【摘要】：设一坡角为β的无黏性土土坡,土坡及地基为均质的同一种土,且不考虑渗流的影响。阻止M下滑的抗滑力,则是由垂直于坡面上的分力N引起的最大静摩擦力T′:由式可知,无黏性土土坡稳定的极限坡角β等于其内摩擦角,即当β＝φ时(K＝1),土坡处于极限平衡状态。由上述的平衡关系还可以看出:无黏性土坡的稳定性与坡高无关,仅取决于坡角β,只要β＜φ(K＞1),土坡就是稳定的。这些情况下的无黏性土坡稳定分析可参考有关书籍。
设一坡角为β的无黏性土土坡,土坡及地基为均质的同一种土,且不考虑渗流的影响。纯净的干砂,颗粒之间无黏聚力,其抗剪强度只由摩擦力提供。对于这类土坡,其稳定性条件可由图6-35所示的力系来说明。
斜坡上的土颗粒M,其自重为W,砂土的内摩擦角为φ。W垂直于坡面和平行于坡面的分力分别为N和T。
图6-35 无黏性土土坡稳定分析
分力T将使土颗粒M向下滑动,为滑动力。阻止M下滑的抗滑力,则是由垂直于坡面上的分力N引起的最大静摩擦力T′:
T′＝Ntanφ＝Wcosβtanφ
抗滑力与滑动力的比值称为稳定安全系数K,为
由式(6-36)可知,无黏性土土坡稳定的极限坡角β等于其内摩擦角,即当β＝φ时(K＝1),土坡处于极限平衡状态。故砂土的内摩擦角也称为自然休止角。由上述的平衡关系还可以看出:无黏性土坡的稳定性与坡高无关,仅取决于坡角β,只要β＜φ(K＞1),土坡就是稳定的。为了保证土坡有足够的安全储备,可取K＝1.1～1.5。
上述分析只适用于无黏性土坡的最简单情况。即只有重力作用,且土的内摩擦角是常数。工程实际中只有均质干土坡才完全符合这些条件。对有渗透水流的土坡、部分浸水土坡以及高应力水平下φ角变小的土坡,则不完全符合这些条件。这些情况下的无黏性土坡稳定分析可参考有关书籍。
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