下载文档原格式
佳木斯职业学院学报2019年第11期总第204期No.11. 2019Sum 204土坡是具有倾斜坡面的土体。
地质作用形成天然土坡、人工开挖或回填形成人工土坡。
自然土坡与人造边坡的垮塌是经常发生的工程事故。
1999年，中国建筑工业出版社出版了曾宪明等撰写的专著《基坑与边坡事故警示录》，这本专著记录了243起基坑与人造边坡工程失事实例。
土坡稳定分析是《土力学》课程的重要内容，土坡稳定分析的条分法是土坡稳定分析的一种经典算法，目前仍被普遍应用，也是教学的重点和难点。
条分法是先假定可能的滑裂面，然后将滑动土体竖直划分成若干土条，把各土条当成刚体，分别求出各土条相对于滑动圆心的滑动力矩和抗滑力矩，然后求出土坡的稳定安全系数。
土坡的稳定问题是一个高次超静定问题，无法直接求解。
一般通过各种假设以减少未知量个数来实现土坡稳定性分析。
无论是瑞典条分法、Bishop 条分法还是简布法，都涉及最危险滑动圆弧的搜索。
只有找出最危险滑动面，并计算其安全系数才能判断土坡的稳定性。
值得注意的是，条分法是通过试算确定最危险滑动面，计算的滑动圆弧越多，搜索到真正的最危险滑动面的概率就越大。
在搜索最危险滑动面的过程中，每确定一个新的滑动圆弧，都需要重新分条，并计算滑动力矩和抗滑力矩之比，确定安全系数，工作量相当浩繁。
随着技术的进步，岩土工程计算分析软件在土木工程的设计、施工和教学过程中的作用日益突出。
将岩土工程分析软件运用到土力学的教学过程中，不仅可以提升教学效果，还可以培养学生应用软件的能力，实现课堂教学与工程实践的对接。
当前岩土工程软件在土力学教学中的应用并不多，本文尝试用SLIDE 边坡分析软件来优化土力学边坡稳定分析的教学过程，探讨岩土工程软件在教学中的应用，以求抛砖引玉，探索土力学教学改革方法。
一、条分法的基本步骤条分法是建立在刚体极限平衡的理论之上的土坡稳定性分析方法。
该方法通过试算来搜索土坡的最危险滑动面，利用最危险滑动面的安全系数来判断土坡的稳定性。
边坡稳定性分析报告
1、边坡稳定性分析：
K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ式中γ为岩土体的重度; c为结构面凝聚力; φ为结构面内摩擦角; A为结构面面积; v为岩土体积; θ为结构面倾角。
由于本工程边坡为折线边坡，故对边坡分为两段边坡（1:1.5边坡为边坡一，1:2边坡为边坡二）进行分析，详见图1-1；
边坡一：K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ
=（1.21*19*0.83*0.364+1.21*15）/（19*1.21*0.555）=1.97＞1
边坡二：K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ
=（1.21*19*0.894*0.364+23.2*15）/（19*23.2*0.447）=2.49＞1
两个边坡稳定系数都大于1，但未考虑开挖过程中机械扰动、降雨及边坡透水对边坡稳定性的影响因此对理论计算得到的安全系数应进行修正, 如表1。
表1稳定性安全系数修正表
2、主动土压力计算
Ea=φc*r*h2Ka/2
=357.22KN
Φc=1.2，由于挖方高度大于8m，Φc=1.2。
r=19KN/m3,h=8m,Ka=tg2(45-φ/2)
3、备注
本验算未考虑上部行车荷载，尽管验算边坡稳定性符合要求但在施工过程中应该在边坡埋设位移观测桩，每天按一定频率进行观测。
位移观测埋设如下：距离开挖断面外6-10m埋设，每个断面埋设3根。
在施工过程中如发现位移量超出规定范围应立即停止施工对边坡进行防护作业，边坡防护可采用钢花管深层注浆处理。
基础例题10 二维边坡稳定分析1GTS基础例题10- 二维边坡稳定分析运行G T S 1概要 3生成分析数据 5 属性 / 5二维几何建模9 多义线 / 9交叉分割 / 10生成二维网格11 显示网格播种信息, 网格尺寸控制 / 11自动划分平面网格 / 13网格组, 修改单元参数 / 14分析 16 支撑 / 16自重 / 17分析工况 / 19分析 / 22查看分析结果23 位移 / 24最大剪切应变 / 252GTS 基础例题10GTS基础例题10二维边坡稳定分析在施工现场边坡发生破坏不但会影响工期也会给人生命带来危险。
所以从安全管理这个角度来看边坡稳定分析比较重要。
在此例题中我们主要针对二维边坡里包含软弱层的均匀土坡进行边坡稳定分析。
然后介绍一下通过比以前的极限平衡法能够更有效的描述边坡破坏模式的强度折减法来计算边坡的安全系数的方法。
查看边坡稳定分析所计算的安全系数以及通过最大剪切变形率的相关等值线来查看破坏形状。
运行GTS通过DXF文件导入模型形状。
1.运行GTS。
2.点击 文件 > 新建打开新项目。
3.弹出项目设定对话框。
4.在项目名称里输入‘基础例题 10’。
5.模型类型指定为‘2D’。
6.分析约束指定为‘X-Z 平面’。
7.重力方向自动指定为‘Z’。
8.点击单位系统右侧的。
9.在单位系统对话框里内力(质量)指定为‘KN (ton)’。
10.点击。
11.其它的直接使用程序设定的默认值。
12.项目设定对话框里点击。
1GTS 基础例题102概要此操作例题里主要对内部有一个软弱层的均质土坡进行边坡稳定验算。
地层和软弱层分别使用不同的材料，在GTS里直接建立几何形状。
GTS 基础例题 10 - 1GTS 基础例题 10 - 2材料不同的部分捆绑成网格组以便于管理。
网格组的名称如下。
GTS 基础例题 10 - 3ClayThin LayerGTS 基础例题103各网格组的材料和特性如下所示。
专业的岩土工程分析工具——Rocscience系列软件Rocscience公司成立于1996年，总部设在加拿大多伦多市，公司致力于开发易于使用、稳定可靠的二维和三维岩土工程分析和设计软件。
提供高品质的岩土分析工具，能够快速、准确的对地表和地下的岩土工程结构进行分析，从而提高项目的安全性和降低设计成本。
Rocscience 岩土系列软件的开发者理解岩土工程师们所面临的挑战，软件的所有研发工程师们本身也都是具备岩土工程及力学背景的专业工程师，大部分拥有岩土专业的博士学位，并有多年的现场实践经验。
我们的软件开发基于领先前沿的研究成果，帮助用户更快、更精确地完成项目。
同时，Rocscience重视来自用户的反馈，聆听用户对于软件的功能需求，促进软件功能更为强大，不断向前发展。
Rocscience 岩土系列软件在国内外岩石力学、隧道、边坡、矿业工程、水利水电工程、市政工程、地质灾害评估、安全评价领域得到了非常好的应用。
我们的用户包括岩土咨询公司、大型工程公司、矿业公司以及世界各地的政府机构和大学等研究机构的师生。
Rocscience 公司目前已与160所大学建立了合作关系，使得Rocscience岩土系列软件成为高校师生的教学工具。
Rocscience岩土系列软件包含以下十二款专业分析软件：Slide 边坡稳定性分析软件Phase2开挖和边坡稳定分析软件Swedge 岩质边坡三维楔体稳定性分析软件RocPlane 岩质边坡平面滑动稳定分析软件RocTopple 岩质边坡倾倒破坏分析软件Examine3D三维地下工程开挖分析软件Unwedge 地下岩体硐室开挖稳定性分析软件RocSupport 软岩开挖支护体系评价软件Settle3D 三维沉降固结分析软件RocFall 落石统计分析软件Dips 地质方位数据图解和统计分析软件RocData 岩石、土和不连续强度分析软件一、Slide 边坡稳定分析性软件（2D Limit Equilibrium Slope Stability Analysis）Slide是一款功能全面的边坡稳定分析软件，能够分析所有类型的土质和岩质、天然或人工边坡、路堤、坝体、挡土墙等，能够进行水位骤降分析、参数敏感性分析和边坡失效概率分析以及支护设计。
边坡安全稳定性分析边坡是指山体或灰土山体边缘的倾斜地形，通常处于河流、海岸线、公路、铁路等陡峭的地形上。
在自然界或人工工程中，边坡易受到地震、滑坡、风化等自然灾害和人为开挖等因素的影响，在长期的行程中也会发生变化。
因此，对边坡的安全稳定性进行分析非常重要。
边坡的稳定性分析方法边坡的稳定性分析是指通过计算边坡的抗力和权重，确定边坡的自然稳定性和力学稳定性的分析方法。
边坡稳定性分析方法主要有以下几种：1. 极限平衡法极限平衡法是结合坡面原始状态和当前破坏状态的假设，采用力学平衡原理和边坡稳定条件，确定边坡在承受荷载下的最不安全条件。
它利用静力法的平衡条件来研究边坡稳定性，主要包括相对平衡法、无积力平衡法和极限末次法等几种。
这种方法适用于边坡网络简单、土质单一的边坡分析。
2. 数值分析法数值分析法是利用数学模型进行边坡稳定性分析，包括有限元法、有限差分法等，通过数值模拟得出土体的位移、应变状态、稳定性系数等，并计算塌陷和滑坡面等关键点的位置以及作用力的大小，进而分析边坡的稳定性。
这种方法适用于复杂数学模型的边坡分析。
3. 土工测试法土工测试法是直接对地层进行试验和观测，通过实测得到土壤的性质参数，包括强度参数、变形参数等，从而分析土体的性质、本构关系和稳定性。
土工测试法主要包括室内力学试验、现场力学试验、标准贯入试验和静负荷试验等种类，适用于模型试验和现场试验，可以充分测定有关实际的参数。
影响边坡稳定性的因素边坡的稳定性受到许多因素的影响，其中最重要的影响因素是坡面的倾斜度、地质情况、土层结构、气象因素和人为开挖等。
1. 坡面的倾斜度坡面的倾斜度决定了地表受力的大小和趋势，对于较陡峭的边坡，土质容易悬挂和滑动，从而导致边坡的破坏。
2. 地质情况地质情况包括岩性、构造、土壤成分、地质构造等因素，不同的地质条件具有不同的物理机制，直接影响着地层的稳定性。
3. 土层结构土层结构包括土层厚度、土体的类型和填充物的类型等因素，不同的土层结构对边坡稳定性的影响也有所不同。
slide边坡稳定计算Slide边坡稳定计算引言：边坡工程是土木工程中的重要部分，其稳定性对于保障工程安全具有至关重要的作用。
Slide边坡稳定计算是一种常用的方法，用于评估边坡的稳定性。
本文将介绍Slide边坡稳定计算的基本原理和步骤，并通过实例加以说明。
一、Slide边坡稳定计算原理Slide边坡稳定计算是基于平衡理论的，主要通过计算边坡上各种力的平衡关系来确定边坡的稳定性。
具体而言，计算过程主要包括以下几个步骤：1. 确定边坡的几何参数：包括边坡的高度、坡度、边坡面的形状等。
这些参数将用于后续的力学计算。
2. 确定边坡上的力：包括重力、土体自重、水力、地震力等。
其中，重力是边坡稳定性计算的基础，其他力的计算需要根据具体情况进行。
3. 确定边坡上的抗力：包括土体的抗剪强度、摩擦力等。
这些抗力将会与边坡上的力进行平衡，并决定边坡的稳定性。
4. 进行力的平衡计算：将边坡上的力与抗力进行比较，判断边坡的稳定性。
具体而言，可以通过计算边坡的安全系数来评估其稳定性，安全系数越大，边坡越稳定。
二、Slide边坡稳定计算步骤Slide边坡稳定计算通常包括以下几个步骤：1. 收集边坡资料：包括边坡的几何参数、土体性质、水文地质条件等。
这些资料将用于后续的力学计算。
2. 确定边坡上的力：根据边坡的几何参数和土体性质，计算边坡上的重力、土体自重、水力、地震力等力的大小。
3. 确定边坡上的抗力：根据土体的抗剪强度、摩擦力等参数，计算边坡上的抗力大小。
4. 进行力的平衡计算：将边坡上的力与抗力进行平衡计算，得出边坡的安全系数。
5. 分析边坡的稳定性：根据边坡的安全系数，判断边坡的稳定性。
当安全系数大于1时，边坡稳定；当安全系数小于1时，边坡不稳定。
三、实例分析以某高速公路边坡为例，其几何参数如下：边坡高度为30米，坡度为1:1.5，边坡面为平直形。
土体的抗剪强度为20kPa，摩擦角为30°。
根据这些参数，进行Slide边坡稳定计算。
