第四节粘性土土坡稳定分析的条分法

第四节 粘性土土坡稳定分析的条分法

一、费伦纽斯条分法

1、基本原理：当按滑动土体这一整体力矩平衡条件计算分析时，由于滑面上各点的斜率都不相同，自重等外荷载对弧面上的法向和切向作用分力不便按整体计算，因而整个滑动弧面上反力分布不清楚；另外，对于φ＞0的粘性土坡，特别是土坡为多层土层构成时，求W 的大小和重心位置就比较麻烦。故在土坡稳定分析中，为便于计算土体的重量，并使计算的抗剪强度更加精确，常将滑动土体分成若干竖直土条，求各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩，各取其总和，计算安全系数，这即为条分法的基本原理。该法也假定各土条为刚性不变形体，不考虑土条两侧面间的作用力。

2、计算步骤：为—土坡，地下水位很深，滑动土体所在土层孔隙水压力为0。条分法的计算步骤如下：

1）按一定比例尺画坡；

2）确定圆心O 和半径R ，画弧AD ；

3）分条并编号，为了计算方便，土条宽度可取滑弧半径的1/10,即R b 1.0=，以圆心O 为垂直线，向上顺序编为0、1、2、3、……，向下顺序为－1、－2、－3、……，这样，0条的滑动力矩为0，0条以上土条的滑动力矩为正值，0条以下滑动力矩为负值；

4)计算每个土条的自重

b rh W i i = (i h 为土条的平均高度)

5)分解滑动面上的两个分力

i i i W N αcos =; i i i W T αs i n =

式中：i α——法向应力与垂直线的夹角。

6)计算滑动力矩

∑==n

i i i s a W R M 1sin ――式中：n ：为土条数目。

7)计算抗滑力矩

RcL a Wi Rtg M n

i i r +=∑=1cos ?――式中：L 为滑弧AD 总长。

8)计算稳定安全系数(safetyfactor)。

∑∑==+==n i i i n i i i s r a

W cL a W tg M M k 1

1sin cos ? 9)求最小安全系数，即找最危险的滑弧，重复2)~8)，选不同的滑弧，求K 1、K 2、K 3…… 值，取最小者。

该法计算简便，有长时间的使用经验，但工作量大，可用计算机进行，由于它忽略了条间力对N i 值的影响，可能低估安全系数(5～20)％。

【例】某土坡如图所示。已知土坡高度H =6m ，坡角β=55°，土的重度γ =18.6kN/m 3，内摩擦角? =12°，粘聚力 c =16.7kPa 。试用条分法验算土坡的稳定安全系数。

【解题思路】

①按比例绘出土坡，选择滑弧圆心，作出

相应的滑动圆弧。

②将滑动土体分成若干土条（本例题将该

滑弧分成7个土条）并对土条编号；

③量出各土条中心高度h i 、宽度b i ，并列表计算sin β i 、cos β i 以及土条重W i 等值，计算该圆心和半径下的安全系数

18.160

.18691.97.1612tan 63.258sin cos tan =?+??=∑+∑=i i i i W L c W K ββ? ④对圆心O 选不同半径，得到O 对应的最小安全系数；

⑤在可能滑动范围内，选取其它圆心O 1，O 2，O 3，…，重复上列计算，从而求出最小的安全系数，即为该土坡的稳定安全系数。

二、毕肖普条分法

毕肖普法提出的土坡稳定系数的含义是整个滑动面上土的抗剪强度f τ与实际产生剪应

力τ的比，即τ

τf K =，并考虑了各土条侧面间存在着作用力，其原理与方法如下： 假定滑动面是以圆心为O ，半径为R 的滑弧，从中任取一土条i 为分离体，其分离体的周边作用力为：土条重i W 引起的切向力i T 和法向反力i N ，并分别作用于底面中心处；土条侧面作用法向力E i 、E i+1：和切向力X i 、X l+i ，。

根据静力平衡条件和极限平衡状态时各土条力对滑动圆心的力矩之和为零等，可得毕肖 普法求土坡稳定系数的普遍公式，即：

∑∑-++=+i

i i i i i i i i ai a W tg X X W a l c m k sin }

)]([cos {11? 或∑∑-++=+i

i i i i i i i ai a W tg X X W b c m k sin }

)]([{11? 式中K

tg a a m i i i ai ?sin cos += 上式用起来十分繁杂，为此，毕肖普忽略了条间切向力，即X i+1－X i ＝0，这样就得到了国内外广泛使用的毕肖普简化式：

∑∑+=i

i i i i i i ai a W tg W a l c m k sin )

cos (1? 由于推导中只忽略了条间切向力，比瑞典条分法更为合理，与更精确的方法相比，可能低 估安全系数(2～7)％。

三、按有效应力法分析土坡稳定

由于许多情况下土体内存在孔隙水压力，因此，在讨论边坡稳定计算方法中，作用在滑动土体上的力是用总应力表示还是用有效应力表示，这是一个十分重要的问题。

当土坡中因某种原因存在孔隙水压力，计算摩阻力时如果扣除孔隙水压力，完全由有效应力计算，抗剪强度指标应用有效强度指标，这样的分析方法称为有效应力法；如果不扣除孔隙水压力，摩擦阻力直接用公式了?τ

tg N i fi =计算，这就是总应力法。

第7章 土坡稳定分析

第7章土坡稳定分析 一、填空题 1.无粘性土坡的稳定性仅取决于土坡，其值越小，土坡的稳定性越。 2.无粘性土坡进行稳定分析时，常假设滑动面为面，粘性土坡进行稳定分析时，常假设滑动面为面。 3.无粘性土坡的坡角越大，其稳定安全系数数值越，土的内摩擦角越大，其稳定安全系数数值越。 4.当土坡坡顶开裂时，在雨季会造成抗滑力矩，当土坡中有水渗流时，土坡稳定安全系数数值。 二、名词解释 1.自然休止角 2.简单土坡 三、简答题 1.举例说明影响土坡稳定的因素有哪些？ 2.位于稳定土坡坡顶上的建筑物，如何确定基础底面外边缘线至坡顶边缘线的水平距离？ 四、单项选择题 1.某粘性土的内摩擦角?=5?，坡角β与稳定因数（N s=γh cr/c）的关系如下： 定坡角β为： （A）20? （B）30? （C）40? （D）50? 您的选项（） 2.土坡高度为8 m，土的内摩擦角?=10?（ N s=9.2），C=25kPa，γ=18kN/m3的土坡，其稳定安全系数为： （A）0.7 （B） 1.4 （C） 1.5 （D） 1.6 您的选项（） 3.分析砂性土坡稳定时，假定滑动面为： （A）斜平面 （B）中点圆 （C）坡面圆 （D）坡脚圆 您的选项（） 4.若某砂土坡坡角为200，土的内摩擦角为300，该土坡的稳定安全系数为： （A） 1.59 （B） 1.50 （C） 1.20 （D） 1.48

您的选项（） 5.分析均质无粘性土坡稳定时，稳定安全系数K为： （A）K=抗滑力/滑动力 （B）K=滑动力/抗滑力 （C）K=抗滑力距/滑动力距 （D）K=滑动力距/抗滑力距 您的选项（） 6.分析粘性土坡稳定时，假定滑动面为： （A）斜平面 （B）水平面 （C）圆弧面 （D）曲面 您的选项（） 7. 由下列哪一种土构成的土坡进行稳定分析时需要采用条分法： （A）细砂土 （B）粗砂土 （C）碎石土 （D）粘性土 您的选项（） 8.影响无粘性土坡稳定性的主要因素为： （A）土坡高度 （B）土坡坡角 （C）土的重度 （D）土的粘聚力 您的选项（） 9.下列因素中，导致土坡失稳的因素是： （A）坡脚挖方 （B）动水力减小 （C）土的含水量降低 （D）土体抗剪强度提高 您的选项（） 10.地基的稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算，规范GB50007规定： （A）M R / M S≥1.5 （B）M R / M S≤1.5 （C）M R / M S≥1.2 （D）M R / M S≤1.2 您的选项（）

土力学习题及答案第十章.

第10章土坡和地基的稳定性 1.简答题 1.土坡稳定有何实际意义？影响土坡稳定的因素有哪些? 2.何为无黏性土坡的自然休止角？无黏性土坡的稳定性与哪些因素有关？ 3.简述毕肖普条分法确定安全系数的试算过程？ 4.试比较土坡稳定分析瑞典条分法、规范圆弧条分法、毕肖普条分法及杨布条分法的异同？ 5.分析土坡稳定性时应如何根据工程情况选取土体抗剪强度指标和稳定安全系数？ 6.地基的稳定性包括哪些内容？地基的整体滑动有哪些情况？应如何考虑？ 7.土坡稳定分析的条分法原理是什么？如何确定最危险的圆弧滑动面？ 8.简述杨布(Janbu)条分法确定安全系数的步骤。 2.填空题 1.黏性土坡稳定安全系数的表达式为。 2.无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为。 3.瑞典条分法稳定安全系数是指 和之比。 4.黏性土坡的稳定性与土体的、、 、 和等5个参数有密切关系。 5.简化毕肖普公式只考虑了土条间的作用力而忽略了作用力。 3.选择题 1.无粘性土坡的稳定性，（）。 A.与坡高无关，与坡脚无关 B.与坡高无关，与坡脚有关 C.与坡高有关，与坡脚有关 D.与坡高有关，与坡脚无关 2.无黏性土坡的稳定性（）。 A.与密实度无关 B.与坡高无关 C.与土的内摩擦角无关 D.与坡角无关 3.某无黏性土坡坡角β=24°，内摩擦角φ=36°，则稳定安全系数为( ) A.K=1.46 B. K=1.50 C.K=1.63 D. K=1.70 4. 在地基稳定性分析中，如果采用分析法，这时土的抗剪强度指标应该采用下列哪 种方法测定？（） A.三轴固结不排水试验 B.直剪试验慢剪 C.现场十字板试验 D.标准贯入试验 5. 瑞典条分法在分析时忽略了（）。 A.土条间的作用力 B.土条间的法向作用力 C.土条间的切向作用力

(完整版)土坡稳定性分析

第七章土坡稳定性分析 第一节概述 土坡就是由土体构成、具有倾斜坡面的土体，它 的简单外形如图7-1所示。一般而言，土坡有两种类 型。由自然地质作用所形成的土坡称为天然土坡，如 山坡、江河岸坡等；由人工开挖或回填而形成的土坡 称为人工土(边)坡，如基坑、土坝、路堤等的边坡。 土坡在各种内力和外力的共同作用下，有可能产生剪 图7-1 土坡各部位名称 切破坏和土体的移动。如果靠坡面处剪切破坏的面积 很大，则将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象，称为滑坡。土体的滑动一般系指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。除设计或施工不当可能导致土坡的失稳外，外界的不利因素影响也触发和加剧了土坡的失稳，一般有以下几种原因： 1．土坡所受的作用力发生变化：例如，由于在土坡顶部堆放材料或建造建筑物而使坡顶受荷。或由于打桩振动，车辆行驶、爆破、地震等引起的振动而改变了土坡原来的平衡状态； 2．土体抗剪强度的降低：例如，土体中含水量或超静水压力的增加； 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，从而促进土坡产生滑动。因此，粘性土坡发生裂缝常常是土坡稳定性的不利因素，也是滑坡的预兆之一。 在土木工程建筑中，如果土坡失去稳定造成塌方，不仅影响工程进度，有时还会危及人的生命安全，造成工程失事和巨大的经济损失。因此，土坡稳定问题在工程设计和施工中应引起足够的重视。 天然的斜坡、填筑的堤坝以及基坑放坡开挖等问题，都要演算斜坡的稳定性，亦既比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度。这种工作称为稳定性分析。土坡稳定性分析是土力学中重要的稳定分析问题。土坡失稳的类型比较复杂，大多是土体的塑性破坏。而土体塑性破坏的分析方法有极限平衡法、极限分析法和有限元法等。在边坡稳定性分析中，极限分析法和有限元法都还不够成熟。因此，目前工程实践中基本上都是采用极限平衡法。极限平衡方法分析的一般步骤是：假定斜坡破坏是沿着土体内某一确定的滑裂面滑动，根据滑裂土体的静力平衡条件和莫尔—库伦强度理论，可以计算出沿该滑裂面滑动的可能性，即土坡稳定安全系数的大小或破坏概率的高低，然后，再系统地选取许多个可能的滑动面，用同样的方法计算其稳定安全系数或破坏概率。稳定安全系数最低或者破坏概率最高的滑动面就是可能性最大的滑动面。 本章主要讨论极限平衡方法在斜坡稳定性分析中的应用，并简要介绍有限元法的概念。 182

第七章 土坡稳定分析

第七章 土坡稳定分析 第一节 概述 土坡就是具有倾斜坡面的土体（图7-l ）。由自然地质作用所形成的土坡称为天然土坡。由人工开挖或回填而形成的土坡则称为人工土坡。土体重量以及渗透力等在坡体内引起剪应力，如果剪应力大于土的抗剪强度，就要产生剪切破坏。如果靠坡面处剪切破坏的面积很大，则将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象，这一现象称为滑坡。 滑坡可分为半无限长滑坡和有限长滑坡。半无限长滑坡是指滑动坡面的长度比滑坡深度大很多，成大平板形状的滑动（图7-2a ），而有限长滑坡是指滑动面的长度与滑坡深度的尺度相当（图7-2b ）。粗粒土中的滑坡，一般为深度较浅而形状接近于平面或者由两个以上平面组成的折线形滑动面。粘性土中的滑坡深入坡体内，均质粘性土坡滑动面的形状为对数螺线曲面，在计算中通常以圆弧面代替（图7－3）。 土石坝是常见的大型人工土坡，它是近代坝工建筑中广泛应用的一种坝型。目前土石坝的坝高已达到300m 以上。 高土石坝的土石方量巨大，因此选择安全可靠而又经济合理的断面就是一个十分重要的问题。一座高100m 的土坝（图7－6），如果上、下游坝坡能从1：2.5减小到1：2.0，每一延米断面可节省土方量5000m 3。一公里坝长就可节省土方500万rn 3，这是一个巨大的工程量。然而能否节省取决于边坡是否能保持稳定。因此，土坝边坡稳定分析是土石坝设计中的一项重要的内容。 在边坡稳定分析中，目前工程实践中基本上都是采用极限平衡法。极限平衡法的一般步骤是先假定破坏是沿土体内某一确定的滑动面滑动，根据滑裂土体的静力平衡条件和摩尔-库伦破坏准则计算沿该滑裂面滑动的可能性，即安全系数的大小，然后系统地选取多个可能的滑动面，用同样方法计算稳定安全系数或破坏概率。安全系数最低或破坏概率最高的滑动面就是可能性最大的滑动面。 第二节 无粘性土坡的稳定分析 一、均质干坡和水下坡 均质干坡和水下坡指由一种土组成、完全在水位以上或完全在水位以下，没有渗透水流作用的无粘性土坡。这两种情况只要坡面上的土颗粒在重力作用下能够保持稳定，整个土坡就处于稳定状态。 从砂堆坡面上取一小块土体来分析它的稳定条件图（7－7a ）。设小土体的重量为W ，W 沿坡面的滑动力αsin W T =。垂直于坡面的正压力αcos W N =，正压力产生摩擦阻力，阻抗土体下滑，称抗滑力，其值为φαφtg W Ntg R ?==cos （库伦定理）。定义土体的稳定安全系数F s 为： 1)-(7 sin cos tga tg a W tg a W T R F s φφ=?===滑动力抗滑力 式中，φ—土的内摩擦角（0）； α—土的坡度角（0） 式（7－1）与土坡的高度无关，因此安全系数F s 代表整个边坡的安全度。 当Fs=1时，α=φ，α称为天然休止角，其值等于砂在松散状态时的内摩擦角。如是经过压密后的无粘性土，内摩擦角增大，稳定坡角也随之增大。 二、有渗透水流的均质土坡 挡水土堤内形成渗流场，如果浸润线在下游坡面逸出，这时在浸润线以下，下游坡内的土体除受重力作用外，还受渗透力的作用，因而会降低下游边坡的稳定性。先分析浸润线逸出点以下部分边坡的稳定性（图7－8）。如果水流的方向与水平面成夹角θ，则沿水流方向的渗透力i j w γ=。在坡面上取土体V 中的土骨架为隔离体，其有效重量为V 'γ。分析这块土骨架的稳定性，作用在土骨架上的总渗透力为iV jV J w γ==。沿坡内的全部滑动力，包括重力和渗透力，为 )cos(sin θαγαγ-+'=iV V T w 坡面的正压力为

土坡稳定分析的几个问题讨论

土坡稳定分析的几个问题讨论 土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡，也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道。 土坡稳定分析是土木工程领域的热门研究课题之一，在岩土工程工程中占据相当重要的地位。土坡稳定性分析包括无粘性土坡的稳定分析、粘性土坡的稳定分析。目前，工程中常用的方法有圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法。随着数值分析方法在工程领域应用的成熟，人们常用有限元法进行坡体稳定分析，另外，还有些学者尝试采用其他数学方法进行坡体稳定分析。 本文仅针对常用的分析方法中几个所要注意的问题，阐明浅显的看法。 1、无粘性土坡稳定分析 无粘性土坡的稳定分析，主要考虑两种情况下即全干或全淹没情况、有渗透情况下的稳定分析方法。这要求分析坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况土坡稳定安全系数及系数之间相互的关系。 2、粘性土坡的稳定分析 粘性土坡的稳定分析，主要采用整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法。主要采用圆弧法进行土坡稳定分析及在几种特殊条件下土坡稳定分析。 以下仅对土坡稳定分析过程中需要比较和取值的问题做简单介绍： 1、关于挖方边坡和天然边坡 天然存在的土坡是在天然地层中形成的，与人工填筑土坡相比有独特之处。对均质挖方土坡和天然土坡稳定性分析，与人工填筑土坡相比，求得的安全系数比较符合实测结果，但对于超固结裂隙粘土，计算的安全系数虽远大于1，表面上看来已稳定，实际上都已破坏，这是由超固结粘土的特性决定的。随着剪切变形的增加，抗剪力增大到峰值强度，随后降至残余值，特别是粘聚力下降较大，甚至接近于零，这些特性对土坡稳定性有很大影响。 2、关于圆弧滑动法 在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面，建立这一假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。圆弧法的基本假设是均质粘性土坡滑动时，其滑动面常近似为圆弧形状，假定滑动面以上的土体为刚性体，即设计中不考虑滑动土体内部的相互作用力，假定土坡稳定属于平面应变问题。它是极限平衡法的一种常用分

(完整版)土坡稳定性计算

第九章土坡稳定分析 土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡，也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。本章主要学习目前常用的边坡稳定分析方法，学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。 第一节概述 学习土坡的类型及常见的滑坡现象。 一、无粘性土坡稳定分析 学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程，坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。 二、粘性土坡的稳定分析 学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。 三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。 四、土坡稳定分析讨论 学习讨论三个问题：土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。 第二节基本概念与基本原理 一、基本概念 1．天然土坡(naturalsoilslope)：由长期自然地质营力作用形成的土坡，称为天然土坡。2．人工土坡(artificialsoilslope)：人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土坡。 3．滑坡(landslide)：土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位移，以至丧失原有稳 定性的现象。 4．圆弧滑动法(circleslipmethod)：在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面，建立这一 假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。它是极限平衡法的一种常用分析方法。 二、基本规律与基本原理 （一）土坡失稳原因分析 土坡的失稳受内部和外部因素制约，当超过土体平衡条件时，土坡便发生失稳现象。1．产生滑动的内部因素主要有： （1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。 （2）斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。 （3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。 2．促使滑动的外部因素 （1）降水或地下水的作用：持续的降雨或地下水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐溶解，土质变软，强度降低；还可使土的重度增加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这些原因，采用相应的排水措施。（2）振动的作用：如地震的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结

无粘性砂性土土坡的稳定分析

第二节 无粘性（砂性土）土坡的稳定分析 一、无渗流作用的无粘性土坡 处于不渗水的砂、砾、卵石组成的无粘性土坡，只要坡面上颗粒能保持稳定，那么整个土坡便是稳定的。有均质无粘性土坡，坡角为β，自坡面上取一单元土体，其重量为W ，由W 引起的顺坡向下的滑力为αsin ?=W T ，对下滑单元体的阻力为?αtg W T f ??=cos ， (式中?为无粘性土的内摩擦角)，因此，无粘性土坡的稳定系数为： α ?α?αtg tg W tg W T T K f ===sin cos 由此可得如下结论：当?α=时，K ＝1，土坡处于极限稳定状态，此时的坡角α为自然休止角；无粘性土坡的稳定性与坡高无关，仅取决与f α角，当?α<时，K ＞1，土坡稳定。 当βα=时，滑动稳定安全系数最小，也即土坡面上的一层土是最易滑动的，则砂性土的土坡滑动稳定安全系数为： β ?tg tg K = 从上式可以看出，砂性土坡的坡角不可能超过土的内摩擦角，砂性土坡所能形成的最大坡角就是砂土的内摩擦角，根据这一原理，在工程上就可以通过堆砂锥体法确定砂土的内摩擦角（此时也称为砂土的自然休止角）。 【讨论】无粘性土土坡的稳定性与坡高无关，仅取决于坡角β。 二、有渗流作用的无粘性土坡 有渗流作用的无粘性土坡，因受到渗透水流的作用，滑动力加大，抗滑力减小，见图沿渗流逸出方向的渗透力为w i J γ?= 由J 对单元土体产生的下滑分力和法向分力分别为 )cos(θβγ-w i ；)sin(θβγ-w i 其中：i ：为渗透水力坡降；

w γ： 为水的重度； θ： 渗流方向与水平面的夹角。 因土渗水，其重量采用浮重度γ'进行计算，故其稳定系数为 ) cos(sin ')]sin(cos '[θββ?θββ-+--=w w ir r tg ir r K 当渗流方向为顺坡时，βθ=，βsin =i ，则其K 为 β ?tg r tg r K sat '= 式中 1'≈s a t r r ，说明渗流方向为顺坡时，无粘性土坡的稳定系数与干坡相比，将降低2 1。 当渗流方向为水平逸出坡面时，0=θ，βtg i =,则K 为 β ?βtg r r tg tg r r K w w )'(_)'(2+-= 式中 2 1''2<+-w w r r tg r r β，说明与干坡相比下降了一半多。 上述分析说明，有渗流情况下无粘性土坡只有当坡角?β≤时，才稳定。

潘正风《数字测图原理与方法》(第3版)章节题库(土坡和地基的稳定性)【圣才出品】

第十章土坡和地基的稳定性 一、名词解释 1．土坡 答：土坡是指具有倾斜坡面的土体。通常可分为天然土坡（由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河岸坡等）和人工土坡（经人工挖、填的土工建筑物边坡，如基坑、渠道、土坝、路堤等）。当土坡的顶面和底面都是水平的，并延伸至无穷远，且由均质土组成时，则称为简单土坡。 2．滑坡 答：滑坡是指土坡上的部分岩体或土体在自然或人为因素的影响下沿某一明显界面发生剪切破坏向坡下运动的现象，又称边坡破坏。影响土坡滑动的因素复杂多变，但其根本原因在于土体内部某个滑动面上的剪应力达到了它的抗剪强度，使稳定平衡遭到破坏。 二、判断题 1．粘性土土坡稳定性分析的毕肖普法中，是假设土条两侧的作用力合力大小相等、方向相反、且其作用线重合。（）[成都理工大学2011、2015年] 【答案】正确 【解析】毕肖普条分法的假设的基本条件是忽略条间切向力，土条两侧的作用力合力大小相等，方向相反，作用线重合。

2．渗流产生的渗透力可以改变滑动土体的有效应力（）。[成都理工大学2010年] 【答案】正确 【解析】渗流产生的渗透力可以改变滑动土体的有效应力，当渗流向下进行时，要在原来应力基础上加上动水压力，当渗流向上进行时，要在原来应力基础上减去动水压力。 3．对于均质无黏性土坡，理论上土坡的稳定性与坡高无关。（） 【答案】正确 【解析】对于均质无黏性土坡，理论上土坡的稳定性与坡高无关，只要坡角小于土的内摩擦角（β＜φ），K>1，土体就是稳定的。当坡角与土的内摩擦角相等（β=φ）时，稳定安全系数K=1，此时抗滑力等于滑动力，土坡处于极限平衡状态，相应的坡角就等于无黏性土的内摩擦角。 4．粘性土土坡稳定分析的Bishop法，是假设土条两侧的作用力合力大小相等、方向相反，且其作用线重合（）。 【答案】错误 【解析】毕肖普法假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，即等于整个滑动面的平均安全系数，取单位长度土坡按平面问题计算。作用在该土条上的力有：①土条自重 G i=γb i h i，其中b i、h i分别为该土条的宽度与平均高度； ②作用于土条底面的抗剪力T f i、有效法向反力N′i及孔隙水压力u i l i，其中u i、l i分别为该土条底面中点处孔隙水压力和滑弧长度； ③作用于该土条两侧的法向力E i和E i+1及切向力X i和X i+1，ΔX i=（X i+1-X i）。但是土

《土力学》第十章习题集及详细解答讲课稿

《土力学》第十章习题集及详细解答 第10章土坡和地基的稳定性 1.填空题 1.黏性土坡稳定安全系数的表达式为。 2.无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为。 3.瑞典条分法稳定安全系数是指 和之比。 4.黏性土坡的稳定性与土体的、、 、 和等5个参数有密切关系。 5.简化毕肖普公式只考虑了土条间的作用力而忽略了作用力。 2.选择题 1.无粘性土坡的稳定性，（ B ）。 A.与坡高无关，与坡脚无关 B.与坡高无关，与坡脚有关 C.与坡高有关，与坡脚有关 D.与坡高有关，与坡脚无关 2.无黏性土坡的稳定性（ B ）。 A.与密实度无关 B.与坡高无关 C.与土的内摩擦角无关 D.与坡角无关 3.某无黏性土坡坡角β=24°，内摩擦角φ=36°，则稳定安全系数为( C ) A.K=1.46 B. K=1.50 C.K=1.63 D. K=1.70 4. 在地基稳定性分析中，如果采用分析法，这时土的抗剪强度指标应该采用下列哪 种方法测定？（ C ） A.三轴固结不排水试验 B.直剪试验慢剪 C.现场十字板试验 D.标准贯入试验 5. 瑞典条分法在分析时忽略了（ A ）。 A.土条间的作用力 B.土条间的法向作用力 C.土条间的切向作用力 6.简化毕肖普公式忽略了（ C ）。 A.土条间的作用力 B.土条间的法向作用力 C.土条间的切向作用力 3判断改错题

1. ，只有黏性土坡的稳定性才与坡高无关。 2. ，只有最小安全系数所对应的滑动面才是最危险的滑动面。 3. ，只适用于均质土坡。 4. √ 5. ，毕肖普条分法也适用于总应力法 1.黏性土坡的稳定性与坡高无关。 2.用条分法分析黏性土的稳定性时，需假定几个可能的滑动面，这些滑动面均是最危险的滑动面。 3.稳定数法适用于非均质土坡。 4.毕肖普条分法的计算精度高于瑞典条分法。 5.毕肖普条分法只适用于有效应力法。 4.简答题 1.土坡稳定有何实际意义？影响土坡稳定的因素有哪些? 2.何为无黏性土坡的自然休止角？无黏性土坡的稳定性与哪些因素有关？ 3.简述毕肖普条分法确定安全系数的试算过程？ 4.试比较土坡稳定分析瑞典条分法、规范圆弧条分法、毕肖普条分法及杨布条分法的异同？ 5.分析土坡稳定性时应如何根据工程情况选取土体抗剪强度指标和稳定安全系数？ 6.地基的稳定性包括哪些内容？地基的整体滑动有哪些情况？应如何考虑？ 7.土坡稳定分析的条分法原理是什么？如何确定最危险的圆弧滑动面？ 8.简述杨布(Janbu)条分法确定安全系数的步骤。 5.计算题 1.一简单土坡，。(1)如坡角，安全系数K= 1.5，试用稳定数法确定最大稳定坡高；(2)如坡高，安全系数仍为1.5，试确定最大稳定坡角；(3)如坡高，坡角，试确定稳定安全系数K。 2. 某砂土场地经试验测得砂土的自然休止角，若取稳定安全系数K=1.2，问开挖基坑时土坡坡角应为多少？若取，则K又为多少？ 3. 某地基土的天然重度，内摩擦角，黏聚力，当采取坡度1∶1开挖坑基时，其最大开挖深度可为多少？ 4. 已知某挖方土坡，土的物理力学指标为=18.9，若取安全系数,试问： (1)将坡角做成时边坡的最大高度； (2)若挖方的开挖高度为6m ，坡角最大能做成多大？

粘性土土坡的整体稳定分析

第三节 粘性土土坡的整体稳定分析 一、粘性土坡滑动面的形式 （1） 圆弧滑动面通过坡脚点时，称之为坡脚圆； （2） 圆弧滑动面通过坡面上点时，称之为坡面圆； （3） 圆弧滑动面通过坡脚以外的点时，称之为中点圆。 二、土坡圆弧滑动整体稳定分析的基本概念 条件与假定：均质粘性土土坡，假定滑动面为圆柱面，截面为圆弧，将滑动面以上土体 看作刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上各种作用力。 安全系数K 定义为滑动面上的最大抗滑力矩f M 与滑动力矩s M 之比，则： a W R L R L R L M M K f f s f ?=== τττ 式中：L ――滑狐长度； 对于饱和粘土来说，在不排水剪条件下，?u 等于零，τf 就等于c u 。上式可写成 a W R L c K u ?= 这时，滑动面上的抗剪强度为常数，可直接进行安全系数计算。这种稳定分析方法通常称为?u 等于零分析法。 上述方法首先由瑞典彼得森（Petterson ）1915年首先提出，故称瑞典圆弧法。 三、费伦纽斯确定最危险滑动面圆心的方法 最危险滑动面圆心的经验计算方法： 对于均质粘性土土坡，其最危险滑动面通过坡脚； （1）当? 等于零时，其圆心位置可由图中BD 与CD 两线的交点确定，图中β1及β2的值可根据坡脚β由表查出； （2）当? 大于零时，其圆心位置可能在图中ED 的延长线上，自D 点向外取圆心O 1、O 2……，分别作滑狐，并求出相应的抗滑安全系数F s 1、F s 2……，然后找出最小值F smin 。

对于非均质土坡，或坡面形状及荷载情况都比较复杂，尚需自O m 作DE 线的垂直线，同样，在其上再取若干点作为圆心进行计算比较，找出最危险滑动面圆心和土坡稳定安全系数。 三、泰勒分析方法 影响土坡的稳定性指标?? ???H c 和坡高土坡的尺寸、坡角土体重度和抗剪强度指标βγ? （1）当03>?时，滑动面为坡脚圆，其最危险滑动面圆心位置，可根据?及β角值，从图7－7中的曲线查得θ及α值作图求得。 （2）当00=?，且053>β时，滑动面也是坡脚圆，其最危险滑动面圆心位置，同样可从图7－7中的θ及?值作图求得。 （3）当00=?，且053<β时，滑动面可能是中心圆，也有可能是坡脚圆或坡面圆，它取决于硬层的埋藏深度。 稳定数：将三个参数c 、γ 和H 合并为一个新的无量纲参数N s ，称为稳定数。 c H N cr s γ= 式中： H cr ――土坡的临界高度或极限高度。 按不同的? 绘出β 与N s 的关系曲线。 采用泰勒图表法可以解决简单土坡稳定分析中的下述问题： 1．已知坡角β及土的性质指标c 、?、γ，求稳定的坡高H ； 2．已知坡高H 及土的性质指标c 、?、γ，求稳定的坡角β； 3．已知坡角β、坡高H 及土的性质指标c 、?、γ，求稳定安全系数K 。 土坡稳定安全系数K 的表达形式如下： H H K cr = 泰勒图表法应用范围：均质的、坡高在10m 以内的土坡，也可用于较复杂情况的初步估算。

《土力学》第十章习题及答案

《土力学》第十章习题及答案 第10章土坡和地基的稳定性 一、填空题 1.无粘性土坡的稳定性仅取决于土坡，其值越小，土坡的稳定性越。 2.无粘性土坡进行稳定分析时，常假设滑动面为面，粘性土坡进行稳定分析时，常假设滑动面为面。 3.无粘性土坡的坡角越大，其稳定安全系数数值越，土的内摩擦角越大，其稳定安全系数数值越。 4.当土坡坡顶开裂时，在雨季会造成抗滑力矩，当土坡中有水渗流时，土坡稳定安全系数数值。 二、名词解释 1.自然休止角 2.简单土坡 三、简答题 1.举例说明影响土坡稳定的因素有哪些？ 2.位于稳定土坡坡顶上的建筑物，如何确定基础底面外边缘线至坡顶边缘线的水平距离？ 四、单项选择题 1.某粘性土的内摩擦角?=5?，坡角β与稳定因数（N s=γh cr/c）的关系如下： β (?) 50 40 3020 N s7.0 7.9 9.2 11.7 当现场土坡高度H=3.9m，内聚力C=10kPa，土的重度γ=20kN/m3，安全系数K＝1.5，土坡稳定坡角β为： （A）20? （B）30? （C）40? （D）50? 您的选项（） 2.土坡高度为8 m，土的内摩擦角?=10?（ N s=9.2），C=25kPa，γ=18kN/m3的土坡，其稳定安全系数为： （A）0.7 （B） 1.4 （C） 1.5 （D） 1.6 您的选项（） 3.分析砂性土坡稳定时，假定滑动面为： （A）斜平面 （B）中点圆 （C）坡面圆 （D）坡脚圆 您的选项（） 4.若某砂土坡坡角为200，土的内摩擦角为300，该土坡的稳定安全系数为： （A） 1.59 （B） 1.50

（C） 1.20 （D） 1.48 您的选项（） 5.分析均质无粘性土坡稳定时，稳定安全系数K为： （A）K=抗滑力/滑动力 （B）K=滑动力/抗滑力 （C）K=抗滑力距/滑动力距 （D）K=滑动力距/抗滑力距 您的选项（） 6.分析粘性土坡稳定时，假定滑动面为： （A）斜平面 （B）水平面 （C）圆弧面 （D）曲面 您的选项（） 7. 由下列哪一种土构成的土坡进行稳定分析时需要采用条分法： （A）细砂土 （B）粗砂土 （C）碎石土 （D）粘性土 您的选项（） 8.影响无粘性土坡稳定性的主要因素为： （A）土坡高度 （B）土坡坡角 （C）土的重度 （D）土的粘聚力 您的选项（） 9.下列因素中，导致土坡失稳的因素是： （A）坡脚挖方 （B）动水力减小 （C）土的含水量降低 （D）土体抗剪强度提高 您的选项（） 10.地基的稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算，规范GB50007规定： （A）M R / M S≥1.5 （B）M R / M S≤1.5 （C）M R / M S≥1.2 （D）M R / M S≤1.2 您的选项（） 第10章土坡和地基的稳定性 一、填空题 1.坡角、稳定 2.斜平、圆筒 3. 小、大 4.减小、减小

土坡稳定分析

第九章土坡稳定分析 第一节概述 土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡，也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。 学习土坡的类型及常见的滑坡现象。 一、无粘性土坡稳定分析 学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程，坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。 二、粘性土坡的稳定分析 学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。 三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。 四、土坡稳定分析讨论 学习讨论三个问题：土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。 第二节基本概念与基本原理 一、基本概念 1．天然土坡(naturalsoilslope)：由长期自然地质营力作用形成的土坡，称为天然土坡。2．人工土坡(artificialsoilslope)：人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土坡。 3．滑坡(landslide)：土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位移，以至丧失原有稳 定性的现象。 4．圆弧滑动法(circleslipmethod)：在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面，建立这一 假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。它是极限平衡法的一种常用分析方法。 二、基本规律与基本原理 （一）土坡失稳原因分析 土坡的失稳受内部和外部因素制约，当超过土体平衡条件时，土坡便发生失稳现象。1．产生滑动的内部因素主要有： （1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。 （2）斜坡的土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。 （3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性

第四节粘性土土坡稳定分析的条分法

第四节 粘性土土坡稳定分析的条分法 一、费伦纽斯条分法 1、基本原理：当按滑动土体这一整体力矩平衡条件计算分析时，由于滑面上各点的斜率都不相同，自重等外荷载对弧面上的法向和切向作用分力不便按整体计算，因而整个滑动弧面上反力分布不清楚；另外，对于φ＞0的粘性土坡，特别是土坡为多层土层构成时，求W 的大小和重心位置就比较麻烦。故在土坡稳定分析中，为便于计算土体的重量，并使计算的抗剪强度更加精确，常将滑动土体分成若干竖直土条，求各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩，各取其总和，计算安全系数，这即为条分法的基本原理。该法也假定各土条为刚性不变形体，不考虑土条两侧面间的作用力。 2、计算步骤：为—土坡，地下水位很深，滑动土体所在土层孔隙水压力为0。条分法的计算步骤如下： 1）按一定比例尺画坡； 2）确定圆心O 和半径R ，画弧AD ； 3）分条并编号，为了计算方便，土条宽度可取滑弧半径的1/10,即R b 1.0=，以圆心O 为垂直线，向上顺序编为0、1、2、3、……，向下顺序为－1、－2、－3、……，这样，0条的滑动力矩为0，0条以上土条的滑动力矩为正值，0条以下滑动力矩为负值； 4)计算每个土条的自重 b rh W i i = (i h 为土条的平均高度) 5)分解滑动面上的两个分力 i i i W N αcos =; i i i W T αs i n = 式中：i α——法向应力与垂直线的夹角。

6)计算滑动力矩 ∑==n i i i s a W R M 1sin ――式中：n ：为土条数目。 7)计算抗滑力矩 RcL a Wi Rtg M n i i r +=∑=1cos ?――式中：L 为滑弧AD 总长。 8)计算稳定安全系数(safetyfactor)。 ∑∑==+==n i i i n i i i s r a W cL a W tg M M k 1 1sin cos ? 9)求最小安全系数，即找最危险的滑弧，重复2)~8)，选不同的滑弧，求K 1、K 2、K 3…… 值，取最小者。 该法计算简便，有长时间的使用经验，但工作量大，可用计算机进行，由于它忽略了条间力对N i 值的影响，可能低估安全系数(5～20)％。 【例】某土坡如图所示。已知土坡高度H =6m ，坡角β=55°，土的重度γ =18.6kN/m 3，内摩擦角? =12°，粘聚力 c =16.7kPa 。试用条分法验算土坡的稳定安全系数。 【解题思路】 ①按比例绘出土坡，选择滑弧圆心，作出 相应的滑动圆弧。 ②将滑动土体分成若干土条（本例题将该 滑弧分成7个土条）并对土条编号； ③量出各土条中心高度h i 、宽度b i ，并列表计算sin β i 、cos β i 以及土条重W i 等值，计算该圆心和半径下的安全系数

第八章：土坡稳定分析 1 下列何种方法,在求解土坡稳定时

第八章：土坡稳定分析 1. 下列何种方法，在求解土坡稳定时，假定了推力线的位置？（ ）。 A. 简单条分法； B. 毕肖普法； C. 整体圆弧滑动法； D. 詹布法。 2. 条分法分析土坡稳定是几次超静定问题？（ ） A. 2n 次； B.（2n -1）次； C. (2n -2)次； D. (2n -3)次。 3. 均质砂性土坡的滑动面为（ ）。 A. 圆弧； B. 对数螺线； C. 直线； D.折线。 4．无黏性土坡的稳定性主要取决于（ ） A. 坡高 B. 坡角 C. 坡高和坡角 D. 土的性质 5．填方边坡的瞬时稳定性与长期稳定性安全度有何不同？（ ） A.瞬F >长F B.瞬F =长F C.瞬F <长F D.无法确定 6. 挖方边坡的瞬时稳定性与长期稳定性安全度有何不同？（ ） A.瞬F >长F B.瞬F =长F C.瞬F <长F D.无法确定 7．一无黏性土土坡，坡角023=β，水流沿坡面向下流动，试问：单位体积渗流力（动力） 为多少？（2/10m kN w =γ）( )。 A. 3.92/m kN ； B. 4.22/m kN ； C. 9.22/m kN ； D. 10.82/m kN 。 8. 大堤护岸边坡，当河水高水位骤降到低水位时，对边坡稳定性有何影响？（ ）。 A. 边坡稳定性降低 B.边坡稳定性无影响 C.边坡稳定性提高 D.无法判断 9. 滑坡分析中若取土的骨架作为隔离体，分析土条i （位置见题9 图）时，下列哪种选择正确。（ ） A. i W 用浮重度，0=i F ，i U 由流网测定，i ?用有效应力指标'i ?； B. i W 用浮重度，i F 由流网测定，0=i U ，i ?用有效应力指标'i ?； C. i W 用饱和重度，0=i F ，i U 由流网测定，i ?用有效应力指标'i ?； D. i W 用浮重度，i F 由流网测定，0=i U ，i ?用不排水剪指标u ?。 10. 有一黏性土坡，已知 20=?，kPa C 10=，3/17m kN =γ，坡角 18=β，发现在坡顶有一条 张拉裂缝，试问裂缝的最大理论深度为多少？（ ）。 A. m 84.0； B. m 68.1； C. m 04.2； D. m 96.2 11. 验算防波堤施工期稳定安全系数是抗剪强度指标应选用（ ）。 A. 固结快剪； B. 固结不排水剪； C. 不排水剪； D. 排水剪。 12. 验算防波堤使用期稳定安全系数是抗剪强度指标应选用（ ）。 A. 固结快剪； B. 固结不排水剪； C. 不排水剪； D. 排水剪。 13. 开挖坡土的固结状态为（ ）。 Ａ. 欠固结； Ｂ. 正常固结； Ｃ. 超固结； Ｄ.0K 状态。 14. 填筑坡土的固结状态为（ ）。 Ａ.欠固结；Ｂ.正常固结；Ｃ. 超固结；Ｄ.0K 状态。 15. 水位骤降时，黏性土边坡的安全度（ ）。 题9图

关于土坡稳定的分析

关于土坡稳定的分析 在工程建设中常常会遇到土坡稳定的问题，土坡包括天然土坡和人工土坡。天然土坡是指自然形成的土坡和江河湖海的岸坡，人工土坡则是指人工开挖基坑、基槽、路堑或填筑路基、土坝形成的边坡。 边坡由于失去稳定性就会发生滑坡，边坡塌滑是一种常见的工程现象，通常称为“滑坡”。土坡滑动失稳的原因主要有两种，一种是外界力的作用破坏了土体原来的应力平衡状态；一种是土体的抗剪强度由于外界各种因素的作用而降低，从而使得土体的稳定性降低，使土体发生失稳。滑坡的实质是土体在滑动面上作用的滑动力超过了土体的抗剪强度。土坡的稳定程度用安全系数来衡量，土坡的安全系数可表示为滑动面上的抗滑力矩和滑动力矩之比，即：M M K f = 或者是抗滑力与滑动力之比，即：T T K f = 或者是实有的抗剪强度与土坡中最危险滑动面上产生的剪应力的比值，即：ττf K =，也有用粘聚力、摩擦角、临界高度表示的。所有的表达方式只是在不同的情况下为了应用方便而提出的。 在无黏性土坡的稳定性分析中，破坏时滑动面大多近似为平面，因此在分析无黏性土坡的稳定性时，一般均假定滑动面是平面，如图1.1所示。此时土坡滑动稳定安全形式为：α ?tan tan ==T T K f 。对于黏聚力0=c 的均质无黏性土坡，当βα=时，滑动稳定安全系数最小，也即土坡坡面的一层土是最容易滑动的。（其中，α为AC 的倾角，β为坡角，?为 内摩擦角）。这表明对于0=c 的均质无黏性土 坡稳定性与坡高无关，而仅与坡角β有关， 只要坡角小于土的内摩擦角（β1， 则无论土坡多高在理论 图1.1

上都是稳定的。K =1表明土坡处于极限状态，即土坡坡角等于土的内摩擦角。 在黏性土坡的稳定性分析中，由于黏聚力的存在，粘性土土坡不会像无黏性图土坡那样沿坡面表面滑动，黏性土坡危险滑动面会深入土体内部。黏性土坡的滑动和当地的工程地质条件有关，其实际滑动面位置总是发生在受力最不利或者土性最薄弱的位置。在非均质土层中，如果土坡下面有软弱层，则滑动面很大程度上通过软弱层，形成曲折的复合滑动面。基于极限平衡理论可以推导出，均质黏性土坡发生滑动时，滑动面形状近似于圆柱面，在断面上呈现圆弧形。因此，在工程设计中常把滑动面假定为圆弧面来进行稳定分析。如整体圆弧滑动法、条分法、瑞典条分法等均基于滑动面是圆弧这一假定。 一、整体圆弧滑动法土坡稳定性分析 整体圆弧滑动法是最常用的方法之一，又称为瑞典圆弧法。整体圆弧滑动法将滑动面以上的土体视作刚体，并分析在极限平衡条件下它的整体受力情况。其安全系数可以用滑动面上的最大抗滑力矩与滑动力矩之比来定义，即： Wd R L R L R L M M K AC f f AC AC f f τττττ==== 其中：d 为滑动土体重心到滑弧圆心O 的水平距离，m ； W 为滑动土体自重力，kN 。 根据摩尔-库仑强度理论，黏性土的抗剪强度c f +=?στtan ，因此，对于均质黏性土土坡，虽然c 、?是常数，但是滑动面上法向应力σ却是沿着滑动面不断改变的，并非是常数，因此，我们不能确定K 值的大小。 由于圆弧滑动面上各点的法向应力不同，因此土的抗剪强度各点也不相同这样不能直接用前面所述的公式直接计算土坡的稳定安全系数。整体分析法对非均质的土坡或者比较复杂的土坡均不试用。在这里我们就应该用到条分法。条分法具体又可以分为瑞典条分法、简化毕肖普条分法、普遍条分法等多种，分别适用于不同的工程问题。 二、瑞典条分法 瑞典条分法由费兰纽斯提出，是条分法中最简单的方法。使用瑞典条分法要假设很多滑动面通过试算分析找到最危险的滑动面，从而找到相应最小的K 值，由此判断土坡的稳定性。 三、毕肖普条分法

土力学与地基基础习题集与答案第10章

第10章土坡和地基的稳定性（答案在最底端） 1.简答题 1.土坡稳定有何实际意义影响土坡稳定的因素有哪些 1.【答】 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。 2.何为无黏性土坡的自然休止角无黏性土坡的稳定性与哪些因素有关 3.简述毕肖普条分法确定安全系数的试算过程 4.试比较土坡稳定分析瑞典条分法、规范圆弧条分法、毕肖普条分法及杨布条分法的异同 5.分析土坡稳定性时应如何根据工程情况选取土体抗剪强度指标和稳定安全系数 6.地基的稳定性包括哪些内容地基的整体滑动有哪些情况应如何考虑 7.土坡稳定分析的条分法原理是什么如何确定最危险的圆弧滑动面 8.简述杨布(Janbu)条分法确定安全系数的步骤。 2.填空题 1.黏性土坡稳定安全系数的表达式为。 2.无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为自然休止角。 3.瑞典条分法稳定安全系数是指 和之比。 4.黏性土坡的稳定性与土体的、、 、 和等5个参数有密切关系。5.简化毕肖普公式只考虑了土条间的作用力而忽略了作用力。 3.选择题 1.无粘性土坡的稳定性，（ B ）。