土體穩(wěn)定性

土坡穩(wěn)定分析時，需試算若干滑動面，求出安全系數(shù)最小的滑動面，即最危險滑動面，以及相應的安全系數(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備。如果穩(wěn)定安全系數(shù)不夠或發(fā)生滑坡，應考慮放緩邊坡，以降低土體內的剪應力，或采取減小土體內孔隙壓力的措施以及其他加固措施。

圖2 地基滑動面

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

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為極限載荷，此時地基對基礎的反力稱為地基的極限承載力。極限載荷可根據極限平衡理論求解，但由于影響因素很多，目前尚無嚴格的一般解析解。

在生產實踐中應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，增加土體的抗剪強度及增加基礎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構穩(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、人工填筑的和開挖的土質邊坡抵抗沿潛在滑裂面發(fā)生滑坡的安全程度。在無黏性土坡中滑裂面的形狀近似于直線，而在黏性土坡中則呈曲線或復合形狀。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，通常稱為瑞典條分法。此法假定土體穩(wěn)定性是平面應變問題，滑裂面是圓柱面，將滑動土體分成若干垂直土條，不考慮土條間的作用力，見圖1。

圖1 滑動土條上的作用力

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;α—傾斜角

土體穩(wěn)定性畢肖普(A.W.Bishop)法

實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-潑賴斯(Mogenstern-Price)法最為嚴格，它導出了滿足靜力平衡和變形協(xié)調的微分方程，再根據邊界條件求解，但計算工作量大，必須用計算機實施;簡化畢肖普(A.W.Bishop)法較為簡便，它假定土條間作用力的合力呈水平方向。

經多次迭代求解，計算結果與其他嚴格方法很接近，因而為目前工程上常用的方法。

從20世紀60年代開始研究用有限元法算出土坡內各點的應力，然后將滑動面上的剪應力與抗剪強度相比較，算出安全系數(shù)值，但在實際工程中尚少應用。

擋土結構在自重、外載荷及土壓力作用下抵抗滑動和傾覆的安全程度。它在很大程度上取決于作用在擋土結構上的土壓力。擋土結構一般分重力式和懸臂式兩類，前者靠自重保證其穩(wěn)定性，而后者靠自重及結構物后面底板上的土重來保證其穩(wěn)定性。

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

當土體受到荷載作用后，土中各點產生法向應力和剪應力。在剪應力作用下，土體發(fā)生剪切變形。若某點剪應力達到該點的抗剪強度，土體即沿著剪應力作用方向產生相對滑動，此時稱為該點的強度破壞。如荷載繼續(xù)增加，則剪應力達到抗剪強度的區(qū)域（即塑性區(qū)）愈來愈大，最后形成連續(xù)的滑動面，使一部分土體相對另一部分土體產生滑動，使整個土體強度破壞而失穩(wěn)。土體穩(wěn)定性取決于土體強度和變形兩大因素。 2100433B

本書系統(tǒng)介紹了土體強度與邊坡穩(wěn)定性分析相關理論及計算實例，全書共分16章，內容包括：邊坡失穩(wěn)案例及誘發(fā)因素分析、土力學基本理論、邊坡穩(wěn)定模式分析、土的強度、有限強度折減理論、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)定性問題、軟弱地基下的壩基沉降問題、邊坡穩(wěn)定性反演分析、安全系數(shù)與可靠度、穩(wěn)定性分析的幾個重要細節(jié)、邊坡穩(wěn)定性評價、坡體加固與補強等。

土體固結指土體在外荷載作用下，土體內部水、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)象稱為土體的固結。

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