土体稳定性
土体的一部分抵抗另一部分在自重和外载荷作用下沿着潜在滑裂面发生剪切破坏的安全程度。
基本信息
- 中文名
土体稳定性
- 外文名
stability of soil mass
- 常用方法
极限平衡法
- 全拼
tuti wendingxing
简介
土体的一部分抵抗另一部分在自重和外载荷作用下沿着潜在滑裂面发生剪切破坏的安全程度。土坡稳定性、地基承载力和挡土结构稳定性,都属于土体稳定性范畴。常用的确定土体稳定性的方法是极限平衡法。
土坡稳定性
瑞典条分法
天然的、人工填筑的和开挖的土质边坡抵抗沿潜在滑裂面发生滑坡的安全程度。在无黏性土坡中滑裂面的形状近似于直线,而在黏性土坡中则呈曲线或复合形状。常用的土坡稳定性分析方法是刚塑体极限平衡法,其中条分法应用最为广泛。它最早由瑞典人K.E.彼德森(K.E.Petterson)提出,通常称为瑞典条分法。此法假定土体稳定性是平面应变问题,滑裂面是圆柱面,将滑动土体分成若干垂直土条,不考虑土条间的作用力,见图1。
图1 滑动土条上的作用力
Wi—土条自重;Vi,Hi,Vi+1,Hi+1一条间力;Ni—径向反力;Ti—切向反力;ui—孔隙压力;bi—土条宽;li—土条底边长;α—倾斜角
毕肖普AWBishop法
实践表明上法往往给出偏小的安全系数值,且孔隙水压力愈大,误差愈大。目前已发展了许多考虑条块间作用力的方法,其中以摩根斯坦-泼赖斯(Mogenstern-Price)法最为严格,它导出了满足静力平衡和变形协调的微分方程,再根据边界条件求解,但计算工作量大,必须用计算机实施;简化毕肖普(A.W.Bishop)法较为简便,它假定土条间作用力的合力呈水平方向。
经多次迭代求解,计算结果与其他严格方法很接近,因而为目前工程上常用的方法。
从20世纪60年代开始研究用有限元法算出土坡内各点的应力,然后将滑动面上的剪应力与抗剪强度相比较,算出安全系数值,但在实际工程中尚少应用。
土坡稳定分析
土坡稳定分析时,需试算若干滑动面,求出安全系数最小的滑动面,即最危险滑动面,以及相应的安全系数最小值,它必须大于规定的数值,以保证一定的安全储备。如果稳定安全系数不够或发生滑坡,应考虑放缓边坡,以降低土体内的剪应力,或采取减小土体内孔隙压力的措施以及其他加固措施。
图2 地基滑动面
Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ—极限平衡区;a—滑裂面;p—基础载荷;D—基础埋置深度;B—基础宽度
地基承载力
地基在自重和外载荷作用下抵抗剪切破坏的能力。地基土的一部分沿着图2中的滑裂面发生剪切破坏前的最大载荷称为极限载荷,此时地基对基础的反力称为地基的极限承载力。极限载荷可根据极限平衡理论求解,但由于影响因素很多,目前尚无严格的一般解析解。