土力学(清华大学)7课件

1、第7章土坡稳定分析Stability analysis of soil slopes、Crest、Slope surface、toe、1的概要、2无粘性土坡的稳定分析、3粘性土坡的稳定分析、4总应力法和有效应力法、第7章土坡稳定分析、作业：7-1、 7-3 1为什么会发生边坡失稳2边坡稳定性3是如何预防管理的，第1节的概要、边坡分类：天然边坡人工边坡Engineered slope土坡Soil slope岩石边坡Rock slope， 第2章土坡稳定分析为何边坡失稳土体沿折动面达到极限平衡态1 .土坡：具有倾斜面的土体，1天然土坡Natural slope，江，河，湖，海岸坡，第1节的概要，1

2、天然土坡，山，岭，丘，冈，天然坡，第1节的概要，2人工土坡engines 露天矿，第1节的概要2人工土坡，填土：堤坝，路基，堆积物，第1节的概要，天生桥一级面板堆石坝，2人工土坡，第1节的概要，堆石坝，2人工土坡，第1节的概要，堤防，2人工土坡，第1节的概要，2 .滑坡Landslides，滑坡是什么？ 为什么会发生滑坡，有些土体由于外因的作用，相对于其他一些土体滑坡，第1节概要，第2 .滑移面，第1节概要，第1节概要，第2 .滑移面危害：滑移面是严重的自然灾难(岩土) 的中国滑移面灾害频发国家2008年西安，召开了第1.0次国际滑移面和工程边坡会议，组织委员会会议主席陈祖熙教授，第1节概要，

3、第2节滑移面形式，第1节概要，第2 .滑移面2软化滑坡的原因，降雨、蓄水，岩土，渗透到水库里滑坡浸润线，1 ) 振动：地震，爆破，2 )土中的水分量和水位变化，3 )水流洗净：使坡地变陡，4 )冻结融化：冻结膨胀力和融化水分量变高，5 )人工挖掘：坑，水闸，水库肩，隧道出入口，第1节的概要，地震引起的滑坡，第1节的概要暴雨和地震引起泥石流的河2006年2月1.7菲律宾东部轻省连日暴雨和南部区2.6级轻微地震发生泥石流约3000人死亡，第1节概要-泥石流，紫坪坝2号泄洪洞出口滑坡-开挖，第1节概要，云南徐村水电站溢洪道滑坡，第1节概要，江岸崩塌第1节概要三峡水库地辖区滑坡问题蓄水引起的滑坡，20

4、01年重庆市云阳县发生了两次大滑坡，其中武隆边坡失稳导致7.9人死亡。 国务院的资助用于三峡水库地辖区的地质灾害管理，第一节概要，1989年1月8日坡高103m。 流纹岩有强烈风化的密集节理，包括小型不连续面。 由于事故，发电站的现场比计划晚了1年，修复时设置了大量的预应力锚固件。 漫湾滑坡，第1节概要，水库体内浸润线过高，第1节概要，西藏易贡巨大滑坡，第1节概要，西藏易贡巨大滑坡，时间： 2000年4月9日规模：坂高3330 m，堆积体2500m，宽约2500m，合计量=280-300106 m3天然水库：达险峻的情况：湖水以每天0.5米的速度上升。、第一节概要、滑坡后缘海拔5520m、第一

5、节概要、易贡滑坡堰塞湖、扎木造沟、5520m、2264 m、2340 m、2210 m、滑坡堆积、易贡茶厂、易贡巨大滑坡堰塞湖平面图、第一节概要、第一节概要、滑坡堰塞湖易贡湖、第一节概要、第一节概要、城市滑坡问题(香港、重庆)、香港1900年建市、1977年土力工程署港岛1972 Po Shan滑坡(2.0，000 m3 ) (6.7死，2.0伤)、第一节概要、Early 1972滑坡前，如何分析、判断？ 无粘性土坡-相对简单的粘性土坡-复杂、安全系数的定义，土坡沿某个滑移面的安全系数f，将土的抗剪强度指标降低到c/F、tan/F时，土体沿该滑移面在任何地方达到极限平衡，即=ce e tane

6、 ce=c/F tane=tan/F， 第2节无粘性土坡的稳定分析Noncoehsive soil slope，第2节无粘性土坡，破坏形式：表面浅层滑动梯度强度参数：内摩擦角考察一无限长坡，倾斜角分析一微欧元针织面料a :因为无限长坡，微欧元针织面料两侧的力大小相等，方向相反， 一、无渗流的无限长斜面微针织面料a的自重： W=V，沿坡面的滑动力：(由无限土坡两侧的力抵消)，滑动阻力：第2节无粘性土坡，渗流的无限长土坡进行研究，=的情况下，Fs=1.0，天然休止角，安全系数与土容积重无关，选择的传声器也就是说，在坡内的任意点和与坡平行的任意滑移面上安全系数Fs相等，思考问题是干坡和静水下坡，如果

7、不变化，Fs是怎样变化的， 第2节为什么没有粘性的土坡是滑坡的形式，总结、没有渗流的无限长土坡、总结、二.沿坡面有渗流时，(3)耐滑力：(2)滑动力：沿坡面渗流的无限长土坡的安全系数：(4)安全系数：第2节无粘性土坡、二.沿坡面与没有渗流的情况相比，意味着Fs减少了近2倍，沿坡面有渗流的情况下可能会破坏，3 .讨论选择的v的大小，在该斜面中各点的安全系数相同，与容积有关，第2节没有粘性土斜面，第3 .部分浸水没有粘性土斜面，部分浸水斜面的稳定性相同的深层滑动的可能性高，、a，第2节无粘性土坡，三.部分浸水无粘性土坡，土体滑动，考虑双向的力平衡FX=0fy=0未知量有N1、N2、Fs超静定，第2

8、节没有粘性土斜面，将滑动土体分为两个块， 有四个平衡方程Fxi=0，Fyi=0，I=1，2未知量为R1，R2，Fs， P1有5个，例如，3 .部分浸水无粘性土坡，需要导入第2节无粘性土坡，将BCDE布摇滾乐平衡P1=W1sin 1(W1cos1 tg)/Fs代入EDA布摇滾乐的平衡方程式，下滑力和滑动阻力Fs=滑动阻力/滑动阻力，3 .部分浸水无粘性土坡， 第2节无粘性土坡，第4节无粘性土非线性强度指标对折动面的影响，无粘性土非线性强度指标使折动面不是在表面而是在一定深度发生，第5节无粘性土坡的安定性分析总结，破坏形式：表面浅层滑坡的分析方法：无限长坡，第2节无粘性土坡，第3粘性土坡的安定性分

9、析强度参数：粘性c， 内摩擦角破坏形式：危险滑移面位置位于土坡深处，对于均匀的土坡，在平面应变条件下，其滑移面可近似为圆柱面。 第三节粘性土坡稳定分析、一瑞典圆弧法二瑞典条分法三简略Bishop条分法四普遍条分法(Janbu法)，粘性土坡为什么不发生表面滑坡，三粘性土坡稳定分析、第三节粘性土坡稳定分析、圆弧滑坡法是瑞典工程师提出的。冰川堆积厚层软粘土，第3节粘性土坂-瑞典圆弧法，一，整体圆弧法(瑞典圆弧法)，(一)解析计算方法1假定条件：w，一，整体圆弧法(瑞典圆弧法)，第3节粘性土坂-瑞典圆弧法，(一)解析计算方法2 .平衡条件(各力对o的力矩(三)安全系数：(二)滑动力矩：w，一，整体圆弧

10、法(瑞典圆弧法)，第三节粘性土坂-瑞典圆弧法，在2.0的情况下，n是l(x，y )的函数，得不到Fs的理论解，1 .中心o和半径r是任意的假设计算最小安全系数的最可能的折动面，3 .瑞典圆弧法是饱和粘土，耐折动扭矩，安全系数：第3节粘性土坂瑞典圆弧法，第2，条分法的基本原理和分析，第1原理，注：是无法求出理论解的边值问题，数值简单的解决方法是将滑土体离散化为土条的方法。 第3节粘性土坡条分法的基本原理、滑动力矩、2 .条分法中的求解条件、第I条土的力、第3节粘性土坡条分法的基本原理Wi是作用于土条体底部的力和作用点niti的合计3n个作用于条间的力和作用点： Pi Hi hi的合计3(n-1

11、)个(两端的边界已知) 是整体安全系数fs的合计1个未知数的合计=3n 3(n-1) 1=6n-2、n条土的未知量的数量、2 .条分法中的求解条件第3节粘性土坂条分法的基本原理， 各条：水平方向静力平衡条件： x=0且n个垂直方向静力平衡条件： z=0且n个扭矩平衡条件： M0=0且n个土条底面极限平衡条件： n个整体扭矩平衡1个，求解条件合计4n1个，2 .条分法中的求解条件平衡方程， 第三节由于粘性土坂条分法的基本原理未知数为6n-2个求解条件为4n1个差异(2n-3 )，所以对应不同的假定条件，不同计算方法整体的圆弧法： n=1，6n-2个未知数，4个方程式为简单(瑞典)条分法Pi=Hi

12、=hi=0，ti=Li 个未知数其他方法：条间力的假定，2 .条分法中的求解条件讨论第3节粘性土坂-条分法的基本原理，3 .单纯条分法(瑞典条分法)，第1基本原理：无视所有的条间力，即，pi=hi=03n-3 ti=Li/2n合计4 n -。 第3节粘性土坂-瑞典分法、2 .安全系数计算、Ni方向静力平衡(n个)、式(2n 1)个折动面上的极限平衡条件(n个)、第3节粘性土坂-瑞典分法、3简单分法计算步骤、圆心o、半径r (图)、项目： b=R/10、编号：圆清单计算li Wi i，变化圆心o和半径r，Fs最小，END，4 .瑞典单纯条分法的讨论，忽略了*条间力，因此有4n1个平衡条件。实际上

13、在2n 1个中，有时不满足平衡条件，忽略条间力计算的安全系数Fs越小(条间力的滑动阻力作用越大)，Fs越小，假定圆弧滑动面越有与实际的滑动面的差，一般来说，Fs越小第3节粘性土坂-瑞典条分法，四，比绍夫(Bishop )法中考虑了条间力，a，o、r、c、I、b、b、I、di、Ti、Ni、Wi、第三节粘性土坂-毕肖甫条分法、1 .原理和特征、假设滑动面为圆弧的各滑动面上满足极限平衡条件的各力在y方向(垂直)上，静力平衡整体相对于圆心o力矩平衡注：未考虑各条间的水平力和各条的力矩平衡的条件脚丫子不到： Hi不足，通过将(n-1 )个条件设为Hi=0，简化Bishop法，无视条间线力，求出第3节粘性

14、土坂毕晓夫条分法，求出条件，平衡条件： 2n 1未知数： 0 1 )因法向力平衡Pi(Pi )不出现(n-1 )，2 )忽略各力矩平衡ti和hi (2n-1 )，Hi=0(条间线力除外) (n-1 )，第3节粘性土坡毕肖甫条分法，2安全系数式，第3节粘性土坡毕肖甫条分法，式的设半径r、Fs=1.0，对于mqi、YES、Fs最小、END、计算、No、5 .普遍条分法(简单布Janbu法)、第3节粘性土坡-普遍条分法、任意形状滑移面、o点的力矩平衡，求出Hi和Pi的关系， 普遍条分法(简布Janbu法)，第3节粘性土坂-普遍条分法，5 .普遍条分法(简布Janbu法) p1=p1p2=p2=p1p

15、2pi=pi(i=1，j) Pn=Pi=0 (i=1， n )，第3节粘性土坂-普遍条分法，2安全系数式，计算比较复杂，5 .普遍条分法(简易布Janbu法)，第3节粘性土坂-普遍条分法，1个特征，(1)任意形式滑移面不一定圆弧，(2)满足各条的x、z静力平衡，满足各条的扭矩平衡，整体的扭矩偏差5 .普遍的条分法(简单布Janbu法)，第3节粘性土坂-普遍的条分法，6 .几个分析计算方法的总结第3节粘性土坂的稳定分析方法的总结，条分法的小节，简单布条分法，第3节粘性土坂的稳定分析方法的总结，滑坡是什么？ 为什么滑坡滑坡的形式，总结，没有渗流的无限长土坡，总结，粘性土条分法，总结，第四节边坡稳定

16、分析的总应力法和有效应力法，土体抗剪强度参数的正确选择是影响土坡稳定分析成果可靠性的主要因素。 原则： (1)采用尽可能有效的应力方法(2)试验条件尽量满足土体的实际受力和排水条件。第四节边坡稳定分析的总应力法和有效应力法：使用有效应力强度指示符c的总应力法：使用总应力强度指示符cu或ccu、cu的1.2个分析法，有效应力法：使用有效应力强度指示符c的总应力法：使用总应力强度指示符cu或ccu、cu， 第四节边坡稳定分析的总应力法和有效应力法二.稳定渗透期土防洪堤堤的滑动安全系数，以整个土体(粒子孔隙水)为隔离体的双瑞典简单条分法为例，计算安全系数对圆心力矩，第四节边坡稳定分析的总应力法和有效应力法，Wi自重计算，h1天然容积bh1， h2饱和容积量bh2sat、h3浮游容积量bh3、条下孔压lhtw、h1、ht、下游水位、d、h2、2 .稳定渗透期土防洪堤耐滑安全系数、第4节边坡稳定分析的总应力法和有效应力法、等势线， 3 .关于土防洪堤施工期边坡稳定分析：均质粘性土防洪堤1总应力法：采用排水强度指标Cu的u 2有效应力法(1