《工程岩土》课件 模块四 土压力计算及土坡稳定性分析单元2任务点2黏性土坡稳定性分析

模块四

土压力计算及土坡稳定性分析《工程岩土》

单元二

土坡的稳定性分析任务2黏性土坡稳定性分析问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测

某拟建公路某段为开挖路堑通过，路堑边坡暂未设计支挡结构，左侧边坡为均质砂土，内摩擦角35°，拟设计坡高为6m，坡角40°。右侧边坡土质为黏性土，容重γ=18kN/m3,内摩擦角20°，黏聚力18kPa，拟设计坡高为7.5m，坡角45°，该段路堑两侧边坡设计是否稳定安全。

问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测如果你是工程勘察设计人员，请分析判断该段路堑右侧黏性土边坡，容重γ=18kN/m3,内摩擦角20°，黏聚力18kPa，拟设计坡高7.5m，坡角45°，该侧边坡是否稳定安全？1.该工程设计中，路堑右侧边坡为黏性土坡，其稳定性的分析方法与左侧均质无黏性土坡()（相同、不同）。均质黏性土坡失去稳定时，常沿着()滑动，通常滑动曲面近似为()，简称滑弧面。2.瑞典圆弧法验算一个土坡的稳定性时，先假定()的滑动面，通过试算找出多个()值，相应于()稳定安全系数的滑弧即为()滑动面。3.该工程设计中，路堑右侧边坡若采用瑞典条分法验算土坡稳定性，其具体分析步骤有哪些？()。

4.按照该工程中设计的右侧边坡的坡高和坡角，试分析该侧边坡能保持稳定安全吗？若不稳定，可以考虑采用哪些方法？()。问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（一）瑞典圆弧法

如右图所示为简单黏性土坡，ADC为假定的一个滑弧，圆心在O点，半径为R。假定土体ABCD为刚体，在重力W作用下，将绕圆心O旋转。使土体绕圆心O下滑的滑动力矩为：阻止土体ABCD向下滑动的抗滑力矩：所以土坡的稳定安全系数为：黏性土坡稳定性分析问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（二）瑞典条分法

瑞典条分法具体分析步骤如下：（1）按比例绘制土坡剖面图。（2）任选一点O为圆心，以OA为半径R作圆弧AD即为滑动圆弧面。（3）将滑弧面以上土体竖直分成宽度相等的若干土条并依次编号。编号时可以将通过圆心O的竖直线定为0号土条的中线，土条编号向右为正，向左为负。为计算方便，可取各土条的宽度b=0.1R(如图)。（4）计算作用在任一土条i上的作用力(如图)。（5）计算滑动稳定系数K（沿整个滑动面上的抗滑稳定力矩与滑动力矩之比）。黏性土坡稳定性分析问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测最危险滑动面圆心位置的确定：

瑞典条分法在进行稳定性分析时仍需要试算许多个可能的滑动面，为了减少试算工作量，费伦纽斯（Fellenius.W）提出φ=0的简单土坡最危险滑动面为通过坡脚的圆弧，其圆心O位于下图a中AO与BO两线的交点，下图中β1，β2与坡角或坡度有关，可查表。当φ≠0时，费伦纽斯认为最危险的滑弧面圆心将沿下图b中的MO线向左上方移动，O点的位置仍可按表确定。具体可用以下方法快速求出，如下图所示，其方法步骤如下：

a）φ=0°时

b）φ≠0°时

问题导学情境描述知识讲解小组学习知识小测（1）根据边坡坡度或坡角β，查表确定相应的β1，β2。

（2）根据β1角，由坡脚A点作线段AO，使角∠OAB=β1,；由坡肩B作线段BO，使该线段与水平线夹角为β2。线段AO与线段BO交点为O。（3）由坡脚A点竖直向下取坡高H值，再向右沿水平向取4.5H，并定义为M点。（4）延长MO线，并取O1、O2、O3、...作为圆心，绘出相应的通过坡脚的滑弧，分别求出各滑弧的稳定安全系数K1、K2、K3、...绘出K的曲线，取曲线下凹的最低点O’。（5）同理，从O’点作垂直线DE，在DE上取O1’、O2’、O3’、...为圆心，计算各自的边坡安全系数Ka1、Ka2、Ka3、...，并连成曲线，取曲线下凹处的最低点O’’，该点即为所求最危险滑弧面的圆心位置，相应的边坡稳定安全系数为K’min。

问题导学情境描述知识