粘土边坡的安全系数计算

粘土边坡的安全系数计算2022-10-102目录 第一章 绪论 第二章 粘土边坡安全系数计算一般方法 第三章 运动条分法原理进行实际算例 第四章 边坡的加固方法2022-10-103第一章 绪论1、边坡的定义:岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面；为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面2、边坡应用学科：水利科技（一级学科）；岩石力学、土力学、岩土工程（二级学科）；岩土工程（水利）（三级学科）3、边坡的分类：一、按成因分类：可分为人工边坡和自然边坡；二、按地层岩性分类：可分为土质边坡和岩质边坡。a：按岩层结构分为：1层状结构边坡、2块状结构边坡、3网状结构边坡；b：按岩层倾向与坡向的关系分为：1顺向边坡、2反向边坡、3直立边坡。三、按使用年限分类：可分为永久性边坡和临时性边坡。2022-10-104第一章 绪论 4、边坡的应用背景：边坡作用的范围异常广泛，较为常用的如工程中基坑的建造、堤坝的建造、公路的路堤、汽车火车道路轨道的防护、山体下挡土墙的设计等等 5、边坡稳定性安全系数：一般定义为沿假定滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，当该比值大于1时，坡体稳定；等于1时，坡体处于极限平衡状态；小于1时，边坡即发生破坏。6、边坡安全系数研究的目的和意义：边坡不仅作用广泛、而且其所处位置起的决定性作用也较大，关系着整个工程的成败与否甚至人们的生命财产安全，因此详细计算出各个边坡的安全系数显得异常重要，不仅可以提高整个工程的实用效率，同时也可以为人们提供更多的保障。无论计算量大小，都必不可少。2022-10-105第二章 粘土边坡安全系数计算的一般方法 整体圆弧滑动法 条分法 瑞典条分法 毕肖普条分法 普通条分法（简布法）有限元法2022-10-106第二章 粘土边坡安全系数计算的一般方法 圆弧滑动法：在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面，建立这一假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。条分法：将滑动体分成若干个垂直土条，把土条视为刚体，分别计算各土条上的力对滑弧中心的滑动力矩和抗滑力矩，最后求出土坡稳定安全系数。瑞典条分法：假设滑动面为圆弧面，将滑动体分为若干个竖向土条，并忽略各土条之间的相互作用力。2022-10-107第二章 粘土边坡安全系数计算的一般方法 毕肖普条分法：这种方法仍然假定滑动面为圆弧面，并假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，都等于整个滑动面上的平均安全系数。普通条分法（简布法）:假定条块间水平作用力的位置每个条块都满足全部静力平衡条件和极限平衡条件，滑动土体的整体力矩平衡条件也自然得到满足，而且它适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。有限元法：把土坡当成变形体，按照土的变形特性，计算出土坡内的应力分布，然后再引入圆弧滑动面的概念，验算滑动土体的整体抗滑稳定性。2022-10-108第三章 运动条分法原理进行实际算例 1.按比例绘出土坡剖面 2.任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条 3.每个土条的受力分析 iiiiiiWllNcos1iiiiiiWllTsin1iiiWNcosiiiWTsin2022-10-109第三章 运动条分法原理进行实际算例 4.滑动面的总滑动力矩 5.滑动面的总抗滑力矩 6.确定安全系数 iiiWRTRTRsin)tancos(taniiiiiiiiiifilcWRlcRlRRTiiiiiiisWlctgWTRRTFsincos2022-10-1010第三章 运动条分法原理进行实际算例【例】某土坡如图所示。已知土坡高度H=6m，坡角=55，土的重度=18.6kN/m3，内摩擦角=12，粘聚力c=16.7kPa。试用条分法验算土坡的稳定安全系数 2022-10-1011分析:按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧 将滑动土体分成若干土条，对土条编号 量出各土条中心高度hi、宽度b i，列表计算sin i、cos i以及土条重W i，计算该圆心和半径下的安全系数 对圆心O选不同半径，得到O对应的最小安全系数；在可能滑动范围内，选取其它圆心O1，O2，O3，重复上述计算，求出最小安全系数，即为该土坡的稳定安全系数 2022-10-1012计算按比例绘出土坡，选择圆心，作出相应的滑动圆弧取圆心O，取半径R=8.35m 将滑动土体分成若干土条，对土条编号列表计算该圆心和半径下的安全系数0.601.802.853.754.103.051.501 1 1 1 1 1 1.1511.1633.4853.0169.7576.2656.7327.9011.0 32.1 48.5 59.4158.3336.6212.671 2 3 4 5 6 7编号编号 中心高度中心高度(m)条宽条宽(m)条重条重W W i ikN/mkN/m 1(o)W isin i 9.5 16.523.831.640.149.863.0W icos i 1.84 9.51 21.3936.5549.1243.3324.86合计合计186.60258.632022-10-1013第四章 边坡的加固方法1、工程防护（1）抹面与捶面（2）灌浆与勾缝（3）水泥土护坡（4）护面墙（5）喷浆或喷射混凝土防护（6）喷锚防护（7）土钉墙（8）预应力锚索梁 2、植物防护（1）种草（2）铺草皮（3）植树 2022-10-1014第四章 边坡的加固方法 3、柔性支护（1）三维植被网（2）钢绳网主动防护（3）钢绳网被动防护 4、综合防护（1）岩质边坡绿化喷播技术（2）框格护坡