第一章深基坑边坡稳定课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.3边坡稳定,1.3边坡稳定,1,概述,边坡处治，首先要进行稳定性分析。边坡稳定分析的方法很多，目前在工程中广为应用的是传统的极限平衡理论。近几年，基于不同的力学模型而建立起来的各种数值分析计算方法也越来越受到工程界的重视。,边坡稳定性概念,边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体，由于坡表面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩)体内部某一个面上的滑动力超过了土(岩)体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。,概述,2,在工程设计中，判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。l955年，毕肖普(A.W.Bishop)明确了土坡稳定安全系数的定义：,(2.1),式中：沿整个滑裂面上的平均抗剪强度；,r沿整个滑裂面上的平均剪应力；,边坡稳定安全系数。,按照上述边坡稳定性概念，显然，1，土坡稳定；0,圆心位置在EO的延长线上,最危险滑动面圆心的确定12ROBA对于均质粘性土土坡，,18,计算公式,图2.3表示一均质土坡，土条高为hi，宽为bi，Wi为土条本身的自重力，Ni为土条底部的总法向反力，Ti为土条底部(滑裂面)上总的切向阻力；土条底部坡角为ai；长为li，坡体容重为i，R为滑裂面圆弧半径，AB为滑裂圆弧面，xi为土条中心线到圆心O的水平距离。,根据摩尔一库仑准则，滑裂面AB上的平均抗剪强度为,(2.2),式中：法向总应力；,u孔隙应力；,，坡体有效抗剪强度指标。,计算公式,19,如果整个滑裂面AB上的平均安全系数为Fs，按照式(2.1)定义，土条底部的切向阻力Ti为,(2.3),第一章深基坑边坡稳定课件,20,取土条底部法线方向力的平衡，可得,(2.4),取所有土条对圆心的力矩平衡，有,(2.5),如图所示，根据几何关系,将式(2.3)、(2.4)代入式(2.5)，整理后有,(2.6),计算时土条厚度均取单宽，即有，因此式(2.6)可写为,(2.7),式(2.6)或式(2.7)就是瑞典法土坡稳定计算公式，它也可以从第(3)条假定中直接导出。,取土条底部法线方向力的平衡，可得,21,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i，如图2.4所示，如果将土条和土条中的水体一起作为脱离体时，此时土条重力就包括土条和土条中的水体重力，即,(2.8),式中：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hw(一般根据流网确定)，则有,渗流影响,22,(2.9),式中：水的容重。,一般地，bi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。,将式(2.8)和式(2.9)代入式(2.7)，有,(2.10),第一章深基坑边坡稳定课件,23,稳定计算分析,设计计算时，滑裂面是任意给定的，即前述的虚拟工作状态。因此，需要对各种可能的滑裂面均进行计算，从中找出安全系数最小的滑裂面，即认为是存在潜在滑动最危险的(或最有可能的)滑裂面。这种计算工作量是相当大的，特别是当边坡外形和土层分布都比较复杂时，寻找最危险滑裂面位置相当困难。以前，在计算手段有限的情况下，许多学者在寻找最危险滑裂面位置方面作了很大努力，通过各种途径探索最危险滑弧位置的规律，制作图表、曲线，或将某类边坡归类分别总结出滑弧圆心的初始位置，以减少试算工作量并尽可能找到最危险滑裂面。在今天，由于计算机的普遍采用，这些问题已经变得并不那么重要了。我们可充分利用计算机及编制相应的程序，而使这种计算变得异常简单。,稳定计算分析,24,