土體穩(wěn)定性

土坡穩(wěn)定分析時(shí)，需試算若干滑動(dòng)面，求出安全系數(shù)最小的滑動(dòng)面，即最危險(xiǎn)滑動(dòng)面，以及相應(yīng)的安全系數(shù)最小值，它必須大于規(guī)定的數(shù)值，以保證一定的安全儲(chǔ)備。如果穩(wěn)定安全系數(shù)不夠或發(fā)生滑坡，應(yīng)考慮放緩邊坡，以降低土體內(nèi)的剪應(yīng)力，或采取減小土體內(nèi)孔隙壓力的措施以及其他加固措施。

圖2 地基滑動(dòng)面

Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ—極限平衡區(qū);a—滑裂面;p—基礎(chǔ)載荷;D—基礎(chǔ)埋置深度;B—基礎(chǔ)寬度

地基在自重和外載荷作用下抵抗剪切破壞的能力。地基土的一部分沿著圖2中的滑裂面發(fā)生剪切破壞前的最大載荷稱(chēng)為極限載荷，此時(shí)地基對(duì)基礎(chǔ)的反力稱(chēng)為地基的極限承載力。極限載荷可根據(jù)極限平衡理論求解，但由于影響因素很多，目前尚無(wú)嚴(yán)格的一般解析解。

在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較多的是太沙基公式和漢森公式。將極限承載力除以2～3的安全系數(shù)后得地基的允許承載力。采取地基加固措施，增加土體的抗剪強(qiáng)度及增加基礎(chǔ)的埋置深度都是提高地基承載力的有效措施。

土體的一部分抵抗另一部分在自重和外載荷作用下沿著潛在滑裂面發(fā)生剪切破壞的安全程度。土坡穩(wěn)定性、地基承載力和擋土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，都屬于土體穩(wěn)定性范疇。常用的確定土體穩(wěn)定性的方法是極限平衡法。

土體穩(wěn)定性瑞典條分法

天然的、人工填筑的和開(kāi)挖的土質(zhì)邊坡抵抗沿潛在滑裂面發(fā)生滑坡的安全程度。在無(wú)黏性土坡中滑裂面的形狀近似于直線(xiàn)，而在黏性土坡中則呈曲線(xiàn)或復(fù)合形狀。常用的土坡穩(wěn)定性分析方法是剛塑體極限平衡法，其中條分法應(yīng)用最為廣泛。它最早由瑞典人K.E.彼德森(K.E.Petterson)提出，通常稱(chēng)為瑞典條分法。此法假定土體穩(wěn)定性是平面應(yīng)變問(wèn)題，滑裂面是圓柱面，將滑動(dòng)土體分成若干垂直土條，不考慮土條間的作用力，見(jiàn)圖1。

圖1 滑動(dòng)土條上的作用力

Wi—土條自重;Vi，Hi，Vi 1，Hi 1一條間力;Ni—徑向反力;Ti—切向反力;ui—孔隙壓力;bi—土條寬;li—土條底邊長(zhǎng);α—傾斜角

土體穩(wěn)定性畢肖普(A.W.Bishop)法

實(shí)踐表明上法往往給出偏小的安全系數(shù)值，且孔隙水壓力愈大，誤差愈大。目前已發(fā)展了許多考慮條塊間作用力的方法，其中以摩根斯坦-潑賴(lài)斯(Mogenstern-Price)法最為嚴(yán)格，它導(dǎo)出了滿(mǎn)足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)的微分方程，再根據(jù)邊界條件求解，但計(jì)算工作量大，必須用計(jì)算機(jī)實(shí)施;簡(jiǎn)化畢肖普(A.W.Bishop)法較為簡(jiǎn)便，它假定土條間作用力的合力呈水平方向。

經(jīng)多次迭代求解，計(jì)算結(jié)果與其他嚴(yán)格方法很接近，因而為目前工程上常用的方法。

從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究用有限元法算出土坡內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力，然后將滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度相比較，算出安全系數(shù)值，但在實(shí)際工程中尚少應(yīng)用。

擋土結(jié)構(gòu)在自重、外載荷及土壓力作用下抵抗滑動(dòng)和傾覆的安全程度。它在很大程度上取決于作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力。擋土結(jié)構(gòu)一般分重力式和懸臂式兩類(lèi)，前者靠自重保證其穩(wěn)定性，而后者靠自重及結(jié)構(gòu)物后面底板上的土重來(lái)保證其穩(wěn)定性。

擋土結(jié)構(gòu)有許多新型式，如錨定板式、錨桿式以及加筋土擋土結(jié)構(gòu)等，其穩(wěn)定分析方法各具特點(diǎn)。

當(dāng)土體受到荷載作用后，土中各點(diǎn)產(chǎn)生法向應(yīng)力和剪應(yīng)力。在剪應(yīng)力作用下，土體發(fā)生剪切變形。若某點(diǎn)剪應(yīng)力達(dá)到該點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度，土體即沿著剪應(yīng)力作用方向產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)稱(chēng)為該點(diǎn)的強(qiáng)度破壞。如荷載繼續(xù)增加，則剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度的區(qū)域（即塑性區(qū)）愈來(lái)愈大，最后形成連續(xù)的滑動(dòng)面，使一部分土體相對(duì)另一部分土體產(chǎn)生滑動(dòng)，使整個(gè)土體強(qiáng)度破壞而失穩(wěn)。土體穩(wěn)定性取決于土體強(qiáng)度和變形兩大因素。 2100433B

本書(shū)系統(tǒng)介紹了土體強(qiáng)度與邊坡穩(wěn)定性分析相關(guān)理論及計(jì)算實(shí)例，全書(shū)共分16章，內(nèi)容包括：邊坡失穩(wěn)案例及誘發(fā)因素分析、土力學(xué)基本理論、邊坡穩(wěn)定模式分析、土的強(qiáng)度、有限強(qiáng)度折減理論、邊坡穩(wěn)定性分析方法、人工邊坡和壩體的穩(wěn)定性、水位升降對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響分析、地震力作用下的邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題、軟弱地基下的壩基沉降問(wèn)題、邊坡穩(wěn)定性反演分析、安全系數(shù)與可靠度、穩(wěn)定性分析的幾個(gè)重要細(xì)節(jié)、邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、坡體加固與補(bǔ)強(qiáng)等。

土體固結(jié)指土體在外荷載作用下，土體內(nèi)部水、氣緩慢地排出，體積逐漸減小，在土體自重作用下沉降趨于穩(wěn)定，這一現(xiàn)象稱(chēng)為土體的固結(jié)。

土體化學(xué)加固是指引入某種化學(xué)材料，使它與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而改善土體力學(xué)性能的工程措施 。