1、十 土坡稳定分析一、选择题1 在地基稳定分析中，如果采用 圆弧法，这时土的抗剪强度指标应该采用下列哪种方0法测定？（A）三轴固结不排水试验 （B）直剪试验慢剪（C）静止土压力 （D）标准贯入试验2 圆弧分析中若取土的骨架作为隔离体，分析土条 i 时，下列哪种选择正确。（A） 用浮重度； ； 由流网确定； 用有效应力指标iW0iFiUii（B） 用浮重度； ； 由流网确定； 用有效应力强度指标i ii i i（C） 用饱和重度； ； 由流网确定， 用有效应力强度指标i ii i i（D） 用浮重度， 由流网确定 ； ； 用不排水剪指标i iF0iiu（图 P114 7-3 ）3 无黏性土坡的稳定
2、应（ ）（A）与坡高有关，与坡角无关（B）与坡角有关，与坡高无关（C）与坡高和坡角都无关（D）与坡高和坡角都有关答案：1A 2B 3B二、问答题1 无黏性土土坡稳定的决定因素是什么？如何确定稳定安全系数？2 土坡失稳的原因有哪些？答案：1 答：（1）无黏性土坡的稳定性仅决定于坡角，与边坡高度无关。（2）稳定安全系数 ， 砂内摩擦角， 斜坡倾角，一般 k=1.11.5,足够安全。tank2 答：土坡失稳一般有以下几种原因：（1）土坡作用力发生变化。例如：由于在坡顶堆放材料或建筑物使坡顶受荷，或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的振动改变了原来的平衡状态。（2）土抗剪强度降低。例如：土中含水量或
3、孔隙水压力增加。（3）静水力的作用。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，从而促使土坡的滑动。（4）地下水在土坝或基坑等边坡中渗流所引起的渗流力是边坡失稳的重要因素。三、计算题1 如图所示简单土坡，已知土坡高度 H=8m，坡角 ，土的性质为：45， ， 。试用泰勒的稳定因数曲线计算土坡的稳定安全3/KN4.9m10kpac25系数。2 有一土坡坡高 H=5m，已知土的重度 ，土的强度指标 ，3/KN18m 10，要求土坡的稳定安全系数 K1.25，试用泰勒图表法确定土坡的容许坡角kpac5.1值及最危险滑动面圆心位置。3 用条分法计算如图所示土坡的稳定安全系数（按有效应力
4、法计算）已知土坡高度 H=5m，边坡坡度为 1：1.6（即坡角 ） ，土的性质及试算滑动面圆心位置如图所示。32（图 P116 7-16 ）4 一个无粘性土平面边坡，坡角 沿坡面向下渗流。若土的内摩擦角 ，土的30重度 ，有效重度 。问边坡的安全系数为多少？3/20mKNsat 3/10mKN5 在岩层面上有一层粘性土覆盖（如图所示）厚底 z=3m，土与岩层间的摩擦角 ，28粘聚力 ，水上重度为 ，水下重度为 ，地下水位kpc1 3/2 3/10mKNw在粘土层中，距岩面倾角 ，若不考虑渗流力的作用，问边坡的安全系数为多少？0（图 P117 7-19 ）6 一无粘性土坡，坡角 ，水流沿坡面向下
5、流动，试问：土坡中任意两点之间的水23头差为多少？单位体积渗流力为多少？7 有一粘性土土坡，在坡顶出现一条深为 1.68m 的张拉裂缝，若最危险滑动圆心距坡顶垂直距离为 3m。当裂缝被水充满时，会产生多大的附加滑动力矩（ ） 。3/10mKNw8 有一粘性土坡，在坡顶出现一条深为 1.68m 的张拉裂缝，若最危险滑动圆心距坡顶垂直距离为 3m，抗滑力矩为 4278.56 ，滑动力矩为 3536 ，若裂缝被水充满时，KNm 边坡的安全系数为多少？9 坡度 1：1 时，内摩擦角 与稳定系数 N 的关系如下：）（ N5 7.3510 9.2615 12.05若现场的内摩擦角 ， ， ，开挖 1：1
6、坡度的基坑，并要.12kpac3/17mKN求满足安全系数 K1.3.试问：最大开挖深度为多少？10 一均质河堤堤岸，坡度 1：1，坡高 6.5m，土的性质为 ， ，孔隙比5.2kpac，土粒比重 ，查的稳定安全系数 ，若河水水位从堤顶骤降至9.0e70.2sG4710堤底时，河堤安全系数为多少？11 在 ， ， 的粘性土中，开挖 6m 深的基坑，要求边坡kpac153/.18mKN的安全系数为 K=1.5，试问边坡的坡角 应为多少？（已知 时， ，105； ， ； ， ）48.3N05.2426.912 有一简单边坡，坡高 7m，坡角 土的 ， ， ，查kpac83/mKN的稳定安全系数 ，
7、若欲在坡度不变的情况下加高 2m，试问土坡安全系数为多少？.9（ ， ； ， ； ， ； ，507409.7N302.9N01.7）13 在 ， ， 软土中，开挖深度为 5.5m 的基坑，原设计坡角kpac13/8mK，但施工时实际坡角 ，试问该边坡的安全度有何变化？（ ，3550 50； ， ； ， ）0.7N49.7N32.9N14 试计算如图所示土条的滑动面上，有粘聚力产生的抗滑力矩。 （土的重度 ，3/KN17m， ）18kpac（图 P119 7-35 ）15 试计算土条的稳定安全系数。 （土的重度 ，3/KN17m， ， ， ）3/19mKNsat18kpac00w（图 P119
8、7-38 ）16 试计算图示土条滑动面上有超空隙水压力存在时的稳定安全系数。 （土的重度， ， ， ）3/8kc52ku5（图 P119 7-39 ）17 图示边坡不考虑地下水渗流时，绕 O 点转动的滑动力矩为 1840.9 ，滑动力矩为KNm15531 ，若水位骤降至图示状态，试计算得到浸润线与滑动面之间的面积为 14.56KNm，面积形心至滑动面圆心距离 ，流线斜率 ,试计算有渗流发生2 mr35.757.03tan时边坡的安全系数为多少？（图 P120 7-40 ）18 有一个 的粘性土坡，土的重度 ，粘聚力 ，在坡顶有03/KN.1kpac18可能出现张拉裂缝，试估计张拉裂缝的最大深度
9、为多少？19 一个粘性土堤剖面如图所示，试计算半径为 11.75m 的圆形滑动面上的安全系数。已知滑动土体的面积为 ，滑动面的形心至滑动圆心之间的距离为 2.75m， ，287m 5.0土的重度 ， ， 。3KN/6.10kpac5.21（图 P120 7-43 ）20 有一 6m 高的粘性土坡， ， ， ，最危险滑动面圆半径3/.7mKNR=12m，单位滑动土体重量为 1487.5 ，滑动形心至滑动圆心距离为 2.5m，如图所m/示，为提高边坡的安全度，卸去阴影部分的土体，试计算卸荷前后的安全系数为多少？（假定阴影部分形心与原滑动土体形心在一条直线上）（图 P120 7-45 ）21 有一
10、6m 高的粘性土坡， ，根据最危险滑动圆弧计算得到的抗滑力矩为3/KN5.173581.4 ，滑动力矩为 3718.75 ，为提高边坡的稳定性提出图示两种卸荷方案，KNm m卸荷土方量相同卸荷部位不同，试计算卸荷前后土坡的安全系数。（图 P121 7-46 ）22 有一 6m 高的粘土边坡。根据最危险滑动面计算得到的抗滑力矩为 2381.4 ，滑动KNm力矩为 2468.75 ，为提高边坡的稳定性采用底脚压载的办法，如图所示，压载重度，试计算压载前后边坡的稳定安全系数。3/18（图 P121 7-47 ）23 一均质无粘性土坡，土的浮重度 ，内摩擦角 ，设计稳定39.65kNm03安全系数为
11、1.2，问下列三种情况，坡角 应取多少度？（1）干坡；（2）水下浸没土坡；（3）当有顺坡向下稳定渗流，且地下水位与坡面一致时。24 如下图所示是一坝坡防渗层结构，防渗斜墙为塑料膜，其上是厚度 的砂砾石0.6Hm保护层，砂砾石的 ， ，重度 ，饱和重度0c035 39.kN；测得砂砾料与膜的界面特性如下，粘聚力 ，摩擦角320.satkNm 4ackp，已知坝坡和保护层坡角均为 ，求下列情况的稳定安全系数， （1）干坡；15ff 027（2）地下水位同保护层表面，且有顺坡向下的稳定渗流时。25 一深度为 8m 的基坑，放坡开挖坡角为 ，土的粘聚力 ， ，重度04540uackp0u，试用瑞典圆弧
12、法求下图所示滑弧的稳定安全系数，并用泰勒图表法求土坡319kNm的最小稳定安全系数。26 若考虑坡顶张拉裂缝的影响，计算习题上题中土坡在裂缝中无水和充满水两种情况的安全系数。塑料膜砂砾料027027H4.5m 12.rmW089.5O滑坡体面积2638m8m3.2m硬土层27 用弗伦纽斯条分法按有效应力分析，求下图所示土坡的稳定安全系数，土的重度，饱和重度 ，有效粘聚力 ，有效内摩擦角319.4kNm320.satkNm10ackp。图中分条数为 8，其中 17 条条宽 1.5m，第 8 条条宽 1.0m。02528 用毕肖普简化条分法求上题的土坡稳定安全系数。29 当上题图中有地下水位，且坡
13、外侧水位与第 1 分条顶部齐平时，考虑稳定渗流的作用，求土坡稳定安全系数。答案：1 解：当 时，查得 。此时滑动面上所需要的粘聚力 为：45,02.9sN1ckpaNHcs.162.981土坡稳定安全系数 K 为： 48.196251c47 82116704359532 m6 8（习题 10.7）浸润线9.53rm2.50mO（习题 10.7）6.00m3.20m2 解：（1）容许坡角 由 kpacKcK1025.125.11 得由 118N9ssHc得由 469,0得s（2）最危险滑动面中心位置由 得 ，1s， 358，由此可得中心位置 O，如图所示。（图 P201 7-13 ）3 解：（1
14、）费伦纽斯法由 得6040291，由此可得最危险滑动面中心位置 ，如图所示。1o（1） 泰勒图解法由 得0,635,由此可得最危险滑动面中心位置 ，如图所示。2O由图可见两种方法确定的最危险滑动面中心位置非常接近，基本一致。（图 P201 7-14 ）4 解：取柱体宽度为 1，柱体两侧水头差 ，水头梯度 。sinhsinlhi单位体积渗透力 iwji柱体上渗透力为 Zs体 积垂直于滑动面有效应力分量为 ()cow平行于滑动面切向分量为 sin阻滑力为 ()costawZ滑动力为 iniw安全系数 ()costanta0.71iiwwZF5 解：作用在滑动面上竖向有效应力为 kpa29.40co
15、s/15.2.作用在滑动面上法向分量为 .3.7n沿滑动面上的抗剪力为 kcf 18tan73ta沿滑动面上的剪切力为 si42.19si014.6p 安全系数为 5.6.143fK6 解水头差为 7.02sinih单位体积渗透力为 3391./whj KNml7 解：产生的附加滑动力为 p2.86.02/1产生的附加滑动力矩为 M/6.1)3/(8 解：附加滑动力矩 1/20.681(2/3.8).2KNm 无水时的安全系数 3547K水充满时的安全系数 7.26.19 解：由 查得5.1274.0N由 得cH mC52.16实际开挖深度 F78.3.10 解： 3/95.1.021KNeG
16、wssat 河堤安全系数 275.19.8405HcNF11 解：由 1.26.5c得 .3712 解：由 mcHNc2.918.得 02.19F13 解： 5.8351时 ，设计安全度 29.1FHcN现安全度 06.5872下降 %.19.0614 解：滑动面长度 ml24.粘聚力产生抗滑力矩 1502.436MRclKNm15 解：土条重 KNW68)3(/1滑动面长度 ml24.325.0tan89./cos7.itan50.893.2510.4.96si 7WclK16 解：土条重 KN162)43(/1滑动面长度 45.0tan893.2/cos7.1iml()tan1.0siWulclK17 解：渗流力（动水力）为 .574.68.01wiA801.435.7198K18 解： mch6.2219 解：土条重 KNW.153.78滑动力矩 240.8Xm滑动圆弧长 /715/2.5lR 抗滑力矩为 .6.9c KN安全系数 3841096K20 解滑动圆弧长 /295/180.l m抗滑力矩为 5.4cR滑动力矩为 2.73KN安全系数为 6.0.184K卸荷体重 G卸荷力矩为 052m安全系数为 4.7.321 解：卸荷前 96.05.180K第一方案 05.13.72374第二方案 .222 解：
