某简单黏性土坡坡高h=8m 边坡坡度勾1:2 土的内摩擦角ψ=19° 黏聚力c=10kPa 重度γ=17.2kN/m3 坡顶作用着线荷
某简单黏性土坡坡高h=8m,边坡坡度勾1:2,土的内摩擦角ψ=19°,黏聚力c=10kPa,重度γ=17.2kN/m3,坡顶作用着线荷载Q=100kN/m,试用瑞典条分法计算土坡的稳定安全系数。
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(1)按比例绘出该土坡的截面图,如下图所示,垂直截面方向取1m长进行计算(作图时宜画大一些,图已缩小)。

(2)由土坡坡度1:2得角α=25°,b=35°,作图得E点。现假定E点为滑动圆弧的圆心,EA长作为半径r,从图上量得r=15.7m,作假设圆弧滑动面。
(3)取土条宽度b=0.1 r=1.57m,共分为15个土条。取E点竖直线通过的土条为0号,右边分别为i=1~9,左边分别为i=(-1)~(-5)。
(4)计算各土条的重力Gi。Gi=bhi×1×r,其中hi为各土条的中间高度,可从图中按比例量出。其中两端土条(编号为“-5”和“9”)的宽度与b不同,故要换算成同面积及同宽度b时的高度。换算时土条-5和9可视为三角形,算得其面积分别为A-5=5.08m2和A9=4.4m2,得到土条-5和9的相应高度分别为:
列表计算各土条的sinai、cosai、hisinai、hicosai∑hisinai和∑hicosai,见下表所示,
其中
sinai=ib/r=0.1ir/r=0.1i
(5)量出弧的圆心角θ=90.5°,计算
弧长:
(6)计算稳定安全系数。由于c、ψ、γ为常量,同时坡顶作用有荷载Q,故可将式改写成如下形式,并代入各值进行计算:
以上是滑动圆心位于E点的计算结果。实际上E不一定为最危险的滑动圆心,K=1.62也不一定为最小稳定安全系数。故应再假定其他滑动圆心(一般可按0.2h的距离在DE的延长线上移动)进行计算,方法与上述相同,本例从略。
土坡稳定安全系数的计算
分条号i hi(m) sinai=0.1i cosai hisinai hicosai -5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 3.2
4.1
5.4
6.5
7.6
8.4
9.1
9.6
10
10
9.5
8.4
7.1
5.3
2.8 -0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9 0.866
0.917
0.954
0.980
0.995
1.000
0.995
0.980
0.954
0.917
0.866
0.800
0.714
0.600
0.436 -1.60
-1.64
-1.62
-1.30
-0.76
0
0.9l
1.92
3.00
4.00
4.75
5.04
4.97
4.24
2.52 2.77
3.76
5.15
6.37
7 56
8.40
9.05
9.41
9.54
9.17
8.23
6.72
5.07
3.18
1.22 ∑ 24.43 95.60
