土质边坡潜在滑动面确定方法及实例0引言由凝聚性土类组成的均质或非均质土坡,一般假定它的稳定问题是平面应变问题。
大量研究表明,土质边坡的滑裂面为曲面,其中均质土坡可简化为圆弧面。
用极限平衡理论分析边坡稳定性时,无论用瑞典条分法(CFellenius},Bishop 法,或Janbu 法,其关键在于确定潜在滑动面及其对应的最小安全系数。
如何较快地确定潜在滑动面圆心的大概位置,确定潜在滑面的形态和位置,对于土坡的稳定性评价具有重要意义1作图法1.1理论依据对于均匀土质边坡,坡面开挖后(图1),坡面A 点处于单向应力状态,其上的作用力c σ为大主应力。
当单元体剪应力达到土体抗剪强度时就发生破坏,其潜在滑面一般通过坡脚。
破坏面与大主应力作用方向即坡面夹角为:0452ϕθ=- (1)1.2作图步骤根据上述理论分析,利用作图法确定滑面(图2)的具体步骤为:(1)根据(1)式求出θ,作直线BB ’垂直于BC ,过B 作BC ’与BB ’成θ夹角;(2)在BC 上任取点M ,作MT 与铅垂线成θ夹角,交BC ’于C 点;(3)过A 作AK 与坡面AB 成θ角;(4)在AK 与MT 上,分别从A 点和C 点起,以任意等长a 取线段AP , PU 和CL, LQ;(5)分别过P, U 作AB 平行线,过L, Q 作BC 平行线,交E 和F 点,连EF 交AK 于点S;(6)过点S 作MT 的平行线交BC ’于N;(7)过A 作AK 的垂线,过点N 作sN 的垂线,交于0点。
以0为圆心,以OA 为半径作圆弧AN 交BC 于DOAND 就是所求的潜在滑动面。
2对数螺旋线法对于土质边坡,其潜在滑动面除可为圆弧外能还可能为对数螺旋线(图3),其方程为:k r ae θ= (2)式中a 、k 为常数; θ为螺旋线半径与水平线的夹角。
螺旋线上任一点B 的切线与过该点的半径r 的夹角为Ψ,与该半径r 垂线的夹角ϕ就是破裂面上的内摩摔角ϕ 。