土力学与地基基础第9章 边坡稳定问题

岩土工程中的边坡稳定问题岩土工程是指应用土木工程原理和技术对地面和地下土体进行工程处理和利用的学科。

在岩土工程中，边坡稳定问题是一个重要且常见的挑战。

边坡是指土体或岩体的斜坡，其稳定性的评估和控制对工程安全至关重要。

边坡稳定问题通常涉及地质条件、地下水和土体力学特性等因素的综合影响。

首先，地质条件对边坡的稳定性起到了决定性作用。

例如，当边坡位于地震带、断层带或溶洞等特殊地质位置时，边坡稳定性会受到地质构造活动的直接影响。

其次，地下水对边坡稳定性也有着重要的影响。

地下水的存在会改变土体的力学性质，例如土体的抗剪强度、孔隙水压力等。

当地下水位上升时，土体的抗剪强度会减小，从而增加了边坡的倾覆和滑移的风险。

因此，在边坡设计中，必须考虑地下水的动态变化以及合理的排水系统。

此外，土体的力学特性也是边坡稳定性的关键因素。

不同的土体类型具有不同的力学性质，如黏性土、砂质土和岩石等。

这些土体的抗剪强度、永久变形性质和内摩擦角等参数决定了边坡的稳定性。

因此，在边坡设计和施工中，必须对土体进行详细的物理力学测试，并根据测试数据进行合理的设计和施工。

为了解决边坡稳定问题，岩土工程领域涌现了许多解决方案和技术。

例如，针对地质条件复杂的边坡，可采用地质勘探和地质雷达等技术手段，以了解边坡的内部结构和地下岩层的分布情况。

这将有助于制定更准确的边坡设计方案。

此外，采用注浆、加固钢筋等加固措施也是常见的方法，可以增加边坡的稳定性。

边坡稳定问题的评估和监测也是岩土工程的重要工作之一。

通过灵活运用先进的遥感和地面监测技术，可以实时监测边坡的位移和应力分布等参数，及时发现边坡稳定性的变化。

这些信息对于及时采取应对措施和预防边坡灾害具有重要意义。

总之，岩土工程中的边坡稳定问题是一个复杂而常见的挑战。

在设计和施工过程中，必须综合考虑地质条件、地下水和土体力学等因素的综合影响。

通过合理的设计、监测和加固措施，可以有效解决边坡稳定问题，确保工程的安全可靠性。

⼟⼒学与基础⼯程课后思考题答案[1]⼟⼒学与基础⼯程课后思考题答案第⼀章1.什么是地基？基础？将受建筑物影响在⼟层中产⽣附加应⼒和变形所不能忽略的那部分⼟层称为地基。

将埋⼊⼟层⼀定深度的建筑物下部承受结构称为基础，它位于建筑物上部结构和地基之间，承受上部结构传来的荷载，并将荷载传给下部的地基。

因此，基础起着上承和下传的作⽤。

2.什么是天然地基？⼈⼯地基？未经加固处理直接利⽤天然⼟层作为地基的，称为天然地基。

需要对地基进⾏⼈⼯加固处理后才能作为建筑物地基的，称为⼈⼯地基。

3.什么是持⼒层？下卧层？地基是有⼀定深度和范围的，当地基由两层及两层以上⼟层组成时，通常将直接与基础底⾯接触的⼟层称为持⼒层。

在地基范围内持⼒层以下的⼟层称为下卧层。

4.简述地基与基础设计的基本要求？（1）地基承载⼒要求：应使地基具有⾜够的承载⼒，在荷载作⽤下地基不发⽣剪切破坏或失稳。

（2）地基变形要求：不使地基产⽣过⼤的沉降和不均匀沉降，保证建筑的正常使⽤。

（3）基础结构本⾝应具有⾜够的强度和刚度，在地基反⼒作⽤下不会发⽣强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能⼒。

5.什么是浅基础？深基础？基础都有⼀定的埋置深度，若⼟质较好，埋深不⼤（d≤5m),采⽤⼀般⽅法与设备施⼯的基础，称为浅基础。

如果建筑物荷载较⼤或下部⼟层较软弱，需要将基础埋置于较深处（d>5m)的⼟层上，并需采⽤特殊的施⼯⽅法和机械设备施⼯的基础，称为深基础。

第⼆章2.1⼟由哪⼏部分组成？⼟中⽔分为哪⼏类？其特征如何？对⼟的⼯程性质影响如何？⼟体⼀般由固相、液相和⽓相三部分组成（即⼟的三相）。

⼟中⽔按存在形态分为：液态⽔、固态⽔和⽓态⽔（液态⽔分为⾃由⽔和结合⽔，结合⽔分为强结合⽔和弱结合⽔，⾃由⽔⼜分为重⼒⽔和⽑细⽔）。

特征：固态⽔是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的⽔，液态⽔是⼈们⽇常⽣活中不可缺少的物质，⽓态⽔是⼟中⽓的⼀部分。

影响：⼟中⽔并⾮处于静⽌状态，⽽是运动着的。

第一部分边坡稳定性分析原理及防治措施1.边坡稳定性基本原理1.1边坡稳定性精确分析原理要对边坡稳定性问题进行精确分析，首先要对材料性能进行透彻的的研究实验，查清它的各种应力--应变关系以及它的屈服、破坏条件。

假定这些问题都已查清，那么从理论上讲，边坡在指定荷载下的稳定性问题是可以精确解决的。

七步骤大致如下：（1）进行边坡在指定荷载下的应力、变形的精确分析。

分析过程中，要采用合理的数学模型来反映材料的特性，务使这种数学模型能够如实表达出材料的主要性能，例如应力—应变间的非线性、卸载增荷性质、屈服破坏性质等等。

分析工作要通过计算机和非线性有限单元法进行。

（2）这种精确计算的数学分析将给出各点应力、应变值。

例如，就抗剪问题讲，通过分析得到了每一点上的抗剪强度τ= c +fσ，从而可以算出每一部分点上的局部安全系数。

如果每一点上的K均大于1，整个计算体系在抗剪上当然是安全的。

如果有个别点已达屈服，则由于在计算程序中已反映力材料性质，这，表明这些部位已进入屈服状态。

只要这些屈服区是些部位的τ将自动等于τf孤立的、小范围的，而没有形成连贯的破坏面，那么，在指定荷载下该体系仍是稳定的。

进入屈服状态的部位大小，野可以给出一个安全度的概念。

反之，如果屈服的部位已经连成一个连贯的破坏面，甚至已求不出一个满足平衡要求的解答，就说明该体系在指定荷载下已不能维持稳定。

（3）如果要推算“安全系数”，首先要给出安全系数的定义。

第一种方法，是将荷载乘以K，并将K逐渐增大。

每取一个K值就进行如上一次分析，直到K达到某临界值，出现了连贯性断裂面或已无法求得解答为止。

这个临界值就是安全系数。

显然，这样求出的K具有“超载系数”性质。

第二种方法，是将材料的强度除以K，并用于计算中，逐渐增加K,使其强度逐渐降低，直至失稳。

相应的K值就是安全系数。

显然，这样求得的K具有“材料强度储备系数”的意义。

上述方法虽很理想，但是近期内还不能实现。

首先，要进行这种合理分析，必须对材料的特性有透彻、明确的了解。

一．填空题1．根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为、和被动土压力三种。

2．在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量△a与产生被动土压力所需的墙身位移量△p的大小关系是。

3．根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于主动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是。

4. 挡土墙墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破坏面与竖直面的夹角为；当墙后土体处于朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为。

5．当挡土墙墙后填土面有均布荷载q作用时，若填土的重度为γ，则将均布荷载换算成的当量土层厚度为。

6．当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和两部分。

7．当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是。

8．当挡土墙承受静止土压力时，墙后土体处于应力状态。

9．挡土墙在满足的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的。

10．墙后填土面倾角增大时，挡土墙主动土压力产生的变化是。

11．库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过的平面。

12．常用挡土墙型式包括挡土墙、挡土墙、挡土墙、锚杆式挡土墙、加筋土挡土墙等。

13．对于均质无粘性土坡，理论上土坡的稳定性只与坡角和内摩擦角有关，与坡高无关。

14．瑞典条分法稳定安全系数是指和之比。

15．无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为。

17．载荷试验的曲线形态上，从线性开始变成非线性关系时的界限荷载称为。

18．在变形容许和维系稳定的前提下，单位面积的地基所能承受荷载的能力称为。

19．地基中将要而未出现塑性变形时的地基压力称为，常用表示。

20．当地基土体中的塑性变形区充分发展并形成连续贯通的滑移面时，地基所能承受的最大荷载称为。

二.选择题1．按挡土墙结构特点，下列类型挡土墙属于重力式挡土墙的是( ) 。

A．石砌衡重式挡土墙B．钢筋混凝土悬臂式挡土墙C．柱板式挡土墙；D．锚定板式挡土墙2．在相同条件下，主动土压力E a与被动土压力E p的大小关系是( )。

土木工程知识点-来讲解边坡与边坡稳定的问题！（一）边坡稳定条件与影响因素1. 破坏形式：2. 边坡稳定条件：T ＜ CT――土体下滑力C――土体抗剪力。

或者说：土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。

3. 影响边坡稳定的因素：（1）引起抗剪强度降低的原因①气候的变化使土质松散；②粘土中的夹层因浸水而发生润滑作用；③饱和细砂、粉砂因受振动而液化。

（二）放坡与护面1、直壁（不加支撑）的允许深度：密实、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；坚硬的粘土：2m 。

2.放坡：（1）土方边坡的坡度：以挖方深度(或填方深度) H与底宽B之比表示。

m=B/H，m坡度系数m的物理意义：当基坑深为1米时，边坡宽度的大小。

（2）边坡形式：直线形、折线形、踏步形。

（3）最陡坡度规定：土质均、水位低、时间短、5m深以内。

下表深度在5m 内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度（4）边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法、土钉墙有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路，并且能用建筑技术加以成功地控制．而我的观点不同，我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长．我认为着才是真正建筑风格的唯一目标．如果阻碍朝这一方向发展，建筑就会枯萎和死亡．要使建筑结构适合于环境，要注意到气候，地位和四周的自然风光，在结合目的来考虑的一切因素中，创造出一个自由的统一的整体，这就是建筑的普遍课题，建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。

土力学与地基基础习题集与答案第10章(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第10章土坡和地基的稳定性（答案在最底端）1.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1.【答】山区的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整场地、开挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影响，造成边坡局部土体滑动而丧失稳定性，边坡的坍塌常造成严重的工程事故，并危及人身安全，因此，应选择适当的边坡截面，采取合理的施工方法，必要时还应验算边坡的稳定性以及采取适当的工程措施，以达到保证边坡稳定。

减少填挖土方量、缩短工期和安全节约的目的。

影响边坡稳定的因素一般有一下几个方面：（1）土坡作用力发生变化。

例如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷，或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的震动改变了原来的平衡状态。

（2）土体抗剪的强度的降低。

例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。

（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，从而促进捅破的滑动。

（4）地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的重要因素，这是因为渗流会引起动水力，同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，使土体的密实度下降。

（5）因坡脚挖方而导致土坡高度或坡脚增大。

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。

2.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，称为自然休止角。

岩质边坡稳定分析程序EMU使用手册1前言传统的边坡稳定极限平衡分析法采用垂直条分法，这个方法没有考虑岩质边坡中存在断层、节理等不连续结构面的特征。

在自然界中，绝大部分岩体至少存在一组陡倾角的结构面。

滑体沿某一滑裂面滑动的同时在其内部也产生沿陡倾角结构面的剪切破坏。

因此使用多块体破坏模式来分析岩质边坡的稳定性有一定的合理性。

Sarma首先提出对滑坡体进行斜分条的极限平衡分析法。

而这些条块的倾斜界面即为这一组陡倾角的结构面。

该法假定沿条块面也达到了极限平衡，这样，通过静力平衡条件即可唯一地确定边坡的安全系数或加载系数。

其它学者也提出了类似的方法。

这个方法受到Hoek教授的推崇(Hoek, 1983)。

近十多年来，许多学者致力于塑性力学的极限分析理论在边坡稳定领域的应用研究，并取得了一些进展。

例如，Sokolovski (1954), Booker（1972）等人根据塑性力学理论，创造了滑移线理论，但是他们的这种方法仅局限于边坡几何形状与物理条件十分简单的情况。

Sloan(1988,1989)运用有限元方法和线性规划方法给出了下限与上限分析方法，但是未见这种方法的实际应用的例子。

事实上，由于数值收敛困难、合理的变形模式难以确定等众多问题都未能得到很好的解决，这类方法很难在实际中得到运用。

1991年，Giam 和Donald在已有研究工作的基础上，成功地将塑性力学的上限定理运用到边坡稳定分析领域，即边坡稳定分析的能量法。

这种方法将滑动土体划分为一种多块体模式，然后基于摩尔－库仑破坏准则及相关联流动法则，构造一个协调位移场，并根据虚功原理，求出边坡安全系数的上限。

1992年，我国学者陈祖煜在澳大利亚Monash 大学任高级研究员期间，与Donald教授合作，对这一方法做出了重要发展。

并且在中国水利水电科学研究院岩基室研究人员的共同努力下，得到了完善和推广：在理论方面，提出了计算速度场的微分方程和相应的解，相应的功能平衡方程在一些具体的情况下可以回归到Sokolovski的滑移线理论解，一系列的算例表明，这一方法可与50年代Sokolovski提供的滑移线方法获得完全一致的结果。