土坡稳定性分析
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第六章 土坡稳定性分析
一、思考题
1.土坡失稳的主要原因有哪些?
2.砂性土土坡和粘性土土坡边坡破坏方式有何不同?
3.费伦纽斯条分法和毕肖普条分法分别做了哪些假定?
4.砂性土坡其安全系数与坡高无关,而粘性土坡安全系数与坡高有关,分析其原因。
二、选择题
1、砂性土土坡的稳定条件是( )
A、坡角等于土的内摩擦角 B、坡角大于土的内摩擦角
C、坡角小于土的内摩擦角 D、与坡角无关
2、粘性土坡滑动面的形状一般为( )
A、近似圆弧面 B、斜面 C、水平面 D、垂直平面
3、在雨季,山体容易出现滑坡的主要原因是( )
A、土的重度增大 B、土的抗剪强度降低 C、土的类型发生改变
4、无粘性土坡的稳定( )
A、与坡高有关,与坡脚有关 B、与坡高有关,与坡脚无关
C、与坡高无关,与坡脚有关 D、与坡高无关,与坡脚无关
答案:B、A、B、C
三、计算题
某砂性土土坡,其重度3/0.18mkN,内摩擦角32,坡度为30,试问其稳定安全系数为多少?若坡度为20其稳定安全系数又为多少?(参考答案:1.08,1.72)
第8章 土坡稳定性
一.简答题
1. 土坡稳定有何实际意义?影响土坡稳定的因素有哪些?
2. 何为无黏性土坡的自然休止角?无黏性土坡的稳定性与哪些因素有关?
3. 简述毕肖普条分法确定安全系数的试算过程?
4. 试比较土坡稳定分析瑞典条分法、规范圆弧条分法、毕肖普条分法及杨布条分法的异同?
5. 分析土坡稳定性时应如何根据工程情况选取土体抗剪强度指标和稳定安全系数?
6. 地基的稳定性包括哪些内容?地基的整体滑动有哪些情况?应如何考虑?
7. 土坡稳定分析的条分法原理是什么?如何确定最危险的圆弧滑动面?
8. 简述杨布(Janbu)条分法确定安全系数的步骤。
二.填空题
1.黏性土坡稳定安全系数的表达式为 。
2.无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角,称为 。
3.瑞典条分法稳定安全系数是指 和 之比。
4.黏性土坡的稳定性与土体的 、 、 、
和 等5个参数有密切关系。
5.简化毕肖普公式只考虑了土条间的 作用力而忽略了 作用力。
三.选择题
1.无粘性土坡的稳定性,( )。
A.与坡高无关,与坡脚无关 B.与坡高无关,与坡脚有关
C.与坡高有关,与坡脚有关 D.与坡高有关,与坡脚无关
2.无黏性土坡的稳定性( )。
A.与密实度无关 B.与坡高无关
C.与土的内摩擦角无关 D.与坡角无关
3.某无黏性土坡坡角β=24°,内摩擦角φ=36°,则稳定安全系数为( )
土坡稳定性
1、 静止土压力
earth pressure at rest
1.土体处于天然状态的土压力;2.挡土结构物在土的作用下不发生任何方向的移动或转动,保持静止状态时,土作用在挡土结构物上的压力。
2、 主动土压力
active earth pressure
挡土结构物在土的作用下背离土体或转动,土体达到极限平衡时,作用于挡土结构物上的最小侧向土压力。
3、 被动土压力
passive earth pressure
挡土结构物在接近于水平的外力作用下向土体移动或转动,土体达极限平衡时,作用于挡土结构物上的最大侧向土压力。
4、 朗肯土压力理论
Rankine`s earth pressure theory
朗肯于1857年提出的古典土压力理论,用以计算土体作用于挡土墙上的主动或被动土压力。它假设:1.墙背为光滑的,水平面及竖直面上均无剪应力,即该两面均为主应力作用面;2.土体内各点都处于极限平衡状态。当土体处于主动状态时,最大主应力作用面为水平面;当土体处于被动状态时,最大主应力面为竖直面。
5、 库仑土压力理论
Coulomb`s earth pressure theory
库仑提出的古典土压力理论。当挡土墙背离土体或向土体移动时,假设墙后土体沿水平面成一定倾角的平面发生破坏,分析滑动土块体力的极限平衡,计算墙背土压力。试算一系列不同滑动面墙背的土压力,确定最危险的土压力,即得墙背主动土压力或被动土压力。
6、 斜坡稳定性
slope stability
斜坡上一定范围内岩土体的稳定程度。经多个可能滑动面的抗滑验算,其中最危险的滑动面的抗滑安全系数可用以表示斜坡的稳定性。
7、 稳定系数
stability number
反映粘性土内聚力和边坡稳定高度关系的系数。为土坡的稳定高度和土的重度的乘积与土的内聚力的比值。
8、 条分法
method of slices
计算倾斜岩土体滑动危险性的方法。一般沿验算滑动的方向将土体划分为一系列的垂直条带。由各条带的土重和各条带间的相互作用力(在某些简化计算法中,常略去各条带间的相互作用力),利用静力平衡原理,计算各条带滑动面上的滑动力和抗滑力的总和的平衡关系,即能分析计算出边坡的抗滑安全系数的方法。
182 第七章 土坡稳定性分析
第一节 概 述
土坡就是由土体构成、具有倾斜坡面的土体,它
的简单外形如图7-1所示。一般而言,土坡有两种类
型。由自然地质作用所形成的土坡称为天然土坡,如山坡、江河岸坡等;由人工开挖或回填而形成的土坡称为人工土(边)坡,如基坑、土坝、路堤等的边坡。土坡在各种内力和外力的共同作用下,有可能产生剪切破坏和土体的移动。如果靠坡面处剪切破坏的面积很大,则将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象,称为滑坡。土体的滑动一般系指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。除设计或施工不当可能导致土坡的失稳外,外界的不利因素影响也触发和加剧了土坡的失稳,一般有以下几种原因:
1.土坡所受的作用力发生变化:例如,由于在土坡顶部堆放材料或建造建筑物而使坡顶受荷。或由于打桩振动,车辆行驶、爆破、地震等引起的振动而改变了土坡原来的平衡状态;
2. 土体抗剪强度的降低:例如,土体中含水量或超静水压力的增加;
3.静水压力的作用:例如,雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝,对土坡产生侧向压力,从而促进土坡产生滑动。因此,粘性土坡发生裂缝常常是土坡稳定性的不利因素,也是滑坡的预兆之一。
在土木工程建筑中,如果土坡失去稳定造成塌方,不仅影响工程进度,有时还会危及人的生命安全,造成工程失事和巨大的经济损失。因此,土坡稳定问题在工程设计和施工中应引起足够的重视。
天然的斜坡、填筑的堤坝以及基坑放坡开挖等问题,都要演算斜坡的稳定性,亦既比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度。这种工作称为稳定性分析。土坡稳定性分析是土力学中重要的稳定分析问题。土坡失稳的类型比较复杂,大多是土体的塑性破坏。而土体塑性破坏的分析方法有极限平衡法、极限分析法和有限元法等。在边坡稳定性分析中,极限分析法和有限元法都还不够成熟。因此,目前工程实践中基本上都是采用极限平衡法。极限平衡方法分析的一般步骤是:假定斜坡破坏是沿着土体内某一确定的滑裂面滑动,根据滑裂土体的静力平衡条件和莫尔—库伦强度理论,可以计算出沿该滑裂面滑动的可能性,即土坡稳定安全系数的大小或破坏概率的高低,然后,再系统地选取许多个可能的滑动面,用同样的方法计算其稳定安全系数或破坏概率。稳定安全系数最低或者破坏概率最高的滑动面就是可能性最大的滑动面。