教学课件-边坡工程(边坡稳定性评价分析概述).ppt
- 文档编号:2641023
- 上传时间:2022-11-04
- 格式:PPT
- 页数:66
- 大小:993KB
教学课件-边坡工程(边坡稳定性评价分析概述).ppt
《教学课件-边坡工程(边坡稳定性评价分析概述).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教学课件-边坡工程(边坡稳定性评价分析概述).ppt(66页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
边坡工程边坡工程
(2)-
(2)-边坡稳定性分析评价边坡稳定性分析评价本章重点本章重点:
边坡稳定性分析边坡稳定性分析极限平衡法极限平衡法瑞典圆弧法瑞典圆弧法BishopBishop条分法条分法JanbuJanbu条分法条分法不平衡推力传递系数法不平衡推力传递系数法土坡稳定分析中的图解法简介土坡稳定分析中的图解法简介v边坡稳定性分析:
边坡稳定性分析:
衡量、判定边坡的稳定程度。
衡量、判定边坡的稳定程度。
v一般来说,如果边坡土一般来说,如果边坡土(岩岩)体内部某一个面上的滑动力超过了土体内部某一个面上的滑动力超过了土(岩岩)体抵抗滑动的能力,边坡将产生滑动,即体抵抗滑动的能力,边坡将产生滑动,即失去稳定失去稳定;如果滑动力小;如果滑动力小于抵抗力,则认为边坡是于抵抗力,则认为边坡是稳定的稳定的。
v在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。
数来衡量。
19551955年,年,毕肖普毕肖普(A.W.BishopA.W.Bishop)明确了土坡稳定安全系数明确了土坡稳定安全系数的定义:
的定义:
(2.1)(2.1)式中:
式中:
沿整个滑裂面上的平均抗剪强度;沿整个滑裂面上的平均抗剪强度;沿整个滑裂面上的平均剪应力;沿整个滑裂面上的平均剪应力;边坡稳定安全系数。
边坡稳定安全系数。
按照上述边坡稳定性概念,显然,按照上述边坡稳定性概念,显然,11,土坡稳定;,土坡稳定;155时,就会使求出的时,就会使求出的FFss值值产生较大误差,此时应考虑产生较大误差,此时应考虑XXii的影响或采用别的计算方法。
的影响或采用别的计算方法。
v
(2)
(2)由于毕肖普法计入了土条间作用力的影响,由于毕肖普法计入了土条间作用力的影响,多数情况下求得的多数情况下求得的FFss值值较瑞典法为大较瑞典法为大,一般来说,瑞典法简单,但偏于安全;毕肖普法较接,一般来说,瑞典法简单,但偏于安全;毕肖普法较接近实际,求得的近实际,求得的FFss值较高,似可节省工程造价。
两种方法的设计计算国值较高,似可节省工程造价。
两种方法的设计计算国内外都积累了大量经验,在设计准则及安全系数的确定上两者是有差内外都积累了大量经验,在设计准则及安全系数的确定上两者是有差别的,别的,设计时应注意计算方法和相应的设计准则的一致,更不可张冠设计时应注意计算方法和相应的设计准则的一致,更不可张冠李戴李戴。
2.6Bishop2.6Bishop条分法条分法(5/6)(5/6)简化简化BishopBishop方法的特点方法的特点
(1)
(1)假设条块间作用力只有法向力没有切向力;假设条块间作用力只有法向力没有切向力;
(2)
(2)满足滑动土体整体力矩平衡条件;满足滑动土体整体力矩平衡条件;(3)(3)满足各条块力的多边形闭合条件,但不满足条满足各条块力的多边形闭合条件,但不满足条块的力矩平衡条件;块的力矩平衡条件;(4)(4)满足极限平衡条件;满足极限平衡条件;(5)(5)得到的安全系数比瑞典条分法略高一点。
得到的安全系数比瑞典条分法略高一点。
2.6Bishop2.6Bishop条分法条分法(6/6)(6/6)v不平衡推力传递法不平衡推力传递法又称为又称为折线法、传递折线法、传递系数法系数法,是验算山区土层,是验算山区土层沿着岩面滑动最常用的边坡稳定验算法沿着岩面滑动最常用的边坡稳定验算法.v基本假定基本假定:
v每个分条范围内的滑动面每个分条范围内的滑动面为一直线段,即整个滑体是沿着折线为一直线段,即整个滑体是沿着折线进行滑动。
进行边坡稳定验算时,可根据岩面的实际情况,分割进行滑动。
进行边坡稳定验算时,可根据岩面的实际情况,分割成若干直线段,每个直线段则成为一分条。
成若干直线段,每个直线段则成为一分条。
v分条间的反力分条间的反力平行于该分条的滑动面,且平行于该分条的滑动面,且作用点作用点在分隔面的中在分隔面的中央。
如第央。
如第ii块与下面块与下面i+1i+1块间的反力块间的反力ppii,平行于第,平行于第ii块的滑动面。
块的滑动面。
2.72.7不平衡推力传递法不平衡推力传递法(1/5)(1/5)稳定性计算稳定性计算:
在滑体中取第在滑体中取第ii块土条,如图块土条,如图2.92.9所示,所示,假定假定第第i-1i-1块土条传来的推力块土条传来的推力PPi-1i-1的方的方向平于第向平于第i-1i-1块土条的底滑面,而第块土条的底滑面,而第II块土条传送给第块土条传送给第i+1i+1块土条的推力块土条的推力PPii平平行于第行于第ii块土条的底滑面。
即是说,假块土条的底滑面。
即是说,假定每一分界上推力的方向平行于上一定每一分界上推力的方向平行于上一土条的底滑面,第土条的底滑面,第ii块土条承受的各种块土条承受的各种作用力示于右上图中。
作用力示于右上图中。
将各作用力投影将各作用力投影到底滑面上到底滑面上,其平衡方程如下:
,其平衡方程如下:
上式中第上式中第11项表示本土条的项表示本土条的下滑力下滑力,第,第22项表示土条的项表示土条的抗滑力抗滑力,第,第33项表示上一土条传下来的不平衡下滑力的影响,称为项表示上一土条传下来的不平衡下滑力的影响,称为传递系数。
传递系数。
2.72.7不平衡推力传递法不平衡推力传递法(2/5)(2/5)v在进行计算分析时,需利用上式进行在进行计算分析时,需利用上式进行试算试算。
即即假定一个假定一个FFss值,从值,从边坡边坡顶顶部第部第11块土条算起求出它的不平衡下滑力块土条算起求出它的不平衡下滑力PP11(求求PP11时,式中时,式中右端第右端第33项为零项为零),即为第,即为第11和第和第22块土条之间的推力。
再计算第块土条之间的推力。
再计算第22块土条在原有荷载和块土条在原有荷载和PP11作用下的不平衡下滑力作用下的不平衡下滑力PP22,作为第,作为第22块土条块土条与第与第33块土条之间的推力。
依此计算到第块土条之间的推力。
依此计算到第nn块块(最后一块最后一块),如果该如果该块土条在原有荷载及推力块土条在原有荷载及推力PPn-1n-1作用下,求得的推力作用下,求得的推力PPnn刚好为零,刚好为零,则所设的则所设的FFss即为所求的安全系数。
即为所求的安全系数。
如如PPnn不为零,则重新设定不为零,则重新设定FFss值,值,按上述步骤重新计算,按上述步骤重新计算,直到满足直到满足PPnn=0=0的条件为止。
的条件为止。
v一般可取一般可取33个个FFss同时试算,求出对应的同时试算,求出对应的33个个PPnn值,作出值,作出PPnnFFss曲线,曲线,从曲线上找出从曲线上找出PPnn=0=0时的时的FFss值,该值,该FFss值即为所求。
值即为所求。
2.72.7不平衡推力传递法不平衡推力传递法(3/5)(3/5)v为了使计算工作更加简化,在工程单位常采用快捷的为了使计算工作更加简化,在工程单位常采用快捷的简化方法:
简化方法:
即对每一块土条用下式计算即对每一块土条用下式计算不平衡下滑力不平衡下滑力:
不平衡下滑力不平衡下滑力=下滑力下滑力Fs-Fs-抗滑力抗滑力由此,可改写为:
由此,可改写为:
上式中,传递系数改用下式计算上式中,传递系数改用下式计算求解求解FsFs的条件仍是的条件仍是PPnn=0=0。
由此可得出一个含。
由此可得出一个含FFss的一次方程,故的一次方程,故可可以直接算出以直接算出FFss而不用试算而不用试算。
所得结果与前述复杂的试算方法有时。
所得结果与前述复杂的试算方法有时相差不大,但计算却大为简化了。
相差不大,但计算却大为简化了。
2.72.7不平衡推力传递法不平衡推力传递法(4/5)(4/5)v优点:
优点:
传递系数法能够计及土条界面上剪力的影响,计传递系数法能够计及土条界面上剪力的影响,计算也不繁杂,具有适用而又方便的优点,在我国的铁道部门算也不繁杂,具有适用而又方便的优点,在我国的铁道部门得到广泛采用。
得到广泛采用。
v不足:
不足:
但传递系数法中但传递系数法中PPii的方向被硬性规定为与上分块土的方向被硬性规定为与上分块土条的底滑面条的底滑面(底坡底坡)平行,所以有时会出现矛盾,当平行,所以有时会出现矛盾,当较大时,较大时,求出的求出的FFss可能小于可能小于ll。
同时,本法只考虑了力的平衡,对力矩。
同时,本法只考虑了力的平衡,对力矩平衡没有考虑,这也存在不足。
平衡没有考虑,这也存在不足。
v尽管如此,传递系数法因为计算简捷,在很多实际工程问题尽管如此,传递系数法因为计算简捷,在很多实际工程问题中,大部分滑裂面都较为平缓,对应垂直分界面上的中,大部分滑裂面都较为平缓,对应垂直分界面上的cc、值、值也相对较大,基本上能满足要求也相对较大,基本上能满足要求,对对FsFs影响不大。
所以,该方影响不大。
所以,该方法还是为广大工程技术人员所乐于采用。
法还是为广大工程技术人员所乐于采用。
2.72.7不平衡推力传递法不平衡推力传递法(5/5)(5/5)简布简布(JanbuJanbu)法又称法又称普遍条分法普遍条分法,它适用于任意形状的滑裂,它适用于任意形状的滑裂面。
面。
对于松散均质的边坡,由于受基岩面的限制常产生两端为对于松散均质的边坡,由于受基岩面的限制常产生两端为圆弧、中间为平面或折线的复合滑动面,可用圆弧、中间为平面或折线的复合滑动面,可用JanbuJanbu法分析法分析其稳定性其稳定性推力线推力线:
土条间作用力的合力作用点连线土条间作用力的合力作用点连线,如下图所示如下图所示.2.82.8JanbuJanbu条分法条分法(1/91/9)v1.1.基本假设:
基本假设:
(1)
(1)假定边坡稳定为平面应变问题;假定边坡稳定为平面应变问题;
(2)
(2)假定整个滑裂面上的稳定安全系数是一样的,可用式假定整个滑裂面上的稳定安全系数是一样的,可用式表达;表达;(3)(3)假定土条上所有垂直荷载的合力假定土条上所有垂直荷载的合力WW作用线和滑裂面的交点与作用线和滑裂面的交点与NN的作用点为条块底面的中点;的作用点为条块底面的中点;(4)(4)假定已知推力线的位置假定已知推力线的位置,即简单地假定土条侧面推力成直线,即简单地假定土条侧面推力成直线分布,如果坡面有超载,侧面推力成梯形分布,推力线应通过分布,如果坡面有超载,侧面推力成梯形分布,推力线应通过梯形的形心;如果无超载,梯形的形心;如果无超载,推力线应选在土条下三分点附近推力线应选在土条下三分点附近,对非粘性土对非粘性土(c=0)(c=0)可在三分点处,对粘性土可在三分点处,对粘性土(c0)(c0),可选在,可选在三分点以上三分点以上(被动情况被动情况)或选在三分点以下或选在三分点以下(主动情况主动情况)。
2.82.8JanbuJanbu条分法条分法(2/92/9)JanbuJanbu法力学模型法力学模型2.82.8JanbuJanbu条分法条分法(3/93/9)普遍条分法的特点普遍条分法的特点:
假定条块间的水平作用力的位置。
在这一假定条块间的水平作用力的位置。
在这一前提下,每个条块都满足全部前提下,每个条块都满足全部静力平衡条件静力平衡条件和和极限平衡条件极限平衡条件,滑动体的滑动体的整体力矩平衡条件得到了满足整体力矩平衡条件得到了满足,而且适用于任何滑动,而且适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。
面而不必规定滑动面是一个圆弧面。
2.82.8JanbuJanbu条分法条分法(4/94/9)根据竖向力平衡关系根据竖向力平衡关系根据水平向力平衡关系根据水平向力平衡关系根据极限平衡条件根据极限平衡条件2.82.8JanbuJanbu条分法条分法(5/95/9)由上式整理得到由上式整理得到上式代入前面上式代入前面计算式计算式2.82.8JanbuJanbu条分法条分法(6/96/9)上式与毕肖普计算公式很
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教学 课件 工程 稳定性 评价 分析 概述