1、第7章 平面形破坏的稳定分析,滑体沿单个滑面滑动时的稳定分析 ； 滑体沿两个滑面滑动时的稳定分析 ； 滑体沿多滑面滑动时的稳定分析 ； 楔形滑动岩坡稳定分析 。,7.2 沿单个滑面滑动时的稳定分析,7.2.1 平面破坏的一般条件,平面破坏的一般条件,滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行(约在20的范围之内)。 破坏面必须在边坡面露出，即它的倾角必须小于坡面的倾角。 破坏面的倾角必须大于该面的摩擦角。 岩体中必须存在对于滑动仅有很小阻力的解离面。,当张裂缝与边坡坡顶线重合时 ,有下列关系：,7.2.2 平面破坏分析,计算基本假定,滑动面及张裂缝的走向平行于坡面。 张裂缝是直立的，充水深度为zW
2、。 张裂缝与滑动面沟通，在大气压力下张裂缝中水沿滑动面流动。所以，在张裂缝和滑动面上存在着水压。 滑动块的重量W、滑动面上水压所产生的上举力U、张裂缝中的水压所产生的力V三力均通过滑体的重心来作用。即滑动体不会旋转，仅仅是滑动。 考虑单位厚度的岩片，并假定有解离面存在。,边坡安全系数,当张裂缝在坡顶面上时,张裂缝位于坡面上时,安全系数计算公式的无量纲形式,当张裂缝在坡顶面上时,当张裂缝位于坡面上时,P、Q、R、S 等比值均是无量纲的，它们取决于边坡的形状，而不取决于边坡的尺寸。,7.2.3 地下水对稳定性的影响,岩石工程中目前的水平，尚不能精确规定出岩体中地下水流的图式。所以，边坡设计者唯一可
3、能做的是考虑许多现实的极端情况，以求把各种可能的安全系数包括进来，同时就边坡对于地下水条件变化的灵敏度进行评定。,最简单情形是假定边坡完全被疏干，这意味着张裂缝中或沿滑动面上没有水压。 力 V 和 U 均为零 无量纲形式,1. 干边坡,在长期干旱后降大暴雨，可使张裂缝中迅速产生水压。假定岩体的其余部分是不透水的，在降雨时或降雨后，所产生的唯一水压将是由于张裂缝中的水造成的。换言之，上举力U=0。或,2. 水仅在张裂缝中,3. 张裂缝和滑动面上均有水,前面已进行了推导。 如果边坡坡面冬季结冰，则坡面内可能存在更危险的水压分布，曾假定坡面处的压力为零的条件不再存在，此时坡面处的水压应当等于边坡中的
4、总水头所产生的水压。,4. 具有大量补给水源的饱水边坡,假定张裂缝被水充满从而求得的安全系数则可以作为近似值。,7.2.4 干边坡张裂缝的临界深度,若边坡是干的或接近干的，则安全系数为最小值时所对应的张裂缝深度即为临界深度。就干边坡安全系数计算公式右边对zH求极小值，可求得张裂缝的临界深度。,7.3 沿两个滑面滑动时的稳定分析,上面滑动面的摩擦角；,维持主动滑体和被动滑体所需的支护力,W1、W2分别为单位宽度主动和被动滑块体的重量。,下面滑动面的摩擦角；,垂直滑动面的摩擦角；,假设,用前面公式确定保持极限平衡所需要的摩擦角值,则，安全系数为：,设计采用的内摩擦角,若已知 、 、 、 和 之值,
5、7.4 滑体沿多滑面滑动时的稳定分析,常用方法：传递系数法 （或称作不平衡推力法） 萨尔玛法 （Sarma）,边坡稳定性分析的传递系数法,传递系数法假定：1）滑坡体不可压缩并作整体下滑，不考虑条块之间挤压变形；2）条块之间只传递推力不传递拉力，不出现条块之间的拉裂；3）块间作用力（即推力）以集中力表示，它的作用线平行于前一块的滑面方向，作用在分界面的中点；4）顺滑坡主轴取单位长度宽的岩土体作计算的基本断面，不考虑条块两侧的摩擦力。,条块划分及受力分析,基本计算公式,条块i的剩余下滑力,其中，传递系数,取第i条块为分离体，将各力分解在该条块滑面的方向上，可得条块i的平衡方程：,计算步骤及注意事项
6、,计算时从上往下逐块进行； 由推力大小可以用来判断坡体的稳定性。若最后一块的En0，说明滑坡体是不稳定的； 若某一块的Ei =0，说明本块以上岩土体已能稳定，下一条块计算时按无上一条块推力考虑。,考虑边坡安全储备,一般采用加大自重下滑力的办法加以考虑。,若断面中有逆坡，,因而变成了抗滑力。在计算滑坡推力时，此项就不应再乘以安全系数。,让 En0，即可反推安全系数。,例 下图为一滑坡体断面，抗剪强度指标如图注，安全系数用1.15，后缘破裂壁=22.5，拟修抗滑挡墙求墙后滑坡推力。,第5条块的推力大于零，因此，必须设置支挡结构，以便稳定边坡。,7.4.2 Sarma法,基本原理：边坡破坏的滑体除非
7、是沿一个理想的平面或弧面滑动，才可能作一个完整的刚体运动，否则，滑体必须先破裂成多个可相对滑动的块体，才可能发生滑动。即，在滑体内部要发生剪切破坏情况下才可能滑动。,1）可根据滑体的地质特征、结构面构造，对滑体进行按节理构造的斜分条及不等距分条，使各分条尽量接近实际风化岩体。 2）可以较详尽地模拟侧面节理、断层造成的滑体强度特点。 3）滑体滑动时，不仅滑动面上的各种力达到了极限平衡，而且侧面上的各种力也达到了极限平衡。,Sarma法具有以下三个特点：,Sarma法计算模型,滑块分条上的作用力,块体重量；,由于地震水平加速度所产生的在滑块中心的水平力；,作用在滑块两个侧面上的水压力；,作用在滑块
8、两个侧面上的法向力；,，,作用在滑块两个侧面上的剪切力；,作用于滑块底面上的法向力；,作用于滑块底面上的剪切力；,由各块体的平衡条件可推导整理得到：,由边界条件,水平地震加速度 K 可写成,当i=2时，,当i=3时，,当i=1时， E1=0,计算安全系数时，首先假设安全系数F1，求解水平地震加速度K，此为极限水平地震加速度。若K不等于零，则调整安全系数F，每次都令,可得到一个新的K值，如此反复迭代计算，直至K值为0，此时的安全系数值即为无地震力时的边坡安全系数。,7.5 楔形滑动岩坡稳定分析,楔形体对滑动的安全系数：,由,得,其中,如果忽略滑动面上的粘结力，并设两个面上的内摩擦角相同，都为 ，则：,安全系数为,（i=1,2）,平面滑动与楔体滑动安全系数之间的关系,K楔体系数,
