1.3.1边坡稳定
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。
露天矿山边坡稳定安全管理措施
露天矿山边坡稳定安全管理措施采矿生产过程中出现的边坡有露天采矿的边帮、排土场的边坡、地下采矿排弃的废石堆。
排土场的边坡和废石堆具有共同的特征。
1边坡稳定1.1边坡稳定的规定(1)正常生产时期对采场工作帮应每季度检查一次,高陡边帮应每月检查一次,不稳定区段在暴雨过后应及时检查,对运输和行人的非工作帮,应定期进行安全稳定性检查(雨季应加强)。
(2)邻近最终边坡作业,应采用控制爆破减震;应按设计确定的宽度预留安全平台、清扫平台、运输平台;应保持台阶的安全坡面角,不应超挖坡底;局部边坡发生坍塌时,应及时报告矿有关主管部门,并采取有效的处理措施;每个台阶采掘结束,均应及时清理平台上的疏松岩土和坡面上的浮石,并组织矿有关部门验收。
(3)临近边坡排弃废石时,应保证边坡的稳固,防止滚石、滑塌的危害。
且注意废石场荷载对边坡的影响(4)应根据最终边坡的稳定类型、分区特点确定边坡各区监测级别。
对边坡应进行定点定期观测,包括坡体表面和内部位移观测、地下水位动态观测、爆破震动观测等。
(5)遇有岩层内倾于采场且设计边坡角大于岩层倾角,有多组节理、裂隙空间组合结构面内倾采场,有较大软弱结构面切割边坡、构成不稳定的潜在滑坡体的边坡,应事先采取有效的安全措施,管理边坡的稳定及安全。
1.2边坡安全管理的措施(1)确定合理的台阶高度和平台宽度,台阶高度与埋藏条件和矿岩力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求有关,一般不超过15m。
平台宽度影响边坡角的大小、边坡的稳定性。
工作平台宽度一般为30~40m。
(2)正确选择台阶坡面角和最终边坡角,台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关,较稳定的矿岩,工作台阶坡面角不大于55°;坚硬稳固的矿岩,工作台阶坡面角不大于75°。
(3)选用合理的开采顺序和推进方向,坚持从上到下的开采顺序,坚持打下向孔或倾斜炮孔,杜绝在作业台阶底部进行掏底开采,避免边坡形成伞檐状和空洞。
现代土木工程施工
１ 土方工程
• １．３．１．１ 土方边坡的稳定
(１)土壁塌方的原因 造成土壁塌方的原因主要有以下几点: ① 边坡过陡,使土体的稳定性不够,而引起塌方现象;尤其是在土质差、 开挖深度大的坑槽中,常会遇到这种情况. ② 雨水、地下水渗入基坑,使土体泡软,重量增大,抗剪能力降低,这是 造成塌方的主要原因. ③ 基坑上边缘附近大量堆土或停放机具、材料,或由于动荷载的作用, 使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度.
１ 土方工程
• １．３．１．２ 土方边坡
– 条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑、沟槽底面标高时,挖方 深度在５m 以内,不加支撑的边坡留设应符合表１．５的规定.
１ 土方工程
• １．３．１．２ 土方边坡
– 对于使用时间在一年以上的临时性填方边坡坡度,则应满足以下要 求:当填方高度在10m以内时,可采用1:1.5边坡坡度;当高度超过 10m 时,可做成折线形,上部采用1:1.5边坡坡度,下部采用1:1.75坡 坡度. – 至于永久性挖方或填方边坡,则均应按设计要求施工.
１ 土方工程
• １．３．１．１ 土方边坡的稳定
(２)防治塌方的措施 为了保证土体稳定及施工安全,针对上述塌方原因,可采取以下措施: ① 放足边坡 边坡的留设应符合规范的要求,其坡度的大小则应根据土壤的性 质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期的长短等因素确定. 例如,黏性土的边坡可陡些,砂性土则应平缓些;井点降水或机械在坑 底挖土时边坡可陡些,明沟排水、人工挖土或机械在坑上边挖土时则 应平缓些;当基坑附近有主要建筑物时,边坡应取１∶１．０~１∶ １．５. 当在工期短、无地下水的情况下,留设直槽而不放坡时,其开挖 深度不得超过下列数值:密实、中密实的砂土和碎石类土(充填物为 砂土)为１ m;硬塑、可塑的轻亚黏土及亚黏土为１．２５m;硬黏、 可塑的黏土和碎石类土(充填物为黏性土)为１．５m;坚硬的黏土为 ２m.
深基坑-边坡稳定(1)
瑞典圆弧法
基本假定 瑞典圆弧法又简称为瑞典法或费伦纽斯法，
它是极限平衡方法中最早而又最简单的方法，其 基本假定如下：
(1)假定土坡稳定属平面应变问题，即可取其 某一横剖面为代表进行分析计算。
(2)假定滑裂面为圆柱面，即在横剖面上滑裂 面为圆弧；弧面上的滑动土体视为刚体，即计算 中不考虑滑动土体内部的相互作用力(Ei，Xi不考 虑)。
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在工程设计中，判断边坡稳定性的大小习惯上采 用边坡稳定安全系数来衡量。l955年，毕肖普 (A.W.Bishop)明确了土坡稳定安全系数的定义：
FS
f
(2.1)
式中： f ——沿整个滑裂面上的平均抗剪强度；
r——沿整个滑裂面上的平均剪应力；
F S ——边坡稳定安全系数。
按照上述边坡稳定性概念，显然，>1，土坡稳定； <1，土坡失稳；=1，土坡处于临界状态。
(4)边坡的加固措施
边坡的加固是采取人工措施将边坡的滑动传送 或转移到另一部分稳定体中，使整个边坡达到一种 新的稳定平衡状态，加固措施的种类不同，对边坡 稳定的影响和作用也不相同，但都应保证边坡的稳 定。
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边坡稳定性分析基本理论和假定 边坡稳定分析的方法比较多，但总的说来可
分为两大类，即以极限平衡理论为基础的条分法 和以弹塑性理论为基础的数值计算方法。 条分法以极限平衡理论为基础，由瑞典人彼 得森(K.E.Petterson)在1916年提出，20世纪30～40 年代经过费伦纽斯(W.Fellenius)和泰勒(D.W.Taylor) 等人的不断改进，直至l954年简布(N.Janbu)提出 了普遍条分法的基本原理，l955年毕肖普明确了 土坡稳定安全系数，使该方法在目前的工程界成 为普遍采用的方法。
内摩擦角与边坡稳定系数
内摩擦角与边坡稳定系数
内摩擦角是描述岩（土）体稳定性的一个重要指标，它是指在无荷重情况下，作用于岩（土）颗粒间的法向应力与内摩擦角之差角。
内摩擦角越大，说明岩（土）体的稳定性越好。
边坡稳定系数则是指边坡稳定性的安全度，它与多种因素有关，包括边坡的高度、宽度、土的种类、是否有地下水等。
边坡稳定性系数是指安全系数，用sf表示，其值范围在1.3～3之间。
根据安全系数的大小可以确定该边坡稳定状况的优劣程度。
安全系数大则边坡稳定，可以正常工作；安全系数小则可能发生滑坡等危险状况。
内摩擦角和边坡稳定系数都与岩（土）体的稳定性有关，它们共同决定了边坡的稳定性和安全性。
边坡稳定性分析—
第一章绪论1．1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，也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。
滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
公路边坡稳定性分析与防护措施优化
公路边坡稳定性分析与防护措施优化摘要：公路边坡的稳定性对于交通安全和公路工程的可持续发展至关重要。
为了提高公路边坡的稳定性和安全性，需要进行详尽的边坡稳定性分析，并采取有效的防护措施进行优化。
本文探讨了公路边坡稳定性分析的关键要素，包括地质勘察、边坡坡度与高度、边坡土壤力学参数、水文地质条件和地震活动性。
在防护措施优化方面，提出了坡面排水系统、护坡结构、植被覆盖、监测与预警系统以及维护与修复等关键措施。
通过综合考虑这些要素和措施，可以提高公路边坡的稳定性，降低地质灾害的风险，并为公路交通安全提供可靠保障。
未来的发展应致力于引入新技术、新材料和先进方法，加强边坡监测和研究，并不断完善和优化公路边坡稳定性分析与防护措施，为公路工程创造更加安全、高效和可持续的道路网络。
关键字：公路边坡、稳定性分析、防护措施、地质勘察、边坡坡度引言：公路边坡是公路工程中重要的组成部分，其稳定性对交通安全和公路使用寿命具有重要影响。
随着交通运输的发展和公路建设的不断扩张，对公路边坡的稳定性分析和防护措施优化的需求日益增加。
公路边坡的稳定性受到地质条件、坡度与高度、土壤力学参数、水文地质条件以及地震活动性等多种因素的影响，因此需要进行综合的分析和研究。
本文将探讨公路边坡稳定性分析的关键要素，并重点探讨如何优化防护措施，以提高公路边坡的稳定性和安全性。
通过对公路边坡的深入研究和分析，我们能够为公路工程提供可靠的技术支持，确保交通运输的安全畅通，并为公路建设的可持续发展做出贡献。
1.公路边坡稳定性分析的关键要素：1.1 地质勘察：地质勘察是公路边坡稳定性分析的基础，通过对边坡地质条件的详细调查，包括地质构造、岩性、断裂和地下水位等因素，确定边坡的地质特征。
地质勘察需要进行野外地质调查和室内实验室测试，以获取边坡区域的地质数据和土壤样本，为后续的稳定性分析提供基础数据。
1.2 边坡坡度与高度：边坡的坡度和高度是影响其稳定性的重要因素。
边坡防护各种方法优缺点
公路边坡常用支护方式及优缺点对比目前，我国山区高速公路建设迅猛发展。
在高等级公路的修建中，出现大量的深挖路堑与高填路堤边坡，其防护问题非常突出。
为了满足安全可靠和经济合理双重目标，对高边坡病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得十分重要。
公路边坡沿公路分布的范围广，对自然环境的破坏范围大，如果在防护的同时，能够注意保护环境和创造环境，采用适当的绿化防护方法来进行，则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点，也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。
对公路边坡进行防护，必须考虑以下问题：①边坡稳定：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差与温度变化的影响，防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程，从而保护路基的整体稳定性。
②环境保护：使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。
③综合效应：综合防光，防眩，防烟，诱导司机视线，改善景观等目的进行边坡绿化防护，充分发挥防护工程的综合效益。
1、工程防护1.1 抹面与捶面1.1.1适用条件：①对各种易于风化的软岩层（如泥质砂岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等）边坡，当岩层风化不甚严重时；②所防护的边坡，本身必须是稳定的，但其坡面形状、陡度及平顺性不受限制；③所防护的边坡，必须是干燥、无地下水的岩质边坡。
1.1.2构造要求：①抹面厚度一般为5～7cm，捶面厚度为10～15cm，一般为等厚截面。
②抹面与捶面工程的周边与未防护坡面衔接处，应严格封闭。
如在其边坡顶部做截水沟，沟底与沟边也要做抹面或捶面防护。
③大面积抹面或捶面时，每隔5～10m应设伸缩缝。
1.2 灌浆与勾缝灌浆适用于石质坚硬、不易风化、岩层内部节理发育，但裂缝宽度较小的岩质路堑边坡。
勾缝适用于石质较坚硬、不易风化、张开节理不甚发育，且节理缝较大较深的岩石路堑边坡上。
1.3水泥土护坡1.3.1适用条件：①适用于粉土、粉砂、粉质粘土、粘土等填方边坡。
②易受洪水浸淹的路基填方边坡。
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硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；
硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m； 坚硬的粘土： 2m 。
深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度
土的类别
中密的砂土 中密的碎石类砂土 硬塑的粉土 中密的碎石类粘土 边坡坡度（高:宽） 坡顶无荷载 坡顶有静载 坡顶有动载
1 :1.00 1:0.75
1:1.25 1:1.00
1:1.50 1:1.25
1:0.67
1:0.50
1:0.75
1:0.67
1:1.00
1:0.75
3、边坡护面措施： 覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压 坡法，喷混凝土法、土钉墙
（a）薄膜或砂浆覆盖
（c）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面
（b）挂网或挂网抹砂浆护面
土质、开挖深度、开挖方法、留置时间、排水情况、坡上 荷载（动、静、无）
（二）放坡与护面
1、放边坡
（1）边坡坡度i i=tgα =H/B=1:(B/H)=1:m
H
B
α
m――坡度系数。m＝B/H
（2）边坡形式：斜坡、折线坡、踏步（台阶）式 （3）最陡坡度规定：土质均、水位低、时间短、5m深以内。下表
2、直壁（不加支撑）的允许深度：
（d）土袋或砌石压坡护面
基坑边坡护面方法示意图
1.3.1土方边坡及其稳定
（一）条件与因素
1、边坡稳定的条件
C
T＜ C 滑坡面 T T――土体下滑力。下滑土体重 力的分力，受坡上荷载、雨水、 Q 静水压力影响。 C――土体抗剪力。由土质决定，受气候、含水量及动 水压力影响。 或者说：土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载 作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。 2、确定边坡大小的因素（主要6个方面）