边坡稳定影响因素及稳定分析方法

学院：资源与安全工程学院

专业班级：采矿1202班

学号：g1208010146

姓名：张进

指导老师: 李地元

1、引言 (4)

2、边坡稳定影响因素 (4)

2 .1 影响边坡稳定的内在因素 (4)

2 .1 .1 边坡的结构特性 (4)

2 .1 .2 水的作用 (5)

2 .2 影响边坡稳定的外在因素 (5)

2 .2 .1人类活动的影响 (5)

2 .2 .2 气候条件 (5)

2 .2 .3 风化作用和植被的影响 (5)

3、边坡稳定分析方法 (6)

3 .1 边坡稳定性研究的发展 (6)

3 .2 边坡稳定分析方法 (6)

3 .2 .1 边坡稳定的定性分析法 (6)

3 .2 .2 边坡稳定的定量分析法 (6)

4、边坡稳定分析中存在的问题 (7)

5 、结论 (7)

6、参考文献: (8)

边坡稳定影响因素及稳定分析方法

摘要：在明确边坡稳定性取决于边坡自身的结构特性、水、振动、人类活动、

气候条件、风化及植被等内外因素综合作用的前提下，对边坡的稳定分析方法从定性到定量的发展过程进行了分析。定性分析法主要有地质历史力学分析法、工程经验类比法和图解法等；定量分析法主要有极限平衡法、有限单元法、控制理论分析法、智能技术分析法以及综合分析法等。针对现有边坡稳定分析方法存在的利弊,提出了需要深入研究的问题,以完善边坡稳定性的研究内容。

关键词：边坡稳定性；影响因素；稳定分析方法。

1、引言

边坡稳定性问题一直是岩土边坡的一个重要研究内容,它涉及水利水电、矿山、公路、铁道、港口、工民建等诸多工程领域。由于岩土边坡表面倾斜，在自身重量及其它外力作用下，整个岩土结构都有从高处向低处滑动的趋势，如果结构体内部某一面上的滑动力超过结构体抵抗滑动的能力就会发生滑坡。水利水电、矿山、公路、铁路、工民建等工程，存在大量的边坡，其稳定性对整个工程的可靠度、安全度以及社会经济效益都有重大的影响。因此，深入了解和掌握边坡的变形及发展规律，对边坡稳定性进行分析评价,提出合理的防治措施，避免出现滑坡等地质灾害造成的损失，提高工程总体经济效益，是岩土力学与工程中最重要的理论与实践课题之一，是经典力学最早试图解决而至今仍未圆满解决的课题之一，也是当前岩土工程界研究的课题之一。

2、边坡稳定影响因素

边坡稳定受自身结构、自然营力和人类活动的影响，具有许多很复杂的影响因素，实质上是其内外因综合作用的结果。影响边坡稳定的内因包括边坡自身的结构特性和水的作用；而外因则包括振动力作用、人类活动、气候条件的变化、风化作用及植被等因素。

2 .1 影响边坡稳定的内在因素

2 .1 .1 边坡的结构特性

边坡的稳定性取决于其自身的结构稳定性，而岩土体的结构包括岩土体在形成过程中所具有的颗粒、孔隙、排列、联结等特征，其结构的稳定性又取

决于由这四个特征的综合作用导致岩土体中存在结构面特别是较弱结构面。因此，在对岩土体强度及稳定性分析中，结构面被认为是特别重要的因素。由于结构面的强度比岩土体自身的强度低很多，特别是软弱结构面的存在，导致岩土体的整体强度大大降低，增大了岩土体的变形性能和流变性质，加深了岩土体的不均匀性、各向异性和非连续性。大量的边坡工程失事证明，一个或多个结构面组合边界的剪切滑移、张拉破裂和错动变形是造成边坡失稳的主要原因。从边坡稳定性考虑，应特别研究岩土体结构面的成因类型、规模、连续性及间距、起伏度及粗糙度、表面结合状态及充填物、产状及边坡临空面的关系等。结构面的数量越多、规模越大，对边坡稳定性的影响越大；结构面的连续性好、间距小或密度大，则边坡的稳定性更差。决定结构面成为潜在滑动面的两个最重要因素是结构面的产状和抗剪强度，只有在结构面或结构面交线的倾角与坡向基本一致时,才存在潜在滑动面的可能性；而结构面的抗剪强度同时受结构面表面性质、充填物等的影响。表面颗粒间越光滑、泥质充填物越厚,越容易失稳。

2 .1 .2 水的作用

水对边坡岩土体稳定性的影响不仅是多方面的，而且是非常活跃的，大多数边坡岩土体的破坏都与水的活动有关。水作为自然界极其常见的流体，常常影响岩土的变形过程，在很多情况下会加速甚至诱发岩土体的变形与破坏。统计表明土坡失稳 90 %是因为水的原因。水在岩土中的作用主要表现：①水的物理作用，包括润滑作用、软化和结合水的强化作用；②水的化学作用 , 包括溶解作用、水化作用、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用；③水的力学效应，包括孔隙静水压力和孔隙动水压力作用。前两种作用往往改变岩土的物质成分或结构 , 从而改变其凝聚力和内摩擦角；水通过物理、化学作用改变岩土体的结构，后一种通过孔隙静水压力作用，影响岩土体的有效应力并降低其强度，通过孔隙动水压力作用，在岩土体中产生一个剪应力从而降低其抗剪强度。由于这三种作用往往又相互耦合，对岩土的受力过程产生复杂的影响。

2 .2 影响边坡稳定的外在因素

2 .2 .1人类活动的影响

随着社会的发展，人类工程活动对边坡稳定性的影响越来越大，大量公路、铁路、水库、港口、工民建等工程的修建，不可避免地破坏了边坡自身的稳定性和边坡的整体结构，改变了边坡的形状、高度和坡度以及边坡上的植被条件等。边坡越高、边坡越陡、人为对植被破坏越严重，边坡越容易失稳，反之则更稳定；人为对路堑或基坑开挖、路堤填筑或坡顶堆载等也会在一定程度上影响边坡的稳定。

2 .2 .2 气候条件

气候条件主要是指温差变化、降雨、降雪及冻融等因素。温差越大、降雨降雪越大、冻融作用越强，对边坡稳定性影响越大。通常，温差变化、降雨、降雪和冻融等因素，既可单独地又可综合地造成显著的边坡稳定问题。由于季节性降雨、突然的暴雨和坡面上冰的溶化会引起地下水位的变化，如高渗区紧靠开挖坡面，若边坡的岩土体稳定接近临界破坏状况的话，附加的水压力就会引起边坡的破坏。

2 .2 .

3 风化作用和植被的影响

边坡的稳定性还受到后期的风化作用、植被的覆盖情况等因素的影响。风

化作用使岩土体的裂隙增加，强度降低，影响边坡的形状和坡度，使地面水易于侵入，改变地下水的动态等。沿裂隙风化时，可使岩土体脱落或沿边坡崩塌、堆积、滑移等。植物根系可吸收部分地下水有助于保持边坡的干燥，增强边坡的稳定性；但有时在岩质边坡上，生长在裂隙中的树根也可能引起边坡局部崩塌。

3、边坡稳定分析方法

3 .1 边坡稳定性研究的发展

最早的边坡稳定性研究可以追溯到 1925 年太沙基编写的《建立在土的物理学基础的土力学》一书中。这时期的边坡稳定性研究主要从两方面进行：一是从边坡所处的地质环境条件即滑坡发生的环境机制进行分析，基本上是定性分析；二是借用刚体极限平衡原理，根据静力平衡条件确定边坡在极限平衡状态下的整体稳定性，其显著特点是采用材料力学和简单的均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论的研究方。1959 年法国 Maupassant 坝左岸坝肩岩体的崩溃、1963 年意大利 Vaiont 坝上游左岸的库岸边坡滑坡以及我国一些水利工程所遇到的边坡失事等问题，使研究者意识到边坡破坏是一种时效过程或累积过程，特别是 1967 年人们第一次尝试使用有限元法来研究边坡的稳定问题 , 给定量评价边坡的稳定性创造了条件，并逐步过渡到数值分析方法。随着大量工程的兴建，决策要求的提高，又引入了以概率论为基础的可靠度分析方法。上世纪80 年代后，特别是近几年，随着计算水平的大幅度提高、新的数学方法的不断涌现以及岩土体力学性质的深入研究，各种复杂的数值分析方法广泛地应用于边坡稳定研究中。从某种程度上讲，边坡稳定性的研究发展过程同时也是边坡稳定性分析方法不断完善的过程。

3 .2 边坡稳定分析方法

3 .2 .1 边坡稳定的定性分析法

边坡稳定的定性分析法主要是通过工程地质勘察，分析影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等，对已变形的岩土体的成因及演化史进行分析，从而给出被评价边坡的稳定性状况及其发展趋势的说明及解释。边坡稳定的定性分析法主要有地质历史力学法、工程经验类比法。地质历史力学法是由中国科学院地质所基于岩体结构理论提出的边坡响应稳定分析方法，该方法的实质在于以岩体结构理论为基础，强调岩土体中结构面特别是软弱结构面对边坡岩土体的变形及失稳破坏的控制作用，运用赤平投影及实体比例投影作图法来确定边坡潜在不稳定块体可能的几何形态或滑移边界，并应用与现场滑坡条件相应的滑面岩土体强度指标来评价边坡的稳定性。工程经验类比法是针对已有边坡的稳定状况和影响因素，把有关设计经验应用到所研究的滑坡中去，这是目前应用最多的定性分析法。

3 .2 .2 边坡稳定的定量分析法

边坡稳定的定量分析法主要包括极限平衡法、有限单元法、控制理论分析法及综合分析法。

(1)极限平衡法。将滑动趋势范围内的边坡岩土体按某种规则划分为一个个小块体，通过分析每个块体的受力平衡条件来建立起整个边坡的平衡方程，以安全系数表示其稳定程度。其中，对无粘性土的直线型滑动，安全系数定义为抗滑力与下滑力之比；对粘性土的曲线型滑动，安全系数定义为抗滑力矩与下滑力矩之比 , 其评判标准：安全系数大于 1 时处于稳定状态；等于 1时处于临界

状态；小于 1 时为失稳状态。极限平衡法使用较早，发展也较完善，是工程上使用最多、最成熟的方法，即使在不能给定应力作用下的岩土体结构变形情况，也能对结构体的稳定性做出较精确的评价。

(2)有限单元法。根据边坡岩土体的性质，将边坡岩土体分割成不同大小、种类的小区域(称为有限元), 然后分析每一个单元的受力情况，再组合成整个系统并构成系统方程组，然后求解。目前，有限单元法主要是按照弹塑性理论，对边坡进行有限元分析，得出完整的应力—应变成果，再按传统的极限平衡法，搜索滑移面，找出最小安全系数；或者折减所有单元的强度指标直至失去平衡 , 安全系数就是强度指标的降低倍数，以此来评价边坡的稳定。它是边坡稳定分析中应用较多的一种数值分析方法，最大的优点是可分析任何形状的结构体，不但能进行线性分析还可进行非线性分析，而且它可以考虑边坡内部的应力、应变问题。吴春秋〔7〕(2004)研究了有限单元法在土体稳定性分析中存在的相关问题；喻和平等〔10〕(2005)采用区间有限元法计算边坡内任意一点的应力—应变来评价边坡的稳定等。

(3)控制理论分析法。基于概率论的可靠度分析方法、基于模糊理论的模糊分析方法和基于灰色系统理论的灰色分析方法。可靠度分析方法是基于对边坡岩土体的性质、荷载、工程地质条件以及计算模型等不确定性的认识，结合边坡系统的具体情况，采用概率论和可靠度，来评价边坡系统的稳定性。谭晓慧等〔13〕(2005)为真实模拟边坡的破坏情况及过程，进行了边坡的大变形有限元可靠度分析。边坡工程中的模糊理论方法是用隶属函数代替确定性分析法中非此即彼的量，对那些边界不清的过渡问题进行描述，应用模糊模式识别和模糊聚类分析方法对影响边坡稳定的因素进行分析，最后用综合评判理论，来总体评价边坡的稳定。

(4)综合分析法。现有的各种边坡稳定分析方法各有利弊，相互间存在互补性 , 因此可以利用贝叶斯法，来实现对各种稳定分析方法的相互耦合，以取得更稳健、实用和可靠的分析法。它实际上是考虑各种分析方法对稳定分析的权重，来实现对多种方法的综合与自动选择。

4、边坡稳定分析中存在的问题

现有多种分析评价边坡稳定的方法，大都基于边坡岩土体的应力—应变情况，边坡缓慢变形的逐渐破损，以及边坡性质的不确定性和非线性关系等方面出发进行分析的，但边坡工程事故仍在不断发生，这说明对边坡的稳定性分析还缺乏准确、全面、系统地研究，存在许多需进一步解决的问。

(1)综合分析法的深入研究。由于单一的边坡稳定分析方法存在缺陷，所以应把多种方法有效地结合起来使用，以取长补短、相互完善。

(2)反分析法的应用研究。一般研究边坡系统的失稳总是从边坡受力的角度出发 , 如果反过来从边坡系统的变形分析出发，寻求边坡的变形失稳判据，也可以评价边坡的稳定。研究位移反分析法就是先以实测的边坡位移值为依据，反演求出边坡的初始应力参数，来评价边坡的稳定。

(3)本构模型的应用研究。非饱和土体新的本构模型的出现，为边坡稳定性研究开辟了新的途径，由于目前在这方面还未出现新成果，故要加大力度研究。

5 、结论

(1)边坡稳定性是由其内外因素综合作用的结果。边坡自身的结构特性和水的作用是导致其发生变形失稳的根本因素，而外在的人类活动、气候条件、风化作用、植被及其它一些因素是促使边坡发生变形失稳的辅助因素，外因通过内

因起作用。

(2)边坡的稳定分析方法经历了从定性到定量的发展过程。定性分析法主要有地质历史力学法、工程经验类比法等；定量分析法主要有极限平衡法、有限单元法、控制理论分析法、及综合分析法等。

(3)现有的边坡稳定分析方法各有利弊，还存在许多需要深入研究的问题，也需要引入新的理论、新的方法来完善边坡稳定性的研究内容。

6、参考文献:

〔1〕刘建东,邵长云,等.裂隙岩体边坡稳定性分析方法〔J〕.东华理工学院学报,2004.3; 〔2〕王庚荪.边坡的渐进破坏及稳定性分析〔J〕.岩石力学与工程学报, 2000.1;

〔3〕罗文强,等.对数正态分布下边坡稳定性二元指标体系研究〔J〕.山地学报, 2005.4; 〔4〕吴春秋.非线性有限单元法在土体稳定分析中的理论及应用研究〔D〕.武汉大学博士学位论文, 2004;

〔5〕吴余生,冯道雨,等.基于自适应有限元和改进遗传算法的边坡临界滑动面搜索〔J〕.水力发电学报, 2006.5;

〔6〕肖盛燮,等.二维高速滑坡力学模型〔J〕.岩石力学与工程学报, 2006.2;

〔7〕苏永华,赵明华,等.基于能量原理的边坡

稳定概率计算〔J〕.岩石力学与工程学报,2005.9;

〔8〕谭晓慧,等.边坡稳定的大变形有限元可靠分析〔J〕.岩石力学与工程学报, 2005.9; 〔9〕邓聚龙.灰色系统基本方法〔M〕.武汉:华中理工大学出版社,1987;

〔10〕陈志波,简文彬.边坡稳定性影响因素敏感性灰色关联分析〔J〕.防灾减灾工程学报,2006.4;

〔11〕陈水荣,凌春梅.加速遗传算法在边坡稳定分析中的应用〔J〕.西部探矿工程, 2006.7; 〔12〕刘玉静.基于进化神经网络的岩土边坡稳定性预测方法〔J〕. 煤矿安全, 2005;

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边坡稳定性分析方法及其适用条件资料

边坡稳定性分析方法及其适用条件摘要：边坡是一种自然地质体，在外力的作用下，边坡将沿其裂隙等一些不稳定结构面产生滑移，当土体内部某一面上的滑动力超过土体抗滑动的能力，将导致边坡的失稳。边坡稳定性分析是岩土工程的一个重要研究内容，并已经形成一个应用研究课题，本文对目前边坡稳定性分析中所采用的各种方法进行了归纳，并阐述了其适用条件。关键词：边坡稳定性分析方法适用条件正文：一、工程地质类比法工程地质类比法，又称工程地质比拟法，属于定性分析，其内容有历史分析法、因素类比法、类型比较法和边坡评比法等。该方法主要通过工程地质勘察，首先对工程地质条件进行分析，如对有关地层岩性、地质构造、地形地貌等因素进行综合调查和分类，对已有的边坡破坏现象进行广泛的调查研究，了解其成因、影响因素和发展规律等；并分析研究工程地质因素的相似性和差异性；然后结合所要研究的边坡进行对比，得出稳定性分析和评价。其优点是综合考虑各种影响边坡稳定的因素，迅速地对边坡稳定性及其发展趋势作出估计和预测；缺点是类比条件因地而异，经验性强，没有数量界限。适用条件：在地质条件复杂地区，勘测工作初期缺乏资料时，都常使用工程地质类比法，对边坡稳定性进行分区并作出相应的定性评价，因此，需要有丰富实践经验的地质工作者，才能掌握好这种方法。

二、极限分析法应用理想塑性体或刚塑性体处于极限状态的极小值原理和极大值原理来求解理想塑性体的极限荷载的一种分析方法。它在土坡稳定分析时，假定土体为刚塑性体，且不必了解变形的全过程，当土体应力小于屈服应力时，它不产生变形，但达到屈服应力，即使应力不变，土体将产生无限制的变形，造成土坡失稳而发生破坏。其最大优点是考虑了材料应力—应变关系，以极限状态时自重和外荷载所做的功等于滑裂面上阻力所消耗的功为条件，结合塑性极限分析的上、下限定理求得边坡极限荷载与安全系数。三、极限平衡法该法将滑体作为刚体分析其沿滑动面的平衡状态,计算简单。但由于边坡体的复杂性,计算时模型的建立与参数的选取不可避免地使计算结果与实际结果不吻合。常用的方法有如下几种。 1瑞典条分法。基本假定:A边坡稳定为平面应变问题;B滑动面为圆弧;C计算圆弧面安全系数时,将条块重量向滑面法向分解来求法向力。该方法不考虑条间力的作用,仅能满足滑动体的力矩平衡条件,产生的误差使安全系数偏低。优缺点：在不能给出应力作用下的结构图像的情况下，仍能对结构的稳定性给出较精确的结论，分析失稳边坡反算的强度参数与室内试验吻合度较好，使分析程序更加可信;但需要先知道滑动面的大致位置和形状，对于均质土坡可以通过搜索迭代确定其危险滑动面，但是对于岩质边坡，由于其结构和构造比较复杂，难以准确确定其滑动

边坡稳定性影响因子

摘自《基于范例推理的边坡稳定性智能评价方法研究》边坡稳定性的分类标准影响边坡稳定性的因素很多，根据各种因素对其稳定性的作用大小，考虑到现有技术条件下易于测量和便于实际应用，选择以下6项主要因素作为边坡稳定性评价指标，即:岩石抗压强度、岩石质量指标RQD、岩体弹性波速度、边坡高度、年降水量、岩体结构特征分值等。将边坡工程的稳定性分成5个等级，即:极稳定、稳定、中等稳定、不稳定、极不稳定等。表4一1、表4一2列出了根据工程实践经验和专家意见所获得的影响边坡稳定性的分类标准。采用极差化对表4一1数据进行无量纲化处理，列于表4一3。

摘自《斜坡稳定性综合评价方法的集成式因素权重赋值方法》以工程地质类比法为基础,针对斜坡稳定性综合评价时因素权重赋值的困难,在斜坡稳定性影响因素分析及系统总结一些权重赋值方法之后,提出了一种集成式因素权重赋值方法,并给了赋值方法的选择策略及赋值过程的计算程序框图,使综合评价过程的因素权重赋值更为合理。工程类比法在应用时的影响因素确定及其权重赋值是关键。一般斜坡稳定性影响因素都可以概括为内外两大因素,其评价指标及层次基本上可用图1来概括;但在具体到某一区域斜坡或某一类型斜坡时,其指标选择要进行一定的取舍和细化,因为上述指标并非对每一区域或类型的斜坡稳定性都起主要影响作用。因此,在具体操作时常采用图2的结构。影响因素指标通常由地质分析进行初选和终选,初选一般由地质工程师通过勘探研究决定,终选一般采用专家确定或由统计分析获得。

目前常用的指标权重赋值方法是统计分析法和专家打分法。摘自《边坡案例推理稳定性评价系统及治理措施优化研究》基于案例的推理技术(acse一basedreasnoing，简称CBR)，是近些年来发展起来的一项人工智能技术，是一种用以前的经验和方法，通过类比和联想来解决当前相似问题的求解策略，也可称为类比推理。它首先根据问题的特征，访问知识库中过去同类问题的求解策略，从中检索出相似的案例。当该案例满足问题要求时，该案例就是问题的解答，否则将以领域知识和经验为指导，根据问题的实际情况对检索到的案例加以调整、综合使之符合当前问题的需求。首先根据边坡的物质组成将边坡分为土坡和岩坡，因为这两类边坡的稳定性影响因素差异很大。土坡的失稳模式分为:崩塌、圆弧滑动、沿基岩面滑动、液化滑坡。岩坡的失稳模式分为:崩塌、倾倒滑坡、剥落、圆弧滑动、楔形滑动、平面滑动、切层滑动。本文系统中岩坡分为圆弧形破坏和楔形破坏，土坡分为圆弧滑动和沿层面滑动破坏。根据英国专家Stead1984年对露天矿失稳边坡的统计结果，单一因素、二个因素、_三个因素、四个因素导致边坡失稳的分别占失稳边坡总数的16%、35%、34%、14%，这些共占失稳边坡总数的99%;失稳边坡中断层、节理、岩层倾角、软弱层带、地下水的出现率分别为:60%、54%、75%、40%、44%，是出现率最高的5个因素。这些统计结果表明:影响岩石边坡稳定性的主要因素一般不会超过5个，定量化可表示为边坡高度、重度、内聚力、摩擦角、边坡角、孔隙压力等。其中最有代表的是sha等(1994)提出了六个评价指标:重度(Y)、内聚力(C)、内摩擦角(中)、结构面倾角(e)、坡高(H)、孔隙水压力系数u()，收集了82个实例。基于以上研究，本文选用重度(Y)、内聚力(C)、内摩擦角(中)、边坡角(平)、坡高(H)、孔隙水压力系数u()这六个评价指标作为影响边坡稳定的主要因素。文献Maximum likelihood estimation of slope stability 本文拟用遗传算法来优化边坡案例各属性特征的权重。同时与层次分析法计算的结果进行比

【精品】第9章边坡稳定性分析

第9章边坡稳定性分析学习指导：本章介绍了边坡的破坏类型,即:岩崩和岩滑;着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法,包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法；介绍了岩坡处理的措施。重点：1边坡的变形与破坏类型； 2影响边坡稳定性的因素； 3边坡稳定性分析与评价. 9。1边坡的变形与破坏类型 9。1.1概述

随着社会进步及经济发展，越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题，通过长期的工程实践，工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系,并通过理论对人类工程活动，进行有效地指导。近年来，随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展，人类已认识到：边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展，而是与人类活动密切相关；人类在进行生产建设的同时，必须顾及到边坡的环境效应，并且把人类的发展置于环境之中,因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域，在这些领域中，边坡作为地质工程的分支之一，一直是人们研究的重点课题之一。在水电、交通、采矿等诸多的领域，边坡工程都是整体工程不可分割的部分，为保证工程运行安全及节约经费，广大学者对边坡的演化规律、边坡稳定性及滑坡预测预报等进行了广泛研究。然而，随着人类工程活动的规模扩大及经济建设的急剧发展,边坡工程中普遍出现了高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题。在我国，目前的露天采矿的人工边

坡已高达300—500m，而水电工程中遇到的天然边坡高度已达500—1000米，其中涉及的工程地质问题极为复杂，特别是在西南山区，边坡的变形、破坏极为普遍,滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。

边坡稳定性影响因素

边坡稳定性影响因素边坡稳定性影响因素：（1）坡底中结构面对边坡稳定性的影响.破底的稳定性直接影响整个山体的稳定性（2）外力对边坡的影响。例如：爆破，地震，水压力等自然和认为因素，而导致边坡破坏。（3）边坡外形对边坡稳定性的影响。比如，河流、水库及湖海的冲涮和淘涮，使得岸坡外形发生变化，从而使这些边坡发生破坏，这主要由于侵蚀切露坡体底部的软弱结构面使坡体处于临空状态，或是侵蚀切露坡体下伏到软弱层，从而引起坡体失去平衡，最后导致破坏。（4）岩体力学性质恶化对边坡稳定性的影响。比如风化作用对边坡稳定性的影响，这主要是由于风化作用使坡体强度减小，坡体稳定性降低，加剧斜坡的变形与破坏，而且风化越深，斜坡稳定性越差，稳定坡角就越小。边坡稳定性相关延伸：边坡稳定性控制技巧边坡防护设计的主要原则 1、安全第一．质量保证边坡的防护直接影响到交通的安全，目前，我国的防护工作主要是由边坡起防护作用，对自然灾害和人为因素造成的塌方、陷落等起到很好的防护作用，对交通设施的安全顺畅运行，对车辆行使的安全，起

着巨大的作用。因此，在设计边坡时，首先要考虑的是边坡的质量问题，要在保证边坡防护设施自身的质量过硬的情况下，考虑防护设施起到的安全作用，要以防护坡的安全系数为设计的首要考虑因素。要从设计上保证边坡防护设施的防护质量，以安全作为防护的第一要素，确保边坡的防护能在实际中起到防护的作用。为安全使用、交通的顺畅起到应有的作用。 2、考虑地理环境，因地制宜随着我国交通设施的进一步完善，穿越范围越来越广，所处的地形地貌多种多样，各有特点，各不相似。因此，就给边坡防护的设置带来了许多复杂的问题，在不同的地方因为地质情况的差异、气候情况的不同、环境的差别等，公路边坡的建设情况也不一样。一般边坡崩塌所遇到的问题可以归为3类，即落石型、滑坡型、流动型，而这3种坍塌形式是由于不同的地质地理环境造成的。比如落石型一般是发生在较陡的岩石边坡，因为在一定的条件下岩石边坡的岩层会产生裂缝、渗水，经过长时间的风化和外力作用，裂缝会逐渐扩大，在雨水侵蚀下，裂缝中充满水，产生侧向静水压力作用，造成崩坍。在设计时，就必须注意对岩石裂缝产生进行控制，采取积极的防水措施。所以因为所面临的防护问题不一致，因此在设计边坡的防护设施时，必须因地制宜，在充分了解工程所在地区的地理和环境及气候等具体的情况下，对所面临的各种潜在隐患进行预测，进而根据防护的需要，设计出与该地区相匹配的防护手段。绝对不能教科书式的照搬照抄，就把

两种边坡稳定性分析方法比较研究

第10卷第10期中国水运 Vol.10 No.10 2010年 10月 China Water Transport October 2010 收稿日期：2010-06-11 作者简介：马玉岩（1987-），男，黑龙江绥化人，武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室水利水电工程施工与管理专业硕士研究生，主要研究方向为岩土边坡工程研究以及结构设计。两种边坡稳定性分析方法比较研究马玉岩（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 430072）摘要：以某水电工程岩质高边坡做为实例，将强度折减理论与FLAC3D 软件相结合，通过有限差分程序FLAC3D 软件来模拟分析其稳定性。并与极限平衡方法的分析结果对比，探索两种方法的差异性与结果的可靠性，为确定适合工程建设实际的岩质边坡稳定分析方法提出了有益的参考。关键词：强度折减法；极限平衡法；边坡稳定性中图分类号：P642.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）10-0197-03 一、引言目前，国内在建和待建的大型水电工程大多坐落在西南、西北高山峡谷地区。我国的水电建设面临着一系列高边坡稳定问题。在现代岩土工程和科学技术的新成就的支持下，确定适合工程建设实际的岩质边坡稳定分析方法，是摆在水利水电工程技术人员面前的任务[1]。目前工程实践中岩质边坡稳定性定量分析主要有三种方法：解析法（最常用的是极限平衡法）、数值方法和概率法。极限平衡法是最常用的解析法，它是在边坡滑动面确定的情况下，根据滑裂面上抗滑力和滑动力比值直接计算安全系数，此外，关键块理论也属于这样的确定性分析方法。数值方法则是借助计算机进行数值分析（例如有限元、快速拉格朗日分析法、离散元、块体元和DDA 等）从而确定边坡的位移场和应力场，再用超载法、强度折减法等使边坡处于极限状态，从而间接得到安全系数。这种方法同时可以考虑位移协调条件和岩体本构关系等。概率法是将概率统计理论被引用到边坡岩体的稳定性分析中来，它通过现场调查，以获得影响边坡稳性影响因素的多个样本，然后进行统计分析，求出它们各自的概率分布及其特征参数，再利用某种可靠性分析方法，来求解边坡岩体的破坏概率即可靠度[2]。文中选用某水电工程岩质高边坡做为实例，采用强度折减法和极限平衡法对岩质高边坡的稳定性进行对比分析。二、边坡工程地质条件模型宽约为700m，高约为700m。基岩以中粒结构的灰白色、微红色黑云二长花岗岩为主，并有辉绿岩脉（β）、花岗细晶岩脉、闪长岩脉等各类脉岩穿插发育于花岗岩中，尤以辉绿岩脉分布较多。建模过程中考虑了岩体中对边坡稳定影响较大的几个岩脉。根据岩体风化特点，岸坡岩体由表向内可划分为全风化带、强风化带、弱风化带、微风化—新鲜岩体。岩体风化的水平、垂直分带性明显。边坡内无地下水分布。边坡剖面如图1 所示。图1 边坡剖面三、强度折减法强度折减系数法的基本原理是将坡体强度参数凝聚力c 和内摩擦角f 值同时除以一个安全系数K，得到一组新的c k 、f k 值，然后作为新的资料参数输入，再进行试算，当计算不收敛时，对应的K 被称为坡体的最小稳定安全系数，此时坡体达到极限状态，发生剪切破坏，同时可得到坡体的破坏滑动面。 FLAC3D （Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua）是美国Itasca Consulting Goup lnc 开发的三维快速拉格朗日分析程序。该程序能较好地模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生的破坏的力学行为，特别适用于分析渐进破坏和失稳。文中利用FLAC3D，采用“二分法”[3]实现强度折减法，求解安全系数。所建计算模型节点为29,646个，单元为24,005个。模型的边界条件：模型四周法向约束，底部固定约束，顶部自由，仅受重力作用。研究表明，随着剪胀角的增大，安全系数也逐渐增大[4]。不过，Vermeer 和de Borst（1984年）研究证明，一般土体、岩石和混凝土的剪胀角要比它们的摩擦角小得多，且通常在0°～20°内变化[5]。因此，剪胀角对强度折减法计算

滑坡稳定性定量分析法(最新)

打造最便宜滑坡稳定性定量分析方法目前，滑坡稳定性分析和工程治理主要是依据工程地质类比、自然历史分析、工程地质力学分析、极限平衡力学计算、弹塑性有限元计算等进行的，且在一定的程度上都有一定的实效性和可靠性。滑坡是一个复杂的、非线性的动态系统，且大型滑坡规模大、机制复杂、破坏性强，不仅失稳影响范围广，而且防治难度高、治理措施复杂。采用工程地质类比、历史反演和地质力学分析，需弄清地层结构、地质构造、地壳演化历史等问题。通过对滑坡形成的地质环境条件、影响因素、变形破坏及形成机制等特征的综合性分析,滑坡堆积体在天然状态下处于稳定状态, 在连续降雨、暴雨影响下处于基本稳定状态。在连续降雨、暴雨及地震等影响下处于欠稳定状态。一、传统的稳定系数法。稳定系数预测法是最早的滑坡空间预测方法，它是基于极限平衡法理论提出来的，是将有滑动趋势范围内的边坡土体沿某一滑动面切成若干竖条或斜条,在分析条块受力的基础上建立整个滑动土体的力或力矩平衡方程,并以此为基础确定边坡的稳定安全系数。这些方法均假设土体沿着一个潜在的滑动面发生刚性滑动或转动。简化的极限平衡法有瑞典法，Bishop法、Spencer法,Janbu法, Sarma法等。通过计算滑坡体的安全系数Fs，来预测边坡的稳定性。 Fs=F抗滑力/F下滑力当Fs<1.0,不稳定状态; 当Fs=1.0,临界状态; 当Fs>1.0,稳定状态。二、数值分析方法。 ①有限单元法有限元法是目前使用最广泛的一种数值分析方法。优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、应变大小与分布；避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点；能近似地从应力应变去分析边坡的变形破坏机制，分析最先、最容易发生屈服破坏的部位和需要首先进行加固的部位等。但是对于大的变形和位移不连续问题的求解还不理想。 ②离散单元法离散单元法是处理结构控制型岩体工程问题较成熟方法。该程序不但允许有限位移和离散体的转动及脱离,而且在计算过程中可以自动判别块体之间可能出现新的接触关系,因此它可以方便地实现对复杂结构体变形破坏的模拟，可以将所研究的区域划分为一个个多边块体单元，单元之间通过接触关系,建立位移和力的相互作用规律,通过迭代使得每一个块体都达到平衡状态。在稳定分析中,它的功能在于反映岩块之间接触的滑移、分离和倾翻等大位移的同时,又能计算岩块内部的变形与应力,该法的另一个优点是利用显式时间差分解求解动力平衡方程,可方便地求解非线性大位移和动力稳定。 ③统计分析方法。这是目前国内外研究人员研究滑坡稳定性使用较多的一类方法。统计分析方法建立在对滑坡影响因子和滑坡分布关系的分析之上,因此,它能最大程度反映滑坡分布与致灾因子之间的关系,使地质灾害危险性评价更加趋近于客观现实。包括信息量法、多元统计方法、聚类分析方法等。三、瑞典法的基本理论瑞典圆弧滑动法是条分法中最古老而又最简单的方法。除了假定滑裂面是个圆柱面外, 在求条底反力时忽略了条间力的作用, 且在求安全系数时仅考虑对同一点的力矩平衡。其安全系数方程为:

边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法 1.1 概述边坡稳定性分析是边坡工程研究的核心问题，一直是岩土工程研究的的一个热点问题。边坡稳定性分析方法经过近百年的发展，其原有的研究不断完善，同时新的理论和方法不断引入，特别是近代计算机技术和数值分析方法的飞速发展给其带来了质的提高。边坡稳定性研究进入了前所未有的阶段。任何一个研究体系都是由简单到复杂，由宏观到微观，由整体到局部。对于边坡稳定性研究，在其基础理论的前提下，边坡稳定分析方法从二维扩展到三维，更符合工程的实际情况；由于一些新理论和新方法的出现，如可靠度理论和对边坡工程中不确定性的认识，边坡稳定分析方法由确定性分析向不确定性分析发展。同时，由于边坡工程的复杂性，边坡稳定评价不能依赖于单一方法，边坡的稳定性评价也由单一方法向综合评价分析发展。 1.2 边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析方法很多，归结起来可分为两类：即确定性方法和不确定性方法, 确定性方法是边坡稳定性研究的基本方法,它包括极限平衡分析法、极限分析法、数值分析法。不确定性方法主要有随机概率分析法等。 1.2.1 极限平衡分析法极限平衡法是边坡稳定分析的传统方法，通过安全系数定量评价边坡的稳定性，由于安全系数的直观性，被工程界广泛应用。该法基于刚塑性理论，只注重土体破坏瞬间的变形机制，而不关心土体变形过程，只要求满足力和力矩的平衡、Mohr-Coulomb准则。其分析问题的基本思路：先根据经验和理论预设一个可能形状的滑动面，通过分析在临近破坏情况下，土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡，计算土体在自身荷载作用下的边坡稳定性过程。极限平衡法没有考虑土体本身的应力—应变关系，不能反映边坡变形破坏的过程，但由于其概念简单明了，且在计算方法上形成了大量的计算经验和计算模型，计算结果也已经达到了很高的精度。因此，该法目前仍为边坡稳定性分析最主要的分析方法。在工程实践中，可根据边坡破坏滑动面的形态来选择相应的极限平衡法。目前常用的极限平衡法有瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Sarma法Morgenstern-Price 法和不平衡推力法等。

边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法目前，边坡稳定性的研究方法有很多，一般将其分为定性分析法、定量分析法与数值分析法等，其中，定性分析方法中主要有自然(成因)历史分析法、工程类比法、图解法等；定量分析方法中运用最为广泛的是极限平衡法；数值分析法中包括有限元法、离散元法、边界元法等；另外，随着各种新型理论的引入及对边坡认识的深入，不确定性分析方法也更多的运用到了边坡的稳定性研究当中，其中有代表性的研究方法有可靠性评价法、模糊理论评价法、灰色系统理论评价法、神经网络评价法、突变理论评价法及分形理论评价法等等。由于不同的边坡工程所处具体情况的不同，使得目前对边坡进行稳定性分析、评价尚无统一的方法。众多方法的出现虽然可以使我们从不同侧面了解边坡的稳定性状况，但是这正也说明由于边坡岩体及其工程条件、环境的复杂性，不可能用简单的一种方法就把边坡的特性分析清楚，同时也没有任何一种方法可以解决所有的边坡稳定性评价问题。总的来说，目前进行边坡稳定性评价分析的方法很多，但是各自都有其一定的局限性，定性分析法：不论是类比法、自然历史分析法还是图解法，都是经验性的分析方法，没有实际的根据，所以人为因素影响较大，结论准确性差。极限平衡法：将滑体视为刚体来分析，边界条件过多的进行了简化，并加了许多假设条件，不能解决超静定问题。有限单元等数值分析法：虽然有限元计算方法具有不可比拟的优点，但所建立模型的可靠性、适用性以及分析当中所采用的各种参数的可靠性对边坡稳定性的最终判断有非常大的直接性影响；还有网格划分的不确定性、随意性大，只要能把上述问题解决好，该方法依然是目前对边坡稳定性进行数值分析中最有力的数值模拟工具。模糊理论法：该法当中不同指标的隶属函数、隶属度以及指标的权重值均难以准确确定，带有一定人为性、经验性的成分，且评价结果只能是定性的判断。神经网络法：网络不易收敛，容易陷入局部最小，计算和训练十分费时。由此可见，尽管目前边坡稳定性分析方法比较多，但由于边坡工程的复杂性，更合理的稳定性评价方法还有待进一步的探索、开发。力学计算法和工程地质法是边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。 1．力学计算法 (1)数解法假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行计算，从中找出最危险滑动面，按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此方法计算较精确，但计算繁琐。(2)图解或表解法在图解和计算的基础上，经过分析研究，制定图表，供边坡稳定性验算时采用。以简化计算工作。 2．工程地质法根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究，通过工程地质条件相对比，拟定出与边坡条件相类似的稳定值的参考数据，作为确定边坡值的依据。一般土质边坡的设计常用力学计算法进行验算，用工程地质法进行校核；岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。第一节力学计算法一、力学计算法的基本假定滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。

高边坡监控方案

高边坡监测实施方案一、工程概况：本项目二、监测内容：本隧道高边坡监测主要是路堑高边坡监测，监测内容为人为巡视、裂缝观测、坡面观测和水平位移观测。 1、人工巡视和裂缝观测：人工巡视是一项经常性工作，我标将安排专人坚持每天进行巡视。当坡体表面发现裂缝时监测组及时在裂缝处埋设裂缝观测装置，通过观测裂缝的变化过程和变化规律来分析坡体的破坏趋势。 2、坡面观测：高边坡坡面的变化观测是指在平台上设置坡面观测点，利用精度为2”的全站仪进行观测，采用直角坐标法量测。通过数据处理分析，分析坡面几何外观的变化情况，绘制坡面各点在施工过程中的水平位移变化情况，从而了解边坡滑动范围和滑动情况，提供预警信息，它是一种简单，直接的宏观监测方法。 3、水平位移观测：水平位移观测主要为地面水平位移，采用位移边桩观测。三、监控实施流程边坡监测工作与边坡施工需要反复交叉开展，为了使边坡监测工作与边坡施工作业协调一致，特制定如下作业流程：图表 a、人工巡视记录表； b、边坡变形观测点埋设考证表； c、裂缝观测点埋设考证表； d、边坡观测点观测记录表； e、裂缝观测记录表；图表 f、报警联系函四、报警方法 1、稳定控制标准；边坡稳定性评价主要根据一下几点进行综合判断：（1）、最大位移速率小于2mm/d；（2）、边坡开挖停止后位移速率呈收敛趋势；（3）、坡面、坡顶有无开裂，裂缝的变化趋势如何；在实际监测的过程中如果出现有上述一点或几点现象时，都应引起注意，及时对各项监测内容作综合分析，并通过其他项目的监测资料相互进行对照、比较，以进一步讨论边坡的稳定性，以便及早发现安全隐患情况，采取相应的补救措施。 2、报警流程（1）、报警工作及稳定控制按照资料报送程序执行；（2）、普通监测的边坡稳定性由我标监测组作为主要控制方，第三方予以辅助并在必要时提供稳定性协助判别。重点监测断面由第三方监测单位与我标监测组共同完成。（3）普通边坡监测指标控制标准并经综合判定边坡具有失稳危险时，及时填写报警联系函并立刻提交驻地监理。六、监测技术要求 1、人工巡视巡视检查是边坡监测工作的主要内容，它不仅可以及时发现险情，而且能系统地记录、描述边坡施工和周边环境变化过程，及时发现被揭露的不利地质情况。项目部将坚持每天安

工程变形监测

工程变形监测最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型，它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要，导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论，以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际，出现了稳健估计(或称抗差估计)；针对法方程系数阵存在病态的可能，发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别，稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效，稳健估计法具有抵抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系，可对多个粗差同时进行定位和定值，这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型，过去一直仅停留在理论的研究上。实际中，要求对多种观测量进行综合处理，因此，方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前，通用平差软件包中已增加了该功能，但还需要在测量规范中明确提出来。需要指出的是：许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密，主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点，但由于多余观测少，发现和抵抗粗差的能力较弱，不宜滥用。建立一个区域的控制，首级网点采用GPS测量，下面

影响结构强度和稳定性的因素

影响结构强度和稳定性的因素通过今年发生的雪灾和地震图片资料让学生感受到结构被破坏的情景，提出我们如何理解“结实”这个词的含义，并对结构的强度的描述进行探究，加深学生对结构强度的理解；接下来结合学生熟悉的、身边的生活事例，借助于多媒体演示、小试验等方法引导学生探究影响结构强度主要因素。课堂中引入学案，目的是更加突出以学生为主体，教师为主导的教学方式，使学生真正成为课堂的主人。四、教学过程第一环节情景导入首先利用多媒体播放今年1月我国南方地区遭受雪灾袭击及5月汶川地震的图片资料，灾难过后很多结构受到破坏，让学生感受到结构被破坏的情景，引出课题——影响结构强度的因素。然后给出本节课的学习目标，让学生明确学习目标是：了解材料、形状和连接方式是如何影响结构的强度的。第二环节知识构建一、结构强度的含义 1、结构强度含义通过结构内力的计算和进行应力计算（课本26页）引出容许应力含义并引出结构强度的定义：

结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。小实验：绳子和粉笔的变形能力和结实程度对课本给出的定义进行质疑，引导和说明结构强度与是否被破坏有关。最终得出结构的定义是：抵抗破坏的能力第三环节合作探究实践与体验：每三位同学一张A4纸，如何能让它承受最大的重量（有的组有浆糊和双面胶，一些组没有进行对比）通过是同学们的动手实践和思考，理解影响结构的强度的因素主要有：材料、形状和连接方式并提出：除此之外还有那些因素会影响结构的强素呢？二、知识点拓展（一）工业用型材的截面形状首先通过图片资料让学生了解工业上常用各种型材的截面形状教师引导：我们已知道用于结构材料的截面尺寸大小直接影响受力的大小，对于同种材料来说，截面积越大承载能力越强。那么我们现在进一步研究另一种情况：两个截面面积相等，但形状不同的截面中，究竟哪一种截面更有利于结构的强度？通过实际生产生活中常用的典型结构--------圆形截面、矩形截面和工字形梁的截面形状来进行分析，工字形梁的截面更有利于减轻材

公路高边坡安全监测

公路高边坡的安全监测摘要：在参阅相关文献的基础上，对目前常用的边坡稳定性监测方法进行了介绍，以研究区公路高边坡为例，对研究区高边坡的地质条件和变形机理进行了分析，重点研究了利用位移计进行边坡内部位移的监测；通过对观测数据的分析，得出了研究区高边坡的近期的形变特点。关键词：公路高边坡；监测；位移计 0 引言自20世纪90年代以来，随着我国经济建设发展，对公路交通的要求也越来越高。我国是一个多山的国家，山区的面积约占全国总面积的70%，由于地貌、地质条件限制和公路线形的制约，高填、深挖引起的边坡问题已十分普遍。上世纪80年代初期，我国路线等级低，高填深挖较少，高边坡问题还没有引起足够的重视。由于缺乏对高边坡稳定性的系统研究，以及没有供设计部门应用的成熟经验，常出现高边坡失稳破坏的现象，造成巨大的社会经济损失。因此，公路边坡的稳定性研究和监测已成为道理工程急需解决的重要研究课题。边坡的地质条件复杂多变，要在工程设计阶段准确无误地预测边坡岩土体稳定状况，不仅依赖于合理的设计和施工，而且取决与贯穿工程全过程的安全监测，目前，监测工作已成为边坡工程施工的重要环节。监测工作对正确评估边坡的安全状态、指导施工、反馈和修改设计、改进边坡设计方法等多方面都具有非常重要的意义，

监测技术的引入使边坡工程的设计和施工在安全稳定和经济合理的协调统一中起到了不可或缺的桥梁作用。由于边坡位移监测系统较易建立，测值也较可靠，所以边坡监测都以位移监测为主。而边坡变形破坏过程中的累计位移是揭示边坡变形甚至破坏最直观的信息，能更有效地预测边坡变形的破坏时刻。因此，在工程实践中对边坡变形破坏过程的位移把握就显得十分重要。本文以研究区的公路高边坡为例，对工程范围内公路高边坡的变形监测进行研究。 1 研究区公路高边坡概况 1.1 地质条件研究区边坡为砂页岩段，自然坡度为40度左右，浅表部为坡残积块碎石土，其下为伏基岩为砂岩与页岩互层产出，以砂岩占多数，页岩为薄层状并表现为挤压揉皱，部分为层间挤压破碎带。浅表岩体强风化强卸荷，为层状-碎裂、层状-镶嵌结构的v级岩体，岩体强卸荷水平深度30-40m. 1.2 变形机理研究区的边坡为一套完整性差且强烈风化卸荷松弛的层状-镶嵌碎裂结构岩体，岩体内不存在影响边坡整体失稳的贯穿性结构面。边坡开挖后，岩体松弛回弹，随着开挖向低高程进行，应力逐步向深部传递，变形逐渐向深部发展。目前监测资料反映的位移，是边坡岩体蠕变的反映。因边坡下部的深层锚索支护未及时跟进，边坡蠕变位移也未得到及时有效的抑制，边坡岩体变形一度出现加速蠕

高边坡稳定分析

K63+142高边坡稳定性分析评价

1、计算方法按照现行公路路基设计规范JTGD30-2004中条款3.7.4边坡稳定性评价：边坡稳定性评价宜综合采用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进行。这几种方法是基本都属于极限平衡法的非严格条分法，是在已知滑移面的基础上对变坡进行平衡分析，并且只能满足力或者力矩平衡，所得结果能满足工程试验应用，但结果存在一定偏差。本计算采用Morgenstern-price法进行计算分析。Morgenstern-price法是50年前提出的严格条分法，该法假设条块的竖直切向力与水平推力之比为含有参数与条间力函数的乘积，然后建立满足水平和垂直方向力的平衡力方程与力矩平衡方程，通过迭代求解安全系数与待定系数。我国陈祖煜教授对Morgenstern-price 法的计算格式进行了一定的改进，由于这个方法收敛性非常良好，并且满足严格平衡条件，因而在国际岩土工程界受到欢迎，但同时该法的求解过程相当复杂，一般工程技术人员往往只得依靠软件，Morgenstern-price法在我国没得到普及应用。Morgenstern-price法首先对任意曲线形状的滑裂面进行分析，导出满足力的平衡及力矩平衡的微分方程，然后假定满足条间力的倾角的正切值为某一函

数，根据整个滑动土体的边界条件求出问题的解答。边坡稳定性计算应考虑边坡可能的破坏形式，按下面方法确定：采用加拿大商用计算软件GEO-slope进行计算分析，滑动面为任意滑移面，非一般的圆弧形滑面或者折线滑面。 2、计算参数取值为了进行边坡的稳定性计算和加固工程设计，必须在勘察中对边坡岩土取样并进行物理力学试验，取样应该包括边坡的所有地层，特别是对边坡稳定起控制作用的软弱地层。一般情况下对尚未变形的边坡应取原装非扰动样。根据目前试验结果，该地区处于干旱半干旱区域，一般不考虑空隙水压力对边坡稳定性的影响，在试验过程中一般以天然含水率下的土为试验对象。实验室试验以公路土工试验规程（JTG E40-2007）与土工试验规程（SL237-1999）为依据。安排试验如表2.1所示,数值计算参数见附表试验记录。

边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。岩土边坡是一种自然地质体，一般被多组断层、节理、裂隙、软弱带切割，使边坡存在削弱面，在边坡角变化、地下水、地震力、水库蓄水等外因作用下，使边坡沿削弱面产生相对滑移而产生失稳。边坡稳定性分析过程一般步骤为：实际边坡→力学模型→数学模型→计算方法→结论[4]。其核心内容是力学模型、数学模型、计算方法的研究，即边坡稳定性分析方法的研究。边坡稳定分析方法研究一直是边坡稳定性问题的重要研究内容，也是边坡稳定研究的基础。 1 边坡稳定性研究发展状况边坡稳定性的分析研究始于本世纪二十年代，最早是对土质边坡的稳定性进行分析和计算，直到60年代初，岩体边坡的稳定性分析研究才开始进行。早期对边坡稳定性的研究主要从两方面进行的：一是借用刚体极限平衡理论，根据三个静力平衡条件计算边坡极限平衡状态下的总稳定性。二是从边坡所处的地质条件及滑坡现象上对滑坡发生的环境及机制进行分析，但基本上都是单因素的。 50年代，我国许多工程地质工作者，在研究中采用前苏联的“地质历史分析”法，也是偏重于描述和定性分析。60年代初的意大利瓦依昂水库滑坡及我国一些水电工程及露天矿山遇到的大型滑坡和岩体失稳事件，使工程地质学家们认识到边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程或累进性破坏过程，每一类边坡都有其特定的时效变形形式或时效变形过程，这些过程所包含的力学机制只有用近代岩石力学理论才能解释，从而使边坡稳定性研究进入了模式机制研究或内部作用过程研究的新阶段。进入80年代以来，边坡稳定研究进入了蓬勃发展的新时期。一方面随着计算理论和计算机科学的迅猛发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。边坡稳定性分析的研究也开始采用数值模拟手段定量或半定量地再现边坡变形破坏过程和内部机制作用过程，从岩石力学和数学计算的角度认识边坡变形破坏机制，认识边坡稳定性的发展变化。另一方面，现代科学理论方法，如系统方法、模糊数学、灰色理论、数量化理论及现代概率统计等新兴学科都被广泛的引入边坡稳定性的科学研究中，从而大大扩充了边坡工程的理论和研究方法，提高

岩石边坡稳定性分析方法_贾东远

文章编号:1001-831X(2004)02-0250-06 岩石边坡稳定性分析方法贾东远1,2,阴可1,李艳华3 (1.重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2.秦皇岛市建筑设计院,河北秦皇岛 066001; 3.河北农经学院工业工程系,河北廊坊 065000) 摘要:通过综述岩石边坡稳定性分析方法及其研究的一些新近展,并具体从极限平衡法、数值计算方法、流变分析、动力分析等方面进行详细论述,对岩石边坡稳定性分析中涉及到的岩体参数取值、计算模型、各种方法的优缺点等方面进行了探讨,最后提出对岩石边坡稳定性分析的建议。关键词:岩石边坡;稳定性;极限平衡;数值计算中图分类号:TU457 文献标识码:A 前言岩石边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究内容。在我国基本建设中,特别是三峡工程及西部大开发,出现了许多岩石边坡工程,如三峡船闸高边坡、链子崖危岩体以及由于移民迁建用地、城市建设用地形成的边坡等等。在解决这些复杂的岩石边坡问题的过程中,大大促进了岩石边坡稳定性分析方法的发展。随着人们对岩石边坡认识的不断深入以及计算机技术的发展,岩石边坡稳定性分析方法近年来发展很快,取得了一系列研究成果,现分别对其中主要的研究方向和成果作简要介绍并分析各自特点和适用条件,为岩石边坡稳定性分析的工程应用和理论研究提供参考意见。 1 岩体参数及计算模型极限平衡、数值计算等计算方法在岩石边坡稳定性分析中得到广泛应用,其中如何选择计算所需的工程岩体力学参数成为关键的问题。对于重大工程,可通过现场大型岩体原位试验取得岩体力学参数,但由于时间和资金限制,原位试验不可能大量进行,因而该方法仍有一定的局限性。另外,选取岩性特别均匀的试样几乎是不可能的,多数情况下,是用经验公式来确定岩体抗剪强度参数。但是,经验公式是以一定数量的室内和现场实验资料为依据,通过回归分析求出的,而未能把较多的地质描述引入其中。各个经验公式计算同一岩体的参数时,普遍存在因经验程度不同而确定出的抗剪强度相差较大。由于这些原因,许多文献提出了用其它方法来确定岩体的抗剪强度参数[1-4]。其中张全恒(1992)[1]讨论了确定岩体结构面抗剪强度参数常规方法存在的问题,提出了经验公式和实验相结合的试件法;何满潮(2001)[2]根据工程岩体的连续性理论,提出了根据室内完整岩块试验参数,结合野外工程岩体结构特点进行计算机数值模拟试验,从而确定工程岩体力学参数的方法;周维垣(1992)[3]提出确定节理岩体力学参数的计算机模拟试验法,该方法基于节理裂隙岩体的野外勘察资料,建立岩体损伤断裂模型,在计算机上模拟试验过程,获得所需数据;杨强等(2002)[4]在样本有限的情况下,采用可靠度理论,求出某保证率下的岩体抗剪强度值。岩体作为复杂的地质体,其力学特性是多种因素共同作用的结果,如形成过程、地质环境和工程环境等。为了能将所有控制因素作为一个整体来考虑,而不仅局限于定量因素,许多文献利用人工第24卷第2期2004年6月地下空间 UNDERGROUND SPACE Vol.24 No.2 Jun.2004 收稿日期:2003-12-11(修改稿) 作者简介:贾东远(1975-),男,河北唐山人,硕士,主要从事岩土工程设计、检测方面的工作。

边坡稳定性监测方案

隧道工程边坡施工安全监测设置及实施方案（现场监测） *******有限责任公司二Ｏ一一年三月

目录一设计目标及要求 (3) 1.1 监测的内因 (3) 1.2 监测的外因 (3) 二设计原则 (3) 三主要监测项目说明 (3) 3.1 变形监测 (3) 3.2 土体松动监测 (4) 3.3 对加固用的材料进行监测 (4) 3.4 对土体压力进行监测 (4) 3.5 外部条件监测 (4) 四边坡安全管理监测设置及实施方案（现场监测） (4) 4.1 工程概况 (4) 4.2 监测方案 (4) 4.2.1 测点布置 (5) 4.2.2 远程监控系统及监控方案 (5) 4.3 其他可补充监测技术 (6) 4.3.1 测斜监测 (6) 4.3.2以“面”为监测对象的表面变形 (6) 4.3.3 钢筋等的辅助测量 (6)

滑坡体监测初设概要及具体项目实施方案一设计目标及要求监测的主要目的在于确保工程的安全。边坡的安全监测以边坡岩体整体稳定性监测为主，兼顾局部滑动砌体稳定性监测。由于过大变形是岩体破坏的主要形式，因此（地表和深部）变形监测是安全监测的重点。 1.1 监测的内因边（滑）坡中存在的不利结构面常常是引起边（滑）破破坏的主要内在因素，故监测的重点对象是岩体中的这些结构面，监测测点应放在这些对象上或测孔应穿过这些对象等。 1.2 监测的外因开挖爆破和水的作用是影响边（滑）坡稳定的主要外因，施工期的质点振动速度、加速度的监测，运行期的渗流、渗压监测也是必要的。二设计原则（一）及时埋设、及时观测、及时整理分析监测资料和及时反馈监测信息。（二）布置仪器力求少而精。（三）监测仪器力求满足精度和稳定性，同时考虑经济性和社会影响性。（四）尽可能利用已有的设施和条件进行监测设备的选型、施工。三主要监测项目说明 3.1 变形监测变形监测按表面和深层分为内部变形监测和外部变形监测，按方向划分为纵向、横向和轴向三个方向。滑坡体在三个方向上均应考虑，这里主要进行内部变形监测和外部变形监测的简要说明。（一）内部监测由于滑坡体已经采用衬砌加固，故属于施工后期的监测，应采用钻孔深部位移监测，包括水平位移的钻孔测斜仪法和测钻孔轴向位移的多点位移计法。随时发现滑动面的出现，确定其位置和其变化、发展。水平位移监测采用钻孔测斜仪，一般先采用活动倾斜仪，待发现滑动面后改用固定

基于神经网络的区域地壳稳定性评价

第27卷第9期岩土工程学报 Vol.27 No.9 2005年 9月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Sep., 2005 基于神经网络的区域地壳稳定性评价朱庆杰，马亚杰，陈艳华（河北理工大学建筑工程学院，河北唐山 063009）摘要：在重大工程的选址中，由于多种影响因素的控制和复杂的非线性相关关系，如何建立统一的数学模型，充分利用已有地质资料，对区域地壳稳定性做出早期的准确评价一直是一个难题。基于人工神经网络方法，建立了区域地壳稳定性评价的数学模型，并介绍了计算方法。以沂沭断裂带区域地壳稳定性定量评价为例，介绍了模型结构和关联系数矩阵的确定方法，在模型中，考虑地形地貌、含水层岩性、地下水活动、地质构造、地震活动等多种因素的影响，对区域地壳稳定性进行了定量评价。同时，选取多种运算参数，分析了模型参数对运算的影响。依据计算结果，对研究区的铁路选线和今后的研究工作提出了几点认识和建议。关键词：工程地质；稳定性；人工神经网络；模型；综合评价中图分类号：TU 458.4 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2005)09–1105–05 作者简介：朱庆杰(1966–)，男，博士，教授，主要从事岩土工程与地震安全评价方向的研究。 Evaluation of regional crust based on ANN ZHU Qing-jie, MA Ya-jie, CHEN Yan-hua (Civil Engineering and Architecture College, Hebei Polytechnic University, Tangshan 063009, China) Abstract: Because the stability of regional crust was controlled by many factors, and the nonlinear correlation among influencing factors was complicated, it was difficult to construct a mathematical model by traditional methods to evaluate the stability precisely during geological surveying, and many geological data could not be applied adequately. Based on artificial neural network (ANN), the evaluating model of regional crust stability was established, and the calculating method was investigated. The structure of evaluating model was introduced by taking example for Yishu faulted zone, and the correlative coefficient matrices were explained. In this model, topography, lithology of aquifer, underground water, geological structure and seismic activity were considered. So the regional crust stability in Yishu faulted zone was calculated as a basis of this model. Furthermore, model preferences were discussed and their influence on the calculated result was analyzed. According to the calculated results, some advice for the construction of railway in this area and further researches were proposed. Key words: regional crust; stability; ANN; model; assessment 0 引言准确评价区域地壳稳定性是工程选址成败的关键，其稳定性具有影响因素多的特点。如何充分利用以往的工程地质资料，建立合适的模型，是准确评价区域地壳稳定性的“瓶颈”问题。准确的评价结果可以避免部分工程量重复投人、工期延长以及资金浪费[1]。庄乾城等运用优势面理论，发展了一套工程地质层组划分和优势层判定的分析方法来评价工程稳定性[2]。徐卫亚等将模糊集理论应用于边坡稳定性分析，建立模糊数学分析模型，并构造了边坡稳定性评价的隶属函数[3]。刘之葵等针对影响溶洞地基稳定性的地质构造、结构面、岩层性质等因素，利用格里菲斯强度理论，对含溶洞岩石地基的稳定性进行了定量计算判别[4]。笔者在国家九五攻关课题中，应用模糊数学方法建立了地下岩石破裂概率隶属度函数，基于格里菲斯准则对地下油气富集的稳定性进行了评价[5]。李爱兵等利用矢量分析法，评价了某铅锌矿露天采场边坡三维楔块体的稳定性[6]。孔宪京等采用非连续变形分析方法，对面板坝的抗震稳定性进行了分析[7]。以上定量评价方法主要是针对单个地质体或局限在小范围内的破坏机制分析和稳定性评价。研究中，人们注意到地应力与地质体物理力学参数间的关系和对稳定性分析的意义[8]。但“模型不准”一直是困扰广大岩土科技者的难题。如何使稳定性分析具有高精 ─────── 基金项目：国家自然科学基金资助项目（59895410）收稿日期: 2004–11–03