan)sin()cos(tan111 Dr. Han WX 9.3.7 折线滑动法折线滑动法 滑坡推力作用点，取在滑体厚度的二分之一处，滑坡推力安全系数，应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定39 采用基于极限平衡理论的传递系数法来计算滑坡稳定性系数，并评价滑坡体的稳定性。 传递系数法稳定性系数计算基本公式如下： 其中： Ks 稳定系数； j 第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数（j=i）； Ri 作用于第i块段的下滑力（KN/m）； Ni 第i块段滑动体的法向分力（KN/m）；

30、Ti 作用于第i块段滑动面上的滑动分力（KN/m）， 出现与滑动面方向相反的滑动分力时，应取负值。 i，i+1 第i块段，第i+1块段滑动面倾角()； Ci 第i块段土的粘聚力（KPa）； Li 第i块段滑动面的长度（m）； Wi 第i块段土的重量（KN/m）。 Dr. Han WX 9.3.8 传递系数法传递系数法111111)()(ninnijjininnijjisTTRRK40 Dr. Han WX 9.3.8 传递系数法传递系数法41 Dr. Han WX 9.3.9 边坡稳定性计算软件边坡稳定性计算软件Geo-Slope12123456789101112Material #: 1 U

31、nit Weight: 15 C: 5 Phi: 20 Model: MohrCoulomb Material #: 2 Unit Weight: 18 C: 10 Phi: 25 Model: MohrCoulomb Distance (m)0510152025303540Elevation (m)048121642 Dr. Han WX 9.3.9 边坡稳定性计算软件边坡稳定性计算软件Geo-Slope43 Dr. Han WX 9.3.9 边坡稳定性计算软件边坡稳定性计算软件Geo-Slope44 整体圆弧滑动法整体圆弧滑动法安全系数用抗滑力矩与滑动力矩的比值定义，具体计算时仍存在诸多困

32、难，1927年Fellennius在此基础上提出瑞典条分法，亦称简单条分法，将圆弧滑动土体竖直条分后，忽略土条之间的作用力进行计算求得整体圆弧滑动安全系数。此方法计算简单，但由于其忽略土条之间作用力，计算的安全系数偏小： 瑞典条分法瑞典条分法因忽略了土条两侧作用力，不能满足所有的平衡条件，故计算的稳定安全系数比其他严格的方法可能偏低10-20%，这种误差随着滑弧圆心角和孔隙水应力的增大而增大，严重时可导致计算的安全系数偏小一半： Dr. Han WX 9.3.10 各种方法的比较各种方法的比较45 毕肖普条分法毕肖普条分法将土坡竖直条分后，用抗滑剪切力与土条的下滑力的比值定义安全系数，其仍然基

33、于滑动面为一圆弧，考虑了土条两侧的作用力，计算结果比较合理。分析时先后利用每一土条竖直方向力的平衡及整个滑动土体的力矩平衡条件，避开了EiEi及其作用点的位置，并假定所有的XiXi均等于零，使分析过程得到了简化，但同样不能满足所有的平衡条件，还不是一个严格的方法，由此产生的误差约为2-7。同时，毕肖普条分法也可用于总应力分析，即在上述公式中略去孔隙水压力uili的影响，并采用总应力强度c、计算即可。该方法的计算精度较高。 简简布条分法布条分法亦称非圆弧滑动法，滑动画为任意曲线。将土坡竖直条分后，也用抗滑剪切力与土条的下滑力的比值定义安全系数，假定滑动面上的切向力等于滑动面上土所发挥的抗剪强度，

34、且土条两侧法向力的作用点位于土条底面以上13高度处。亦可应用于圆弧滑动面。 Dr. Han WX 9.3.10 各种方法的比较各种方法的比较46 建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)规定的边坡稳定性计算方法, 根据边坡类型和可能的破坏形式，可按下列原则确定根据边坡类型和可能的破坏形式，可按下列原则确定： 1 土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算； 2 对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算； 3 对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法进行计算； 4 对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分 析； 5 当边坡破坏机制复杂时，宜结

35、合数值分析法进行分析。 Dr. Han WX 9.3.10 各种方法的比较各种方法的比较47 Dr. Han WX 9.4.1 土体抗剪强度及稳定安全系数选择土体抗剪强度及稳定安全系数选择 土体抗剪强度指标的恰当选取是影响土坡稳定分析成果可靠性的主要因素。对任一给定的土体而言，不同试验方法测定的土体抗剪强度变化幅度远超过不同静力计算方法之间的差别，尤其是软粘土。所以在测定土的抗剪强度时，原则上应使试验的模拟条件尽量符合现场土体的实际受力和排水条件，保证试验指标具有一定的代表性。因此，对于控制土坡稳定的各个时期，可分别按表10-4选取不同的试验方法和测定结果。 对于粘性土坡，当处于极限平衡状态时

36、，其稳定安全系数K1，也就是说，若设计土坡的安全系数K1，则土坡能满足稳定要求。但在实际工程中，由于影响土坡稳定性的因素较多，有些土坡即使K1，还是发生了滑动，而有些土坡，尽管K1，却是稳定的。因此，在进行粘性土坡的稳定性分析时，不仅要求分析的方法合理，更重要的是如何选取土的抗剪强度指标及规定恰当的安全系数，对于软粘土土坡尤为重要。目前对于土坡稳定允许安全系数的取值，各部门尚无统一标准，考虑的角度也不尽相同，在工程中应根据计算方法、强度指标的测定方法综合选取，并应结合当地已有实践经验加以确定。48 Dr. Han WX 9.4.1 土体抗剪强度及稳定安全系数选择土体抗剪强度及稳定安全系数选择4

37、9 Dr. Han WX 9.4.2 坡顶开裂时的土坡稳定性坡顶开裂时的土坡稳定性 如图10-15所示，由于土的收缩及张力作用，在粘性土坡的坡顶附近可能出现裂缝，雨水或相应的地表水渗入裂缝后，将产生一静水压力为 该静水压力促使土坡滑动其对最危险滑动面圆心O的力臂为z，因此，在按前述各种方法进行土坡稳定分析时，滑动力矩中尚应计人Pw的影响，同时土坡滑动面的弧长也将相应地减短，即抗滑力矩有所减少。220hPww50 Dr. Han WX 9.4.3 土中水渗流时的土坡稳定性土中水渗流时的土坡稳定性 当土坡部分浸水时，水下土条的重力都应按饱和重度计算，同时还需考虑滑动面上的静孔隙水压力和作用在土坡坡

38、面上的水压力。 如图10-16(a)所示，ef线以下作用有滑动面上的静孔隙水压力合力静孔隙水压力合力P1、坡面上水压力合力坡面上水压力合力P2以及孔隙孔隙水的重力和土粒浮力的反作用力水的重力和土粒浮力的反作用力Gw。 在静水状态，三力维持平衡，且由于P1的作用线通过圆心O根据力矩平衡条件，P2对圆心O的矩也恰好与Gw对圆心O的力矩相互抵消。因此，在静水条件下周界上的水压力对滑动土体的影响可用静水面以下滑动土体所受的浮力代替，即相当于水下土条重量取浮重度计算。故稳定安全系数的计算公式与前述完全相同，只是将坡外水位以下土的重度用浮重度 计算即可。 51 Dr. Han WX 9.4.3 土中水渗流时的土坡稳定性土中水渗流时的土坡稳定性 当土坡两侧水位不同时，水将由高的一侧向低的一侧渗流。