什么是土坡稳定分析的基本原理?

作者&投稿:寸显 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

山区的天然山坡,江河的岸坡以及建筑工程中因平整场地、开挖基坑而形成的人工斜坡,由于某些外界不利因素的影响,造成边坡局部土体滑动而丧失稳定性,边坡的坍塌常造成严重的工程事故,并危及人身安全。

因此,应选择适当的边坡截面,采取合理的施工方法,必要时还应验算边坡的稳定性以及采取适当的工程措施,以达到保证边坡稳定。减少填挖土方量、缩短工期和安全节约的目的。

影响边坡稳定的因素一般有一下几个方面:

(1)土坡作用力发生变化。例如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷,或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的震动改变了原来的平衡状态。

(2)土体抗剪的强度的降低。例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。

(3)静水压力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝,对土坡产生侧向压力,从而促进捅破的滑动。

(4)地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的重要因素,这是因为渗流会引起动水力,同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去,使土体的密实度下降。

(5)因坡脚挖方而导致土坡高度或坡脚增大。

扩展资料

在均质粘性土土坡中往往沿着圆弧面发生旋转式滑动;在无粘性土和粘性土的复合土坡中,大都沿着折面发生以水平向移动为主的滑坡。凡是土坡中的部分土体沿着滑动面滑动,即属于整体剪切破坏,它不同于蠕动。

蠕动是土坡的表面土层在气温变化和冻融作用等影响下,以非常缓慢的速率沿坡面向下移动,并无一明显的滑动面。为保证河岸、渠道、堤坝等免于滑坡,需进行土坡稳定分析,保证它们具有足够的安全系数,即潜在滑动面上的抗剪强度与剪应力之比。

因此,稳定分析工作需确定土体在静力或动力作用下的抗剪强度,和进行力学计算以确定滑动面上的应力。显然这些稳定分析方法只适用于整体剪切破坏,不适用于蠕动。

土体的抗剪强度取决于法向压力和抗剪强度指标,前者由力学计算来确定,后者由试验室测定。抗剪强度理论及试验方法见土的强度。由于土的强度指标会因测定方法和仪器的不同而有较大差别,所以测定方法必须选择得当,试验成果才切合实际情况。

在选择试验方法时,既应考虑到工程类别和校核时期,又需照顾到所采用的计算强度的方法是总应力法还是有效应力法。总应力法是把孔隙压力的影响包括在总强度指标中,而有效应力法是把孔隙压力的影响反映在法向有效应力中,而不是反映在有效强度指标中。

不管土坡中的土属于那类,是天然土坡还是人工填筑或开挖的土坡,都可用有效应力法来确定土体的强度。有效应力法需估算土体中的孔隙压力,但已有的有关估算方法的可靠性并不高。因此,一般要求在现场实测孔隙压力,以校核设计和监视土坡的稳定。

总应力法比较简便,它只适用于确定粘性土坡在施工期、地震期或坡前水位降落期的抗剪强度。它的缺点是不够严谨,其可靠性在很大程度上取决于工程师的经验。

常用的力学计算方法是极限平衡法,最早由瑞典彼得森(K.E.Petterson)在196年建议的。这种方法的主要步骤是,先假定一个滑动面,然后把滑动土体分成若干垂直条块,作用在某一条块上的力表示在图中。

由于所需求得的未知数多于求解的方程,因此,属于静不定问题,必须作出相应的假定才能求得作用在条块底面上的法向力和切向力,从而算出安全系数。早期广泛采用的瑞典圆弧法假定条块之间的作用力为零。在实际工程中较多采用的是简化毕肖普法,它假定条块之间作用力的合力为水平的。

不论是那种力学计算方法,都需试算若干个滑动面,从中找到安全系数最小的面,就是最危险或潜在滑动面。不过,实际出现的滑动面位置往往并不是算出的最危险滑动面,这从一个方面说明现有的分析方法带有一定经验的性质。

此外,在根据试验室成果选取能符合现场情况的强度指标时,也带有经验性质。为了留有余地,安全系数,一般采用1.2~1.5。

土体的重力、地震力和土中水流引起的渗透力或孔隙压力是引起滑坡的主要因素。利用砂井、砂垫层或平洞等排水设施减少土体中的孔隙压力是保证土坡稳定的有效补强措施。此外,放缓坡度降低土坡中的剪应力,也是经常采用的一种土坡补强措施。



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土力学及地基基础的精简内容
答:土木工程中经常遇到土坡稳定问题,对作为建筑工程地质环境的稳定性较差的土坡如果未加处理或处理不当,土坡将产生滑动破坏,土坡的失稳不仅影响工程的正常进展,还会危及人民生命和国家财产安全,因此借助力学方法对土坡进行稳定性分析,并在此基础上对土坡维护结构进行设计计算也是人们所面临的重要工程课题。上述问题都是土力学...

为什么要用条分法计算土坡稳定安全系数
答:采用整体圆弧法分析时,此法认为滑动土体绕圆心发生转动,其把土体作为刚体进行分析,土体的重力产生下滑力矩,土的粘聚力和重力的反力产生抗滑力矩,抗滑力矩和下滑力矩的比值为土坡的稳定安全系数。只适用于=0的情况。条分法是假设滑动面为一圆弧面,将土体分为若干土条,设每个土条为刚体,求出每一...

区域土质学简介
答:土的抗剪强度和土压力计算则涉及到土体在剪切应力下的行为,这对土坡稳定性和边坡工程的设计具有重要参考价值。土坡稳定分析则考虑了土体的力学特性、坡度、降水等因素,确保边坡的长期安全。地基承载力是另一个关键研究领域,它关乎建筑物能否在特定土质上安全稳定地建造。土的动力性质,如土的弹性模量和...

土坡稳定性系数名词解释
答:就是这个系数为此点边坡稳定系数。边坡失稳的破裂面形状按土质和成因不同而不同,粗粒土或砂性土的破裂面多呈直线形;细粒土或粘性土的破裂面多为圆弧形;滑坡的滑动面为不规则的折线或圆弧状。这里将主要介绍边坡稳定性分析的基本原理以及在某些边界条件下边坡稳定的计算理论和方法。

由下列( )构成的土坡进行稳定性分析时一般采用条分法。
答:【答案】:D 对于均质的无黏性土坡,无论在干坡还是在完全浸水条件下,由于无黏性土的黏聚力C=0,因此,只要无黏性土坡面上的土颗粒能够保持稳定,则整个土坡就是稳定的。对于均质黏性土坡失稳破坏,其滑动面常常是曲面,由于滑弧各点的上覆土重不同,滑弧各点上由土重引起的法向应力也不一样。除...

非饱和土性状及其边坡稳定性目录
答:4. 雨水对坡面稳定性的影响4.2 降雨入渗理论为分析边坡稳定性提供了降雨入渗条件下的理论框架。4.3 降雨对土坡稳定性的实际影响分析,强调了降雨对工程设计的考虑因素。5. 非饱和土堤防的渗流与稳定性5.1 固结分析理论和方法应用于饱和—非饱和土的堤防设计,保证其稳定和耐久性。5.3 计算模型和...

土坡稳定的表达式是啥?
答:1、土坡的稳定安全系数为:K=.tanθ其中,中和θ分别为土的内摩擦角和边坡坡角 2、土坡滑动的稳定性安全系数K等于稳定力矩Mr与滑动力矩Ms的比值表示,即:K=Mr/Ms。3、坡的高为H,展宽为B,边坡系数=B/H。边坡稳定性是指边坡岩、土体在一定坡高和坡角条件下的稳定程度。边坡稳定性分析是边坡设计...

土坡的结构土坡的结构是什么
答:(1)比地面高的斜土坡儿。二、网络解释土坡具有倾斜坡面的土体。可分为二大类,一类为自然形成的,称为天然土坡,或自然土坡,一类由挖方或填方形成的土坡,称为人工土坡。土坡稳定分析是土力学的重要课题之一。评价土坡是否稳定,在土力学中应用滑动楔的概念进行分析,即看土坡内潜在滑动面上的剪应力...

土坡稳定分析方法可以解决哪几类工程实际问题
答:本章主要介绍土坡稳定分析常用的几种方法,包括土坡滑动失稳的机理,砂性土土坡及均质粘土土坡的整体稳定分析方法和土坡稳定分析的条分法,并给出了相应的算例。

土坡稳定的问题
答:有效应力和总应力有什么区别?总应力等于有效应力加上孔隙水压力。我想问的是,这个孔隙水压力指的是 静空隙水压力还是超静空隙水压力还是别的。怎么应用。《土工原理》第九章土坡的稳定性,第三节不同工作状况下土坡稳定分析,437页,(二)应力,里面。在稳定渗流期工况下,有对总应法有一段叙述...