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1、 岩基深层的抗滑计算岩基深层的抗滑计算岩基深层的抗滑计算岩基深层的抗滑计算 若岩基中存在若岩基中存在软弱结构面软弱结构面软弱结构面软弱结构面ABABABAB，需验算坝下的岩体是否需验算坝下的岩体是否可能沿此结构面并通过另一可能的滑动面可能沿此结构面并通过另一可能的滑动面BCBC产生滑动。产生滑动。通常，滑动面通常，滑动面BCBC的位置及的位置及其倾角其倾角均未知。因此，计均未知。因此，计算稳定系数时，要算稳定系数时，要选定若干选定若干选定若干选定若干个可能的滑动面个可能的滑动面个可能的滑动面个可能的滑动面BCBCBCBC分别进行分别进行分别进行分别进行试算，以便求得最小稳定系试算，以便求得最小
2、稳定系试算，以便求得最小稳定系试算，以便求得最小稳定系数及其相应的危险滑动面数及其相应的危险滑动面数及其相应的危险滑动面数及其相应的危险滑动面。当当BCBC选定后，有两种方法计选定后，有两种方法计算稳定系数算稳定系数K Ks s 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析 抗滑体极限平衡法抗滑体极限平衡法抗滑体极限平衡法抗滑体极限平衡法 当当单斜滑移面倾向下游单斜滑移面倾向下游单斜滑移面倾向下游单斜滑移面倾向下游时，由抗滑体极限平衡原理，时，由抗滑体极限平衡原理，抗滑力抗滑力：下滑力下滑力T T：稳定系数稳定系数K Ks s：当坝底扬压力当坝底扬压力U=0U=0和粘聚力和粘聚力c=0c=0时时
3、 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析当当单斜滑移面倾向上游单斜滑移面倾向上游单斜滑移面倾向上游单斜滑移面倾向上游时，根据抗滑体极限平衡原理时，根据抗滑体极限平衡原理抗滑力抗滑力：滑动力滑动力T T：因此，稳定系数因此，稳定系数K Ks s 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析 当出现当出现双斜滑移面双斜滑移面双斜滑移面双斜滑移面时，坝体与坝基部分岩体时，坝体与坝基部分岩体ABCABC在在水平推力水平推力H H与重力作用下，有自左向右下滑趋势与重力作用下，有自左向右下滑趋势 但但ABCABC中部分块体中部分块体BCDBCD在在其自重作用下，有沿其自重作用下，有沿CBCB面向上面向上
4、游滑动趋势，从而对左侧块体游滑动趋势，从而对左侧块体ABDABD起抗滑作用。故左侧起抗滑作用。故左侧ABDABD为为滑动体滑动体滑动体滑动体，右侧，右侧BCDBCD为为抗滑体抗滑体抗滑体抗滑体 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析 所谓所谓“抗滑体抗滑体抗滑体抗滑体”极限平衡法极限平衡法极限平衡法极限平衡法，即根据，即根据“抗滑体极限平抗滑体极限平衡状态衡状态”vv计算出滑动体计算出滑动体ABCABC与抗与抗滑体滑体BCDBCD之间的相互作之间的相互作用力（推力）用力（推力）R R；vv再根据滑动体的受力状态再根据滑动体的受力状态来计算抗滑稳定系数来计算抗滑稳定系数K Ks s第五章第五
5、章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析第一步，由抗滑体的极限平衡状态计算推力第一步，由抗滑体的极限平衡状态计算推力R R 根据抗滑体根据抗滑体BCDBCD受力状态，计算抗滑体受力状态，计算抗滑体BCDBCD抗滑力抗滑力2 2：滑动力滑动力T T2 2：当抗滑体处极限平衡状态时，其抗滑力与滑动力相等当抗滑体处极限平衡状态时，其抗滑力与滑动力相等因此，因此，第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析第二步，根据滑移体第二步，根据滑移体ABDABD计算抗滑稳定系数计算抗滑稳定系数抗滑力抗滑力1 1：滑动力滑动力T T1 1：因此，稳定安全系数因此，稳定安全系数K
6、Ks s：第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析 等等等等K K K Ks s s s法（等稳定系数法）法（等稳定系数法）法（等稳定系数法）法（等稳定系数法）“抗滑体极限平衡法抗滑体极限平衡法”的基本的基本观点：观点：根据根据根据根据“抗滑体抗滑体抗滑体抗滑体”处于极限处于极限处于极限处于极限平衡状态，计算推力平衡状态，计算推力平衡状态，计算推力平衡状态，计算推力R R R R并进一步计并进一步计并进一步计并进一步计算滑动体抗滑稳定系数算滑动体抗滑稳定系数算滑动体抗滑稳定系数算滑动体抗滑稳定系数。这种方。这种方法必然导致滑动体与抗滑体具有法必然导致滑动体与抗滑体具有不同的安全系数。不同的安
7、全系数。等稳定系数法认为：坝基在丧等稳定系数法认为：坝基在丧失稳定的过程中，不论是滑动体失稳定的过程中，不论是滑动体还是抗滑体，两者还是抗滑体，两者具有相同的抗具有相同的抗具有相同的抗具有相同的抗滑稳定系数滑稳定系数滑稳定系数滑稳定系数K K K Ks s s s第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析第一步，根据滑动体受力状态，计算滑动体第一步，根据滑动体受力状态，计算滑动体ABDABD上上抗滑力抗滑力1 1：滑动力滑动力T T1 1：稳定安全系数稳定安全系数K Ks s：第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析第二步，分析抗滑体第二步，分析抗滑体BCDBCD的受力状态的受力状态抗滑力抗
8、滑力2 2：滑动力滑动力T T2 2：则则由上式可求解出推力由上式可求解出推力R R：第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析 联立方程求解，可分别求出联立方程求解，可分别求出抗滑稳定系数抗滑稳定系数抗滑稳定系数抗滑稳定系数K K K Ks s s s和和推力推力推力推力R R R R 实际计算中，往往采用实际计算中，往往采用迭代法迭代法迭代法迭代法，首先假定某一，首先假定某一K Ks s值，代值，代入入(b)b)式求出式求出R R，后代入后代入(a)a)式得到计算的式得到计算的K Ks s值。将此计算值。将此计算值与假定值相比较，得值与假定值相比较，得 若若太大，则将计算的太大，则将计算的
9、K Ks s代入代入(b)b)，求出新的求出新的R R，再代再代入入(a)a)，计算出新的计算出新的K Ks s，再进行比较，直到再进行比较，直到满足精度满足精度要求，例如，取要求，例如，取=0.05%=0.05%。第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析 平面剪切平面剪切平面剪切平面剪切 在平面形滑坡分析中，一般按在平面形滑坡分析中，一般按二维问题二维问题二维问题二维问题进行处理进行处理，在断在断面图上进行受力分析。为简化某些条件，特作以下假定：面图上进行受力分析。为简化某些条件，特作以下假定：1)1)滑动面及张裂隙的走向均与滑动面及张裂隙的走向均与边坡走向平行；边坡走向平行；2)2)张裂
10、隙垂直，深度为张裂隙垂直，深度为Z Z Z Z，其中其中充水深度为充水深度为Z Z Z Zw w w w；3)3)岩体本身不透水，裂隙水经岩体本身不透水，裂隙水经过滑面从边坡底部逸出，水过滑面从边坡底部逸出，水压沿裂隙呈压沿裂隙呈线性分布线性分布线性分布线性分布；第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析4)4)滑体所受的外力，都通过滑体的滑体所受的外力，都通过滑体的重心重心重心重心。滑体仅沿滑面。滑体仅沿滑面平移，不受转动力矩的作用；平移，不受转动力矩的作用；5)5)滑体受到爆破地震的滑体受到爆破地震的附加水平力附加水平力附加水平力附加水平力F F F F的作用，作用点也位的作用，作用点也位
11、于滑体的重心；于滑体的重心；6)6)滑面的抗剪强度由滑面的抗剪强度由粘聚力粘聚力粘聚力粘聚力C C C C和和内摩擦角内摩擦角内摩擦角内摩擦角确定，并遵守确定，并遵守库伦剪切定律库伦剪切定律=tan+C=tan+C 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析由于水压力而在张性断裂中产生的由于水压力而在张性断裂中产生的静水压力静水压力静水压力静水压力V V V V：滑面滑面AEAE长：长：因水压而在滑动面上产生因水压而在滑动面上产生浮力浮力浮力浮力U U U U：滑体滑体ADCEADCE面积面积滑体滑体ADCEADCE重量重量W W第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析抗滑力抗滑力：滑动力滑
12、动力T T：稳定安全系数稳定安全系数K Ks s：若若c c、U U、V V等于零，则等于零，则 即，即，K Ks s只与软弱结构面只与软弱结构面倾角倾角倾角倾角和岩石和岩石内摩擦角内摩擦角内摩擦角内摩擦角有关，有关，而与坡高无关而与坡高无关 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析作业一作业一作业一作业一 已知水平推力已知水平推力H=2510H=25104 4N N，V=5010V=50104 4N N，V V2 2=1510=15104 4N N，滑面滑面ABAB与与BCBC的面积分别为的面积分别为L L1 1=50m=50m2 2，L L2 2=23m=23m2 2。内摩擦系数内摩擦系
13、数f f1 1=0.4=0.4，f f2 2=0.6=0.6；粘聚力粘聚力c c1 1=c=c2 2=0=0。作用于滑面作用于滑面ABAB与与BCBC上的上的扬压力分别为扬压力分别为U U1 1=810=8104 4N N，U U2 2=210=2104 4N N。若已知滑若已知滑面面ABAB与与BCBC的倾角分别为的倾角分别为=10=10，=30=30，试用试用“抗滑体极限平衡法抗滑体极限平衡法”和和“等稳定系数法等稳定系数法”计算坝计算坝基抗滑稳定系数基抗滑稳定系数第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析说明：说明：应用应用“等稳定系数法等稳定系数法”时，初始的稳定系数选为时，初始的稳定
14、系数选为1.21.2，计算精度计算精度=0.05%=0.05%。为了加速收敛，采用为了加速收敛，采用平均迭代值平均迭代值平均迭代值平均迭代值法法法法，即用初始假定的，即用初始假定的K Ks s和计算的和计算的K Ks s的平均值作为下一次的平均值作为下一次迭代的初始值迭代的初始值 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析作业二作业二作业二作业二 岩石边坡，坡高岩石边坡，坡高H=48mH=48m，边坡角边坡角i=45i=45。内含结构面内含结构面ABAB，倾角倾角=35=35。上部有一直立拉裂缝，深度为上部有一直立拉裂缝，深度为Z Z0 0=8m=8m，充充水深度水深度Z Zw w=6m=6m。岩石重度岩石重度=22KN/m=22KN/m3 3，结构面的结构面的c=72.2kPac=72.2kPa，=32=32，计算该过坡的稳定系数计算该过坡的稳定系数K Ks s 第五章第五章 岩体稳定性分析岩体稳定性分析