吉林大学《土质学与土力学》导学资料2

吉大《土质学与土力学》FAQ（十）
第十章土坡稳定分析

一、影响土坡稳定性的因素
（1）、边坡坡角，越小越安全，但不经济
（2）、坡高，坡高越大越不安全
（3）、土的性质，如重度，凝聚力，内摩擦角
（4）、地下水的渗透力，渗透力作用方向与滑动方向相反则安全，否则则危险
震动作用的影响
（5）、人类活动和生态环境的影响
二、瑞典圆弧条分法最危险滑动面的确定
边坡稳定分析中，因为滑动面是任意取的。假设一个滑动面，就可计算其相应的安全系数。真正代表边坡稳定程度的安全系数是安全系数中的最小值。相应于最小的安全系数的滑动面称为最危险滑动面，它才是真正的滑动面。
确定最危险滑动面圆心的位置和半径大小是稳定分析中十分繁琐的工作。需要通过多次的计算才能完成。费尔纽斯(w．Fellenius)提出了最危险滑动面确定的经验方法。费尔纽斯认为，对于均匀粘性土坡，最危险滑动面一般通过坡脚。
　　对于j＝0的土，最危险滑动面的圆心位置可以由AO与BO的交点确定。
　　对于j&gt0的土最危险滑动面的圆心位置，可能在DE延长线上。
最危险滑动面圆心的确定
对于外形复杂土坡最危险滑弧圆心与多因素有关若有多土层就更复杂，整个土坡的稳定安全系数应针对多个滑点比较求出其中最小的Fmax作为土坡的稳定安全系数。
三、坡顶开裂时的土坡稳定计算
考虑裂缝中的静水压力作用，拉力区高度可按下式计算
四、成层土和坡顶超载时土坡稳定计算
安全系数由下式计算
五、考虑渗流时的土坡稳定计算——无粘性土坡
浸润线以下土的重度取有效重度，通过分析土块上作用力，得到安全系数
渗透力的方向和水平面夹角为θ
渗透力向下，θ=α，水力坡降i=sinα
1、流网法
2、替代法
取土坡中一独立块体中的孔隙水进行分析渗透力的作用，按有效应力法，土坡稳定的安全系数可由瑞典条分法计算
采用拟静力法，即每一条土条的重心施加一个水平向地震惯性力
对于12级土石坝推荐采用毕肖普简化法
式中
式中
——水平向设计地震动峰值加速度；
——地震作用的效应折减系数，取0.25
——质点i(土条重心)的动态分布系数，可按图1018规定采用；
土条重心（质点i）的动态分布系数可由下图确定
动态分布系数
六、复合滑动面的土坡稳定分析
当地基中存在软弱夹层时滑动面可能由多条曲线组成，若仍以圆弧代替滑动面则误差很大。
如图，取脱离体ABCD分析其稳定性，沿夹层表面CD向下的滑动力为
沿CD的抗滑力为
土坡的安全系数为
七、抗剪强度指标的选用
土坡稳定分析成果的可靠性，很大程度上取决于土体抗剪强图的正确选取，工程实践表明，对于任何确定土层分布及土体物理性质的图片稳定分析，试验方法不同引起抗剪强度指标的选取差别对图片稳定安全系数的影响远超过不同计算方法之间的差别。土体强度的取值，原则上应尽量与图片现场的实际受力和排水条件一致。因此，对于控制土坡稳定的各个时期，应分别采用不同的实验方法和结果。总的来说，此案用总应力分析法时，用不排水或固结不排水强度指标；采用有效应力分析师，用有效应力强度指标，即排水剪强度指标。例如，在坝堤填筑或土坡开挖过程和竣工时，如土体和低级的渗透系数很小，且施工速度快，孔隙水压力来不及消散，可用总应力分析法，采用快剪或三轴不排水剪得到的强度指标；在分析挖方土坡的长期稳定性或稳定渗流条件下的稳定性时，应采用有效应力分析法，采用慢剪或三轴排水剪切实验强度指标；分析上游坝坡水位骤降对边坡稳定影响时，由于堤坝已经长期运行，土体已固结并浸水饱和，可采用饱和土样的固结快剪或三轴固结不排水剪试验强度指标。

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