黄土高边坡工程稳定性分析及设计

［提要］延安煤油气资源综合利用项目厂址主要位于洛河两岸的黄土边坡上，场区高边坡的稳定性尤为突出，本文结合场区工程地质条件及相应规范，对典型高边坡进行优化设计，并针对天然工况、暴雨或连续降雨工况和地震工况条件下进行高边坡工程的稳定性分析，结果表明：经优化设计后的边坡安全系数满足工程的设计要求。期望通过本文提出的设计理念，为类似工程提供有益的参考。

关键词：黄土高边坡；稳定性分析；圆弧法；优化设计

中图分类号：TB2 文献标识码：A

收录日期：2012年3月2日

一、引言

富县丰富的煤气资源、便利的交通条件、广阔的土地资源、富集的水电资源、良好的人居和投资环境，2008年陕西省发改委决定延安能化公司煤油气资源综合利用项目厂址确定在富县洛阳镇洛阳村，洛河从洛阳村北侧和西侧流过，本项目的建设用地坐落在洛河两岸。

该项目区域内地貌特征主要为单斜地形，拟开挖边坡高度最高达120m之多，洛河东西两侧场区内地貌、地层岩性复杂，富含地下水，且多有不良地质作用。由于其独特的地层条件和区域水文地质条件，大量文献表明，对于具有较强裂隙性、结构性、水敏性的黄土地层来说，在人工开挖、降雨入渗和地震荷载等工况下，边坡的开挖将会产生不安全因素。可见，高边坡开挖施工可能会严重影响厂区的建设进度和厂区的安全经营，有必要对场区的高边坡进行工程治理并对其削坡后的边坡稳定性进行演算分析，保证工程的安全施工和运营，本文拟从工程勘察结果，结合相应的设计规范，提出具有典型代表性高边坡的设计原则和方案，并采用圆弧法和裂隙圆弧法来分别计算不同工况下高边坡的安全系数，对设计结果进行演算，为陕北地区类似高边坡工程的设计提供参考。

二、高边坡工程的地质条件

拟建场地地貌单元属黄土粱、峁、沟壑地带。场地地形地貌详见图1和图2。据勘探揭露，场地地层岩性自上而下依次为：耕植土、第四纪全新世坡、洪积黄土状土；第四纪晚更新世风积黄土、残积古土壤；第四纪中更世风积黄土、残积古土壤，三叠系下统瓦窑堡组砂岩及砂、页岩互层体。建设场地地下水可划分为4个含水岩组，即黄土梁峁潜水含水岩组、第四系冲积层潜水含水岩组、中生界裂隙孔隙潜水含水岩组、中生界裂隙孔隙承压水含水岩组。（图1、图2）

根据现场调查，边坡的不良地质作用主要有五种：黄土剥落、坡面冲刷、黄土塌陷、黄土崩塌和黄土滑坡，详见图3和图4。（图3、图4）

边坡稳定性分析资料讲解

边坡稳定性分析

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。因此，广大工程地质和岩石力学工作者对此问题进行了长期不懈的探索研究，取得了很大的进展；从初期的工程地质类比法、历史成因分析法等定性研究发展到极限平衡法、数值分析法等定量分析法，进而发展到系统分析法、可靠度方法灰色系统方法等不确定性方法，同时辅以物理模拟方法，并且诞生了工程地质力学理论、岩（土）体结构控制论等，这些无疑为边坡工程及滑坡预报研究奠定了坚实的基础，为人类工程建设做出了重大贡献。在工程中常要遇到岩坡稳定的问题，例如在大坝施工过程中，坝肩开挖破坏了自然坡脚，使得岩体内部应力重新分布，常常发生岩坡的不稳定现象。又如在引水隧洞的进出口部位的边坡、溢洪道开挖的边坡、渠道的边坡以及公路、铁路、采矿工程等等都会遇到岩坡稳定的问题。如果岩坡由于力过大和强度过低，则它可以处于不稳定的状态，一部分岩体向下或向外坍滑，这一种现象叫做滑坡。滑坡造成危害很大，为此在施工前，必须做好稳定分析工作。岩坡不同于一般土质边坡，其特点是岩体结构复杂、断层、节理、裂隙互相切割，块体极不规则，因此岩坡稳定有其独特的性质。它同岩体的结构、块体密度和强度、边坡坡度、高度、岩坡表面和顶部所受荷载，边坡的渗水性能，地下水位的高低等有关。岩体内的结构面，尤其是软弱结构面的的存在，常常是岩坡不稳定的主要因素。大部分岩坡在丧失稳定性时的滑动面可能有三种。一种是沿着岩体软弱岩层滑动；另一种是沿着岩体中的结构面滑动；此外，当这两种软弱面不存在时，也可能在岩体中滑动，但主要的是前面两种情况较多。在进行岩坡分析时，应当特别注意结构面和软弱层的影

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。

黄土边坡稳定性分析的概率方法

黄土边坡稳定性分析的概率方法发表时间：2014-11-20T14:47:59.280Z 来源：《价值工程》2014年第4月上旬供稿作者：王艳红 [导读] 在经过将近一年的实际观测，此边坡一直处于安全状态，并且经过几次大雨的冲击，依然稳定，没有发生较大的变形。Probability Method of Analysing Loess Slope Stability 王艳红WANG Yan-hong（兰州理工大学土木工程学院，兰州730050）（College of Civil Engineering，Lanzhou Univ. of Tech.，Lanzhou 730050，China）摘要院黄土边坡稳定性分析是一个不确定性问题，包含很多不确定性因素,而且土的抗剪强度可变性很大。在进行了大量实验的前提下，估计抗剪强度的可变性，运用概率的方法进行边坡的稳定性分析，计算黄土边坡的失稳概率。 Abstract: Loess slope stability is a problem of uncertainty, there are many uncertainty factors, and the variability of the soil shearstrength is very large. Through a large number of experiments, the variability of the shear strength is estimated, and then the failureprobability of the loess slope is calculated. 关键词院黄土边坡；概率方法；正态分布 Key words: loess slope；probability method；normal distribution 中图分类号院TU413.6+2 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）10-0091-020 引言黄土边坡的稳定性问题在黄土地区是一个很重要的问题，随着城市的发展，土地资源的紧张，如何更好的利用边坡地区，为人们的生活以及生产带来更多的空间，这个问题越来越凸显出来，而利用边坡就首先要保证边坡的稳定。而且随着气候的变迁，雨水的增加，很多自然边坡会发生失稳，带来安全隐患，那么如何判断这些边坡是否稳定，失稳的可能性到底有多大，就是摆在我们面前的问题。长期以来，判断黄土边坡是否稳定通常采用数值计算方法（如极限平衡法），并应用安全系数指标来评价黄土边坡的稳定性，简明直观，易于被广大工程人员所接受。但是边坡问题是一个不确定性的问题，我们需要考虑很多不确定因素，这些因素还会随着时间空间的变化而变化。概率方法是利用概率的理论研究黄土边坡，在进行了大量实验的基础之上，用安全余量表示边坡的稳定性，计算边坡的失稳概率。概率方法适合在一定的地区范围之内运用，能够快捷地评判边坡的稳定性。 1 边坡稳定性分析概率方法的基本原理[1]在边坡稳定性分析概率方法中，我们需要用到数理统计的基本知识：

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。因此，广大工程地质和岩石力学工作者对此问题进行了长期不懈的探索研究，取得了很大的进展；从初期的工程地质类比法、历史成因分析法等定性研究发展到极限平衡法、数值分析法等定量分析法，进而发展到系统分析法、可靠度方法灰色系统方法等不确定性方法，同时辅以物理模拟方法，并且诞生了工程地质力学理论、岩(土)体结构控制论等，这些无疑为边坡工程及滑坡预报研究奠定了坚实的基础，为人类工程建设做出了重大贡献。在工程中常要遇到岩坡稳定的问题，例如在大坝施工过程中，坝肩开挖破坏了自然坡脚，使得岩体内部应力重新分布，常常发生岩坡的不稳定现象。又如在引水隧洞的进出口部位的边坡、溢洪道开挖的边坡、渠道的边坡以及公路、铁路、采矿工程等等都会遇到岩坡稳定的

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。

高陡黄土边坡稳定性分析

高陡黄土边坡稳定性分析边坡稳定性分析一直是地质工程的重点研究课题之一。本文介绍了边坡稳定性分析的一般方法，并对各方法的基本假设条件做了比较，阐述了各方法的应用范围。文章以某建筑工地高边坡为例，应用简布法（Janbu）对高边坡做了稳定性分析，并提出基本的工程处理建议。标签：边坡简布法稳定性分析在黄土高原地区，为了争取更多建设空间，一些工程建设会对山体原始地貌进行改造，从而出现山体高边坡。边坡稳定性分析一直是人们研究的重点课题之一。 1边坡的基本定义在岩土工程或地质工程研究领域，所谓“边坡”一般指自然斜坡、河流水岸坡、台塬塬边、崩滑流堆积体、以及人工边坡（交通道路、露天采矿、建筑场地与基础工程等所形成）等坡体形态的总称。对于土质边坡高度大于20m、小于100m 或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡，这些边坡称为高边坡。 2边坡的稳定性分析方法边坡稳定性分析与评价的目的，一是对与工程有关的天然边坡稳定性作出定性和定量评价；二是要为合理地设计人工边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据。极限平衡法在工程中应用最为广泛，这个方法以摩尔—库仑抗剪强度理论为基础，将滑坡体划分为若干条块，建立作用在这些条块上的力的平衡方程式，求解安全系数。刚体极限平衡分析方法很多，在处理上，各种条分法还在以下几个方面引入简化条件：（1）对滑裂面的形状作出假定，如假定滑裂面形状为折线、圆弧、对数螺旋线等；（2）放松静力平衡要求，求解过程中仅满足部分力和力矩的平衡要求；（3）对多余未知数的数值和分布形状做假定。基于该原理的方法很多，如条分法、圆弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡传递系数法等。极限平衡理论边坡稳定性分析方法基本条件的比较见表1。 3工程实例分析 3.1工程基本概况某建筑场地南侧边坡总体高约80m，长约120m，下部宽约220m，上部宽约110m，坡比为1：1，共7级，每级约10m，马道宽约2～3米。边坡表层离石黄土结构疏松，孔隙较大，在降雨和地震条件下，易发生黄土体内圆弧滑动。

边坡稳定性分析研究及工程应用

边坡稳定性分析研究及工程应用摘要：边坡问题始终是岩土工程界所研究的主要问题之一。由于问题的复杂性，在边坡工程建设中，怎样对边坡的稳定性进行正确的分析并且制定行之有效的处理与防治方案仍然是当前岩土工程领域的重点、难点所在。因此我们应当更加重视对于边坡工程问题的稳定性分析。关键词：边坡稳定性；工程应用；影响因素；工程应用 1边坡稳定性分析研究 1.1极限平衡分析法极限平衡法是在分析边坡稳定性较早使用的一种方法，主要思想是在边坡滑面的范围内，划分成若干个竖向或斜向的条块，通过对每个条块建立平衡方程来建立整个边坡体的平衡方程，并求得边坡安全系数。常见的极限平衡法有Ordinary法或Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-price 法、Lowe-Karafiath法、Sarma法、不平衡推力法和传递系数法等。极限平衡法的发展已较成熟，其理论也更加完善，计算方法也更加的严谨。特别是随着极限平衡分析软件出现，用极限平衡法能够处理越来越复杂的问题，如复杂的多层地层、超孔隙水压力条件、各种线性非线性模型和各种的加载模型等。因此在边坡稳定性分析中得到了相当广泛的应用。 1.2数值分析方法 1.2.1有限元法（FEM）该法的基本原理是将连续的系统离散为一组单元的组合体，用在每个单元内的求出近似解，再将所有单元按标准方法组合为一个与原有系统相近似的系统，基于等价微分方程的积分原理组建节点平衡方程组，并利用虚功原理与最小势能原理来求解。该法已发展的相当成熟，全面满足了静力平衡、应变相容和应力、应变之间的本构关系。同时可以不受边坡几何形状的不规则和材料的不均匀性的限制。有限元用的较多的软件如ABAQUS、ANSYS等。但在求解大变形、位移不连续、无限域、和应力集中问题还有欠缺。计算常出现不收敛，这样会影响到数值计算的可信度。 1.2.2离散单元法（DEM）离散单元法是一种显示求解的动态数值方法。基本原理和有限单元法一样，将区域划分若干个单元，通过单元间接触关系建立位移与力的相互作用规律，并通过迭代利用显式时间差分法求解动力平衡方程。主要在大变形问题和动力稳定问题上有较大优势。 1.2.3快速拉格朗日差分分析法（FLAC）基本原理类同于离散单元法，此法弥补了有限元的一些不足，它能处理一般的大变形问题，还能模拟支护结构与岩体的相互作用。较真实地反映实际材料的在边坡分析中的运动过程，在边坡的稳定性分析及加固处理模拟中取得了满意的结果。不足之处是在进行网格划分时存在主观性，不同的网格划分分析出来的结果可能存在差异。近年来有学者专门对FLAC方法本身进行了探讨，其计算误差值得关注。 1.2.4边界元法（BEM）它是以定义在边界上的积分方程为控制方程，通过对边界离散插值，化为代

岩土高边坡稳定性分析与检测

西南石油大学本科生课程考试试卷姓名许正瑜学号0909010223 专业土木工程专业方向岩土工程学院土木工程与建筑学院任课教师张伯虎考试课程《岩土工程最新动态》考试时间2013.03 考试方法论文提交考试成绩土木工程与建筑学院

高边坡工程稳定性分析与检测许正瑜，0909010223 （西南石油大学，土木工程与建筑学院，成都，610500）摘要：在高边坡工程地质问题中，通过传统对一般性边坡稳定性研究所取得的各项分析理论和工程经验，再结合新理论与计算机科学技术和创新性性思维对高边坡稳定性问题进行研究，并且在研究方法（数值模拟技术、模型实验方法）和高边坡的非线性动力学、控制变形、动力响应、检测方面取得了诸多创新性成果。通过这些理论，成功完成了近几十年来许多具有世界性影响性的高边坡典型性大工程，也推动着我国在高边坡这领域不断前行以迎接更多挑战。关键词：一般性边坡；高边坡；稳定性分析；高边坡检测 1 引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，同样也是建设工程中最为常见的工程形势之一，如露天开挖出水利水电工程斜坡、铁路公路修建时形成的路基边坡和路边边坡、房屋建筑周围边坡和基础施工中形成的基坑边坡。然而，绝大多数的边坡在多种因素的影响下却是不稳定的，比如在岩土的性质、岩层的构造与结构、水文地质条件、地貌因数、风化作用、地震等因素的影响下，边坡往往会以滑坡、滑塌、崩塌、沉陷、剥落、泥石流等破坏形式（如表1）【1】对人们的生命生活财产造成严重的损失，甚至是毁灭行的灾难。随着经济的发展和人们对边坡的重视程度不断提高，边坡工程研究理论建立在土力学和岩石力学的基础上便应允而生且不断取得理论成果，同时在科技和机械的发展前提下，边坡工程施工技术也向多元化、经济化、实用化方向发展。此工程主旨在通过工程技术手段对各种边坡进行人为干预，从而提高边坡整体稳定性。（如图1，图2）表1岩质边坡破坏形式

边坡稳定性分析

边坡稳定性分析内容摘要目前，边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务，对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。论文首先简要阐述了边坡工程稳定性分析及处治技术研究的意义，介绍了边坡工程稳定性分析的一些常用方法，并结合笔者的实践经验，提出了边坡工程处治对策。边坡稳定分析是岩土工程中的重要研究课题。边坡稳定性分析的观点变化是随着人类理论方面的突破和实践经验的积累而变化的。总的来说,边坡稳定性分析是一个逐步由定性分析向定量、半定量分析发展的过程,并且可视化程度越来越高。文章从定性分析、定量分析、不确定分析等角度介绍了几种主要的边坡稳定性分析方法关键词：边坡；边坡稳定性；边坡失稳；稳定性分析；处治对策 1

边坡稳定性分析目录内容摘要 (1) 1绪论 (4) 1.1 边坡稳定性概念 (4) 1.1.1 边坡体自身材料的物理力学性质 (4) 1.1.2 边坡的形状和尺寸 (5) 1.1.3 边坡的工作条件 (5) 1.1.4 边坡的加固措施 (5) 1.2 边坡的稳定性表示方法 (5) 1.3 边坡破坏 (6) 2 边坡的分类 (6) 3 边坡稳定性的影响因素 (7) 3.1 潜在影响因素 (7) 3.1.1 地形因素 (7) 3.1.2 地质材料因素 (7) 3.1.3 地质构造因素 (8) 3.2 诱发影响因素 (8) 3.2.1 环境因素 (8) 3.2.2 人为因素 (9) 4 边坡稳定性的分析方法 (10) 4.1 定性分析方法 (10) 4.1.1 工程地质类比法 (10) 4.1.2 地质分析法(历史成因分析法) (10) 4.1.3 图解法 (10) 4.1.4 边坡的分析数据库和专家系统 (11) 4.2 定量分析方法 (11) 4.2.1 极限平衡法 (11) 2

常用的边坡稳定性分析方法

第一节概述 (1) 一、无粘性土坡稳定分析 (1) 二、粘性土坡的稳定分析 (1) 三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 (1) 四、土坡稳定分析讨论 (1) 第二节基本概念与基本原理 (1) 一、基本概念 (1) 二、基本规律与基本原理 (2) （一）土坡失稳原因分析 (2) （二）无粘性土坡稳定性分析 (3) （三）粘性土坡稳定性分析 (3) （四）边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 (7) （五）土坡稳定分析的几个问题讨论 (8) 三、基本方法 (9) （一）确定最危险滑动面圆心的方法 (9) （二）复合滑动面土坡稳定分析方法 (9)

常用的边坡稳定性分析方法土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡，也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。本章主要学习目前常用的边坡稳定分析方法，学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。第一节概述学习土坡的类型及常见的滑坡现象。一、无粘性土坡稳定分析学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程，坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。二、粘性土坡的稳定分析学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。四、土坡稳定分析讨论学习讨论三个问题：土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。第二节基本概念与基本原理一、基本概念 1．天然土坡(naturalsoilslope)：由长期自然地质营力作用形成的土坡，称为天然土坡。 2．人工土坡(artificialsoilslope)：人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土

黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施 ——以延安新区13标段北端高边坡为例摘要：本文以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象，首先，通过现场勘查，查明了研究区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等特征，并对填筑体的工程性质进行了大量试验研究。然后，根据研究区边坡的地质条件和填方边坡的实际情况，选择代表性剖面采用极限平衡分析法分别计算出天然、暴雨及地震工况下的边坡安全系数，对研究区填方高边坡的稳定性进行了综合评价。其次，采用有限元法模拟分析填方高边坡在不同工况下的变形特征及应力分布规律，结合极限平衡法的稳定性评价结果，综合评价了边坡的稳定性。最后，根据研究区高边坡稳定性状况，结合现场实际情况，提出了排水和护坡两种防治措施。本文的研究成果对延安新区建设具有一定的理论指导和重要的实际应用价值。关键词：延安新区，黄土高填方边坡，稳定性，极限平衡法，二维有限元分析 ABSTRACT：Firstly, this thesis studies the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks.Based on field investigation and detailed investigation,engineering geological environment of this district is studied, finding out topography and geomorphology, stratum lithology, geological structure, bad geological phenomenon, etc, which is the basis of stability analysis.Secondly, limit equilibrium principle is used on the natural slope and the typical slope surface of slope of the risen underground water level under different conditions .Through a variety of methods to calculate,the most dangerous slip surface can be found out, and the mechanism of the factors influencing the loess high slope stability and its sensitivity is analyzed.Then, according to the results of two-dimensional finite element analysis, the stress distribution characteristics and deformation of the typical profile can be studied , the deformation and destruction condition of the slope is analyzed. According to the results of limit equilibrium method ,the stability of high embankment slope were evaluated with comprehensive analysis ,and the deformation and destruction forms of loess high embankment slope .Finally, according to the characteristics of the deformation of high slope, drainage and slope protection control measures are put forward for the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks, which is a reliable theoretical basis on slope treatment in the future . This article research results of yan 'an district construction is of certain theoretical guidance and practical application value. KEY WORDS:Yan'an District;the loess high embankment slope; stability; limit equilibrium method;a two-dimensional finite element analysis 一论文的研究背景本论文的研究课题是“黄土高填方边坡的稳定性分析与防治措施”，以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象，该边坡填方高度超过100m，属于超高填方边坡，开展该边坡的稳定性分析评价及防治措施研究对延安新区建设具有重要的理论指导和实际意义。二、研究区工程地质条件本章通过现场调查和详细勘察，查明了场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、不良地质现象等工程地质条件，对工程的地质概况有了整体了解，为选择有代表性的剖面，建立填方边坡的地质模型创造了条件，为准确可靠地计算与评价场区高填方边坡的稳定性提供了依据。三、高填方边坡稳定性分析及评价

高边坡稳定性分析与边坡加固论文

高边坡稳定性分析与防护加固摘要：高边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程, 由于边坡内部结构的复杂性和组成边坡岩石物质的不同, 造成边坡破坏具有不同模式。对于不同的破坏模式就存在不同的滑动面, 因此应采用不同的分析方法及计算公式来分析其稳定状态。同时本文在工程地质状况和边坡稳定性分析验算的基础上，对高速公路边坡加固工程中的理措施方案加固原理、施工工艺和其它防护措施进行了详细阐述，并对处理效果进行了简要评价。关键词：关键词1：边坡防护；关键词2：加固；关键词:3：处理措施 1、概论边坡稳定性分析一直是岩土工程的一个重要研究内容。目前边坡稳定性的分析评价方法多种多样, 大体上可以将它们分为确定性分析方法和不确定性分析方法两类。尽管这些评价方法已经得到广泛应用, 但由于边坡稳定性受多种因素影响, 且各影响因素又具有复杂性和不确定性(如模糊性、信息的不完全性和未确定性, 因此确定性分析方法的分析结果与实际不能完全吻合, 而不确定性分析方法的准确性与实际情况之间又存在差距。目前,我国正大规模的开展基础设施的建设, 这为边坡工程的研究创造了良好的条件, 同时也需要加强对边坡工程稳定性分析评价方法方面的研究, 以指导工程的设计与施工。 2、边坡稳定性方法分析 2.1 确定性分析方法 2..1 1 极限平衡理论极限平衡理论的主要思想是将滑动土体进行条分, 根据极限状态下土条受力和力矩的平衡来分析边坡的稳定性。根据对平衡方程组增设的边界条件不同, 又分为如下几种方法。瑞典条分法：该法假定滑裂面为圆弧面,不考虑条间力, 其安全系数为滑裂面上的抗滑力矩与滑裂面以上土体的滑动力矩之比, 用总应力法求得给定滑裂面的安全系数, 再经反复试算比较确定出边坡的最小安全系数。简化毕肖普( Bishop )法：该方法假定条间力水平, 即只考虑水平推力而不考虑竖向剪力, 故安全系数为整个滑裂面的抗剪强度与实际剪应力之比, 然后

边坡稳定性分析模式及流程

一、土岩混合边坡分析土岩混合边坡稳定性分析一般有四种: 1、上部土层及风化层内部的破坏（圆弧或折线，受土体强度控制，软件自动搜索最危险滑面）； 2、沿土岩交界面滑动破坏（土与风化层面或土、风化层与基岩面，受交界面强度控制，软件指定交界面进行计算稳定性，采用圆滑滑动（均质土体时）和折线滑动（覆盖层与基岩面时）两种计算）； 3、下部岩体结构面破坏（受结构面控制，平面或楔形体破坏，倾倒破坏也可能。先用赤平投影定性分析（龙海涛和理正结合使用），根据定性情况，若不稳定，则用理正进行定量稳定性计算（平面滑动和楔形体滑动））。 4、上部土体圆弧滑动，下部岩体沿结构面滑动破坏（分析了1和3后，二者都不稳定时，则对边坡整体进行计算，采用1的最危险滑动面与3的平面滑动面组合成上部圆弧，下部直线（层面、某节理裂隙或结构面组合的交线）的整体滑动面，采用传递系数法进行稳定性计算），则1.2.3.4得到四种稳定系数，根据稳定系数进行综合评价。 5、极软岩边坡可能受岩土体强度控制，也可能受结构面控制，故也应对边坡整体进行稳定性计算，采用圆弧滑动（简化毕肖普法）和折线滑动（传递系数隐式解法）分别进行计算。 6、若1.2稳定，3不稳定，则会发生下部岩体沿结构面滑动破坏，从而带动上部土体一起滑动破坏。故下部岩体稳定性很重要。综合內摩擦角是对平面滑动的，若提粘聚力很小，甚至为零，只有內摩擦角，则破坏模式为平面滑动，如砂砾石层，岩层等。若判断破坏模式为圆弧滑动，则必须提粘聚力与內摩擦角，如破碎岩层、强风化层与上部土层可能发生圆弧滑动破坏。故，提不提粘聚力，可否换算成综合內摩擦角，取决于判断其破坏模式是圆弧还是平面滑动。下部为极软岩的土岩混合边坡除按岩质边坡分析外，还需计算五种滑动面稳定系数，如下：（下部为硬质的边坡，可不计算整体圆弧滑动，整体折现滑动视基岩内部裂隙及破碎带

黄土高边坡工程稳定性分析及设计

黄土高边坡工程稳定性分析及设计［提要］延安煤油气资源综合利用项目厂址主要位于洛河两岸的黄土边坡上，场区高边坡的稳定性尤为突出，本文结合场区工程地质条件及相应规范，对典型高边坡进行优化设计，并针对天然工况、暴雨或连续降雨工况和地震工况条件下进行高边坡工程的稳定性分析，结果表明：经优化设计后的边坡安全系数满足工程的设计要求。期望通过本文提出的设计理念，为类似工程提供有益的参考。关键词：黄土高边坡；稳定性分析；圆弧法；优化设计中图分类号：TB2 文献标识码：A 收录日期：2012年3月2日一、引言富县丰富的煤气资源、便利的交通条件、广阔的土地资源、富集的水电资源、良好的人居和投资环境，2008年陕西省发改委决定延安能化公司煤油气资源综合利用项目厂址确定在富县洛阳镇洛阳村，洛河从洛阳村北侧和西侧流过，本项目的建设用地坐落在洛河两岸。该项目区域内地貌特征主要为单斜地形，拟开挖边坡高度最高达120m之多，洛河东西两侧场区内地貌、地层岩性复杂，富含地下水，且多有不良地质作用。由于其独特的地层条件和区域水文地质条件，大量文献表明，对于具有较强裂隙性、结构性、水敏性的黄土地层来说，在人工开挖、降雨入渗和地震荷载等工况下，边坡的开挖将会产生不安全因素。可见，高边坡开挖施工可能会严重影响厂区的建设进度和厂区的安全经营，有必要对场区的高边坡进行工程治理并对其削坡后的边坡稳定性进行演算分析，保证工程的安全施工和运营，本文拟从工程勘察结果，结合相应的设计规范，提出具有典型代表性高边坡的设计原则和方案，并采用圆弧法和裂隙圆弧法来分别计算不同工况下高边坡的安全系数，对设计结果进行演算，为陕北地区类似高边坡工程的设计提供参考。二、高边坡工程的地质条件拟建场地地貌单元属黄土粱、峁、沟壑地带。场地地形地貌详见图1和图2。据勘探揭露，场地地层岩性自上而下依次为：耕植土、第四纪全新世坡、洪积黄土状土；第四纪晚更新世风积黄土、残积古土壤；第四纪中更世风积黄土、残积古土壤，三叠系下统瓦窑堡组砂岩及砂、页岩互层体。建设场地地下水可划分为4个含水岩组，即黄土梁峁潜水含水岩组、第四系冲积层潜水含水岩组、中生界裂隙孔隙潜水含水岩组、中生界裂隙孔隙承压水含水岩组。（图1、图2）根据现场调查，边坡的不良地质作用主要有五种：黄土剥落、坡面冲刷、黄土塌陷、黄土崩塌和黄土滑坡，详见图3和图4。（图3、图4）

第二节_边坡稳定性分析方法

第二节边坡稳定性分析方法力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。 1．力学验算法 (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验算，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，拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据，作为确定路基边坡值的依据。一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算，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。 3．力学验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。一、直线滑动面法松散的砂类土路基边坡，渗水性强，粘性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力。失稳土体的滑动面近似直线状态，故直线滑动面法适用于砂类土：如图2-2-4所示，验算时，先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面，将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD，沿假设的滑动面AD滑动，其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计)：

验算的边坡是否稳定，取决于最小稳定系数Kmin的值。当Kmin＝1.0时，边坡处于极限平衡状态。由于计算的假定，计算参数(r，Ψ，c)的取值都与实际情况存在一定的差异，为了保证边坡有足够的稳定性，通常以最小稳定系数Kmin≥1.25来判别边坡的稳定性。但Kmin过大，则设计偏于保守，在工程上不经济。当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时，其粘聚力很小，可忽略不计，则式（2-2-3）变为：式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。二、圆弧滑动面法用粘性土填筑的路堤，边坡滑坍时的破裂面形状为一曲面，为简化计算，通常近似地假设为一圆弧状滑动面。分析边坡稳定性时，按其各种不同的假设，有多种方法，但工程上普遍采用条分法(又称瑞典法)及具简化计算的表解法和图解法。 1．条分法条分法是圆弧滑动面稳定性计算方法中一种具有代表性的方法。该法力的概念明确，使用范围较广，基本原理是静力平衡，计算时取边坡的单位长度。分条的目的，在于使计算结果较为精确。稳定系数最小值Kmin，通过多道圆弧试算而得，计算工作量较大，分条不宜过多。条分法要求作图准确，尽量减少量取尺寸的误差。 (1)计算公式及其步骤 1)如图2-2-5所示，通过坡脚任意选定一个可能的圆弧滑动面AB，其半径为R。将滑动土体分成若干个垂直土条，其宽度一般为2~4m，通常分8~10个土条，分条时，可结合横断面特征，如分在边坡或地面变化点处，以便简化计算。式中：ai为第i条土体弧段中心点的半径线与通过圆心的垂线之间的夹角。 3）以圆心o点为转动圆心，半径R为力臂，计算滑动面上各力对O点的滑动力矩，但应注意在OY轴右侧的Ti为正，是促使土楔体滑动的力；而在OY轴左侧的Ti’方向相反，其值为负，是抵抗土楔体滑动的力，其产生的力矩应在滑动力矩中扣除。因此，滑动力矩为M滑＝

边坡稳定性及处理方法

边坡稳定性及处理方法坡失稳灾害以其分布广害大，而对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。因此，研究边坡变形破坏的过程，分析其失稳的主要影响因素，对正确评价边坡的稳定性、采取相应有效的边坡加固治理措施具有重要的现实意义。 1边坡工程稳定性分析 1.1边坡稳定性的影响因素边坡在形成的过程中，其内部原有的应力状态发生了变化，引起了应力集中和应力重分布等。为适应这种应力状态的变化，边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏，这是推动边坡演变的内在原因；各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化，这些条件是推动边坡演变的外部因素。 1.1.1地质构造地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。 1.1.2气候因素极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。

1.1.3地下水处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。 1.1.4边坡形态边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。 1.15 人类活动据统计，50%以上的滑坡事件与人类活动有着直接或间接的关系。随着社会经济的发展，自20世纪中期以来，人类活动的力量日益剧增，并表现出逐渐取代自然营力。在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。1.2边坡工程稳定性分析方法 1.2.1边坡极限平衡法极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法，也是工程实践中应用最多的一种方法。它是在已知滑动面上对边坡进行静力平衡计算，根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关