02边坡稳定性分析VIP免费

第二讲边坡稳定性分析第二讲边坡稳定性分析边坡防护技术讲义边坡防护技术讲义§2.1概述2.1.1边坡稳定判断•要进行边坡防护，首先要进行稳定性分析，以判断边坡是否稳定以及边坡下滑体的下滑推力。•工程中采用边坡稳定安全系数K来判断其稳定性。K由公式计算。SRK§2.1概述2.1.1边坡稳定判断•《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)对边坡安全系数有如下规定：•表2.1建筑波安全系数规定值一级边坡二级边坡三级边坡平面滑动法折线滑动法1.351.301.25圆弧滑动法1.301.251.20•计算方法•安全系•数K•边坡•安全•等级•上表中的安全等级根据边坡破坏的后果而定：一级边坡为破坏后果很严重的边坡；二级边坡为破坏后果严重的边坡；三级边坡为破坏后果不严重的边坡。§2.1概述2.1.2边坡稳定性方法•边坡稳定性分析的方法较多，总体可以分为三大类。•一是定性分析方法。包括：1)根据边坡工程地质条件定性分析方法；2)经验类比方法；3)赤平投影方法等。•二是将边坡视为刚体的极限平衡理论法。包括：1)平面滑动或楔形滑动静力分析法；2)条分法；3)不平衡推力传递系数法等。•三是以弹塑性理论为基础的数值计算方法。包括：1)有限元法；2)有限差分法；3)边界元法等。§2.1概述2.1.3工程地质类比法•工程地质类比法是指把要研究的边坡与已取得勘察资料、建筑经验、地质条件类似的已完成的边坡进行对比，并作出工程地质评价的方法，又称工程地质比拟法。用于岩质边坡较多。•其方法主要是对已有边坡的岩性、结构、自然环境、变形主导因素和发育阶段等因素做全面分析，并与拟建边坡作出相似性的比较，评价拟建边坡的稳定性和发展趋势。•常用边坡稳定条件形态对比法和边坡失稳条件对比法两种方法。§2.1概述2.1.3工程地质类比法•1.稳定条件形态对比法•研究稳定边坡形态的规律性，并与待分析的边坡进行比较，然后定性第判断该边坡的稳定性。•2.边坡失稳条件对比法•对拟建边坡进行长期观测，并与邻近同类边坡的相似性进行对比，结合边坡出现的对稳定性有影响的一些不利地质条件(失稳因素)的分析，确定这些不利条件对边坡的稳定性的影响程度，从而对该边坡定性地作出稳定性判断。§2.1概述2.1.4刚体极限平衡法•条分法就是一种刚体极限平衡分析法。•其思路为：假定边坡的岩土体破坏是由于边坡内产生了滑动面，滑动面以上坡体沿滑动面滑动而造成的。假设滑动面已知，取滑动面以上的滑体为隔离体，通过考虑隔离体的静力平衡，来确定滑动面上的滑体的稳定状态及下滑推力。•隔离体由若干个人为分隔的竖向土条组成。•常用的条分法包括瑞典圆弧法、毕肖普法、不平衡推力传递系数法等。§2.1概述•条分法的基本假定为：•把滑动土体竖向分为若干土条，找出土条上的作用力：土条本身重力，水平作用力，孔隙水压力，两相邻土条传来的法向条间力和切向条间力。考虑各个土条或整个滑动体的静力(水平力、竖向力、力矩)平衡，得到相应的平衡方程。对方程求解，可对边坡的稳定性和下滑推力进行判断。•计算时，未知量较多，静力平衡方程很难求解。一般通过对条块间作用力方式进行假设，使滑体满足部分或全部平衡条件的方法求解平衡方程。•根据不同的假定和简化，条分法可分成多种。2.1.4刚体极限平衡法1.考虑所有竖向及水平向条间力，并假定其合力的方向。这一类有：斯宾塞(Spencer)法、摩根斯坦-普赖斯(Morgernstern-Price)法、莎尔玛(Sarma.S.K)法、不平衡推力传递系数法(为Morgernstern-Price法的特例)等。2.考虑所有竖向及水平向条间力，并假定其合力的作用点位置。这一类有：简布(Janbu)法。3.仅考虑水平方向的条间力，假定切向条间力为0。这一类有：毕肖普(Bishop)法。4.不考虑条间力，仅对选定的求矩中心的力矩平衡。这一类有：瑞典圆弧法。上面条分法中，瑞典圆弧法可直接求解安全系数K；其余条分法的安全系数则隐含于平衡方程或方程组，需迭代求解。§2.1概述2.1.4刚体极限平衡法§2.1概述•边坡稳定性的数值计算分析，是以弹塑性理论为基础，将边坡离散化，并通过对各个单元体的应力和变形进行分析，来近似模拟整个边坡的稳定性。•比较成熟的三大数值方法是有限单元法、边界单元法和离...