學(xué)習本章的目的意義1.掌握各種誘發(fā)土體滑坡的因素;2.進行土體邊坡的穩(wěn)定性分析和安全性評價；3.設(shè)計經(jīng)濟、合理的人工邊坡;4.制定有效的邊坡整治措施。1概述2表層滑動的穩(wěn)定分析3深層滑動的穩(wěn)定分析4水對邊坡穩(wěn)定的影響第八章邊坡穩(wěn)定性分析二.滑坡什么是滑坡？

為什么會滑坡？一部分土體在外因作用下，相對于另一部分土體滑動§1概述二.滑坡1．滑坡的危害：

土、巖體滑坡是重大的自然災(zāi)害 我國是滑坡災(zāi)害頻發(fā)的國家§1概述二.滑坡-—滑坡的主要形式§1概述泥石流發(fā)展示意圖二.滑坡2．造成滑坡的原因

降雨、蓄水、使巖土軟化，壩背水坡浸潤線存在滲透力1）振動：地震、爆破2）土中含水量和水位變化3）水流沖刷：使坡腳變陡4）凍融：凍脹力及融化含水量升高5）人工開挖：基坑、船閘、壩肩、隧洞出入口原因：(1)外界的作用破壞了土體原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，增大了滑動面上的滑動動力；(2)土體抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低?！?概述應(yīng)如何分析、判斷

邊坡的穩(wěn)定性？土體滑坡形態(tài)格式各樣，主要取決于土的性質(zhì)和工程地質(zhì)構(gòu)造。1.粗粒土坡的滑坡深度淺、形狀接近于平面;2.粘性土滑坡面深度到坡體內(nèi)，均質(zhì)粘性土坡滑動面的形狀按塑性理論分析為對數(shù)螺旋曲面，在計算中通常以圓弧面代替。3.判斷邊坡的穩(wěn)定性，是以計算滑動土體的抗滑力和滑動力的比值為依據(jù)。比值大于1為安全，等于1為達到極限狀態(tài)，小于1不安全。§2

表層滑動的穩(wěn)定性分析土坡對象：無粘性土破壞形式：表面淺層滑坡強度參數(shù)：內(nèi)摩擦角考察一無限長坡，坡角為分析一微單元AWTNaA一.無滲流的無限長土坡1）微單元A自重:

W=V2)沿坡滑動力：3)對坡面壓力：(由于無限土坡兩側(cè)作用力抵消)

4）抗滑力：5)抗滑安全系數(shù)：§2表層滑動的穩(wěn)定性分析RNWANWTaWRNlh無滲流的無限長土坡討論當=時，F(xiàn)s=1.0，天然休止角可見安全系數(shù)與土容重無關(guān)與所選的微單元大小無關(guān)。即坡內(nèi)任一點或平行于坡的任一滑裂面上安全系數(shù)Fs都相等思考題：干坡與靜水下，若坡中不變，F(xiàn)s有什么變化§2表層滑動的穩(wěn)定性分析二.有滲流情況(3)抗滑力：

(2)滑動力：2．有滲流砂土邊坡安全系數(shù)(4)抗滑安全系數(shù)：滲透力平行坡面NWTAaWRNlhJRNWJ滲透力：底面支撐力N，底面抗滑力R(1)取微單元A的土骨架為隔離體，作用力§2表層滑動的穩(wěn)定性分析自重：二.有沿坡滲流情況3.討論

與所選V大小無關(guān)，亦即在這種坡中各點安全系數(shù)相同

與容重有關(guān)aWTNAlh§2表層滑動的穩(wěn)定性分析

與無滲流比較Fs減小近一倍注：意味著原來穩(wěn)定的坡，有沿坡滲流時可能破壞三.本節(jié)小結(jié)邊坡對象：無粘性土土坡破壞形式：表面淺層滑坡分析方法：考慮為無限長坡安全系數(shù)：§2表層滑動的穩(wěn)定性分析§3深層滑動的穩(wěn)定性分析土層性質(zhì)：粘性土、土質(zhì)均勻強度參數(shù)：粘聚力C，內(nèi)摩擦角破壞形式：實際滑坡表明，對于粘性、均勻土坡，在平面應(yīng)變條件下，其滑動面與圓?。▓A柱面）近似。OR§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析一、概述總體說有兩種分析方法：（1）整體圓弧滑動法。主要適用于均質(zhì)簡單土坡。所謂簡單土坡是指土坡的坡度不變，頂面和地面水平，且土質(zhì)均勻，無地下水。（2）條分法。條分法對非均質(zhì)土坡、土坡外形復(fù)雜、土坡部分在水下情況均適用。彼得森(K.E.Petterson)于1916首先提出，采用圓弧滑動面分析土坡穩(wěn)定性。此后費倫紐斯(W.Fellenius,1927)和泰勒(D.W.Taylor,1948)又做了一些改進。二、圓弧滑動面的整體穩(wěn)定分析基本概念土坡在自重作用下產(chǎn)生如圖的滑動，根據(jù)抗滑動力矩和滑動力矩的平衡關(guān)系，有土坡穩(wěn)定性安全系數(shù)如下：圖8.7土體的整體穩(wěn)定分析§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析2.分析計算方法均質(zhì)土二維圓弧滑動面滑動土體呈剛性轉(zhuǎn)動在滑動面上處于極限平衡狀態(tài)1）假設(shè)條件：圖8.8土體的整體穩(wěn)定分析二、圓弧滑動面的整體穩(wěn)定分析§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析2）平衡條件（各力對O的力矩平衡）(1)滑動力矩：(3)安全系數(shù)：當=0（粘土不排水強度）時，(2)抗滑力矩：fWROBdACθ為AC弧二、圓弧滑動面的整體穩(wěn)定分析§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析討論:(1)當0時，n是L(x,y)的函數(shù)，無法得到Fs的理論解(2)其中圓心O及半徑R是任意假設(shè)的，還必須計算若干組（O,R）找到最小安全系數(shù)———最可能滑動面(3)適用于飽和粘土§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析三、條分法的基本原理1．原理則，無法求理論解，是一個邊值問題，應(yīng)通過數(shù)值計算解決。一個簡化解決方法是將滑動土體分成條—條分法。實際是一種離散化計算方法整體圓弧法中的抗滑力矩：n是l(x,y)的函數(shù)，若n不為零AORCsbB-2-101234567§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析2．條分法中的力和求解條件Wi大小和方向已知；滑動面上的Ni、

Ti(含cili和Nitgφi)大小未知；土條兩側(cè)，EiFihi由前一個土條計算得出,Ei＋1、Fi＋1、hi＋1未知；可見，作用在土條上的作用力有5個未知數(shù)，可以建立3個平衡方程，故為靜不定問題。（1）未知量數(shù)目：WihiEihi+1Fi+1Ei+1NiTiFi§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析(2)力平衡條件（求解條件）簡化計算方法：1.不考慮土條間的作用力，或只考慮其中的一個；2.假設(shè)條間力的作用方向或規(guī)定Ei和Fi的比值；3.假定條塊間力的作用位置，hi已知?！?/p>

3深層滑動的穩(wěn)定性分析四.簡單條分法（瑞典條分法）1．基本假設(shè)：費倫紐斯假設(shè)土條兩側(cè)的合力相等，作用線重合，即土條兩側(cè)的作用力相互抵消。此時土條上的作用力僅有自重和滑動面上的兩個分力。

、2．計算方法：

計算土條自重

將土條自重分解§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析四.簡單條分法（瑞典條分法）滑動面上土的抗剪強度為：計算滑動力矩和穩(wěn)定力矩:計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)對于均質(zhì)土坡§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析3.

簡單條分法計算步驟圓心O，半徑R（如圖）分條：b=R/10編號：過圓心垂線為0#條中線列表計算liWii變化圓心O和半徑RFs最小ENDAORCsbB-2-1012345674.瑞典簡單條分法的討論

忽略了條間力，所計算安全系數(shù)K值偏??；假設(shè)圓弧滑裂面，使K值偏大；總體結(jié)果是K值偏小。

越大(條間的抗滑作用力越大)，K值越偏小。

假設(shè)圓弧滑裂面，與實際滑裂面有差別。一般情況下，F(xiàn)s偏小10%左右工程應(yīng)用中偏于安全

由于忽略了條塊間的作用力，只滿足力矩平衡，不滿足靜力平衡?！?/p>

3深層滑動的穩(wěn)定性分析四、畢肖普（Bishop）法畢肖普（A·W·Bishop）1955年提出的一種簡化計算方法。該方法可以考慮條塊間的作用力。但在考慮整個滑動土體力矩平衡條件時，認為各土條的作用力對圓心力矩之和為零?！?/p>

3深層滑動的穩(wěn)定性分析1.原理與特點假設(shè)滑裂面為圓弧不忽略條間作用力土條的滑裂面上滿足極限平衡條件土條在y方向上（豎直）達到靜力平衡總體對圓心O力矩平衡 四、畢肖普（Bishop）法§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析四、畢肖普（Bishop）法2.推導(dǎo)過程豎向平衡條件：若土條的穩(wěn)定安全系數(shù)為K，與滑動面上的切向力相平衡的條件有：§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析參數(shù)包含有K，是一超越方程。采用試算的方法。查曲線的方法。四、畢肖普（Bishop）法2.推導(dǎo)過程簡化§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析四、畢肖普（Bishop）法§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析畢肖普曲線mαi值曲線3.

畢肖甫法計算步驟圓心O，半徑R設(shè)K=1.0計算mqiYESFs最小END計算K/NoYESNo四、畢肖普（Bishop）法4.小結(jié)滿足整體力矩平衡條件；滿足各條塊力的多邊形閉合條件，但不滿足條塊的力矩平衡；假設(shè)條塊間作用力只有法向力沒有切向力；滿足極限平衡條件。得到的安全系數(shù)較瑞典條分法略高一些。§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析五.普遍條分法（簡布Janbu法）1.思路假設(shè)了土體條塊間的水平作用力的位置。由此可以獲得，每個條塊都滿足全部靜力平衡條件和極限平衡條件，滑動土體的整體力矩平衡條件也自然得到滿足。該方法適用于任何滑動面而不必規(guī)定滑動面是一個圓弧面。該方法由簡布提出?！?/p>

3深層滑動的穩(wěn)定性分析五.普遍條分法（簡布Janbu法）AORCibBidiTiNiWiWihiPihi+1Pi+1Hi+1NiTiHiXih假定條塊間水平作用力的位置2.受力狀態(tài)分析§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析五.普遍條分法（簡布Janbu法）2.受力狀態(tài)分析按靜力平衡條件分析如下：§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析五.普遍條分法（簡布Janbu法）2.靜力平衡條件豎直方向：水平方向：2345678910111P0=0P11=0Pi=Pi+1-PiH=Hi+1-HiWiNiTi=(cili+Nitan)/Fsii§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析五.普遍條分法（簡布Janbu法）2.靜力平衡條件可見，計算比較繁雜§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析3.簡布法計算步驟令△Hi＝0計算K/計算△Pi

計算KK－K/<△END計算PiNo計算△HiYES費倫紐斯最危險滑動面圓心的確定方法六、圓弧滑動面的整體穩(wěn)定分析§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析土坡坡度（豎直:水平）坡角β1:0.5860°29°40°1:145°28°37°1:1.533°41′26°35°1:226°34′25°35°1:318°26′25°35°1:414°02′25°37°1:511°19′25°37°β1及β2的取值六、圓弧滑動面的整體穩(wěn)定分析§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析七.幾種分析計算方法的總結(jié)§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析八、邊坡穩(wěn)定分析圖解法土坡穩(wěn)定分析工作量很大，許多學(xué)者整理出坡高H、坡角α、與土的抗剪強度指標c、φ和γ之間的關(guān)系，并繪制如圖關(guān)系，直接計算土坡穩(wěn)定性。即知道其中4個參數(shù)就可以計算剩余的數(shù)值。§

3深層滑動的穩(wěn)定性分析§

4水對邊坡穩(wěn)定的影響從本質(zhì)上講，水的浸入將使土的抗剪強度指標降低、有效應(yīng)力減小，土體抗滑動能力減小，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。一、土的抗剪強度指標及安全系數(shù)的選用抗剪強度指標允許安全系數(shù)說明固結(jié)快剪1.10~1.30土坡上超載q引起的抗滑力矩可全部采用或部分采用，視土體在q作用下固結(jié)程度而定