岩石路堑边坡稳定性分析
论公路路基边坡稳定性影响因素及防治措施
论公路路基边坡稳定性影响因素及防治措施摘要：路基边坡作为公路组成的重要环节，其失稳现象不仅对道路的正常使用造成影响，同时还会威胁到道路的运行安全，因此分析路基边坡失稳原因，制定有效防护措施，对于现代交通事业的发展而言既重要又紧迫。
关键词：路基边坡；稳定性；影响因素；防治措施1.路基边坡稳定性影响因素作为一个开放、动态的复杂系统，公路路基边坡失稳原因具有一定综合性与复杂性。
通常而言，地质因素与非地质因素为路基边坡失稳的两大主导因素。
1.1地质因素（1）边坡岩土体类型及性质。
砂性土边坡由于其所含砂或砂性土拥有较大的透水性，因此容易在振动作用下因液化破坏而造成边坡失稳；粘土边坡通常在干燥时坚硬但易开裂，遇水后又易膨胀分解，因此对于边坡稳定性维护不利；而软土边坡抗剪强度较低且流变性明显，使得边坡很难趋于稳定。
（2）边坡形态。
通常而言，路基边坡越斗其稳定性越差，边坡越缓稳定性越好；坡高越大边坡越易失稳；凸形（平面形态）边坡相比凹形边坡稳定性较差，即使同为凹形边坡，边坡等高线曲线半径越小则边坡越稳定。
（3）地质条件。
通常情况下，反向倾斜边坡稳定性优于同向倾斜边坡，并在同向倾斜边坡中，结构面倾角越大，边坡稳定性越差；当倾向不利的结构面走向平行于坡面时，边坡稳定性表现最差，反之便越稳定。
（4）水文条件。
由于地下水的富集程度随边坡水文条件的变化而改变，而水体又对岩体、土体、泥化夹层以及软质岩力学性质影响明显，因此路基所处位置的地表水与地下水的富集程度对边坡稳定性存有一定的影响。
1.2非地质因素（1）气候条件。
降雨为气候条件中影响最为严重的因素，其可导致边坡组成材料因含水率过高而出现软化现象，同时对于某些特殊岩体而言，还会使其发生膨胀及其改变物理力学性质，从而造成边坡失稳。
（2）风化作用。
风化作用通常可扩大并增加岩土体裂缝，致使其透水性增强，抗剪性降低，对边坡坡度与形状造成影响；与此同时，地表水因风化裂隙等次生结构面及次生粘土矿物的产生而易于入渗，进而使地下水的动态发生改变。
大型路堑边坡在加固期的稳定性分析
１ ３ ／ ３ ０到 ５ ０ ／ ３ 不等 ， 说 明土 质为 中密 到高密 。风化土 层 由 砂 、淤泥 、岩石 碎 片和 粉质 粘 土组 成 ，深度 在 ６ ． ５～１ ５ ． ５
之前还没有学者对边坡在加 固过程 中的特性进 行研究 。
ｍ 。滑坡面可能存在于 １ ２ ～ １ ５ ． ５ ｍ深处的粉质粘土处，标
边坡 下部 分的混 凝土覆盖 层 的约束作 用造成 的。随 着加 固
体 系的逐 步完善 ，边坡 的安全 系数也 逐渐增 大 ，并且 满足
干 湿 条件 下 的规 定值 。 关键 词 ：边 坡 稳 定 ；抗 滑 桩 ；加 固 阶 段 ；监 测 ； 边 坡
加 固
图 １为现场平 面 图。在桥 梁基 础施 工 时 ，需 要对 坡脚 进行开挖 ，但开 挖 的同时 ，在坡 面上 发现 了三条 裂缝 。通
韩国气象局 的数据显示 ，在 １ ９ ９ ３～ ２ ０ ０ ３年韩 国民众 因 为边坡 自然灾 害和边 坡施 工过程 中破坏 的死亡 人数 占到 了 各种 自然 灾害的死亡人数 的 ２ ２ ． ７ ％。 由此 可 以看 出 ，边坡
灾害已经 是最具危 害性 的 自然灾 害之 一。因此 ，对边坡 破 坏的原 因和形成 机理进 行研究 ，并 在研 究的基 础上对 滑坡 进行有效地加 固是 十分必要 的。 对边坡进行分 析的方 法主要 有有 限元方 法 、极 限分析
以一套测量 系统对边 坡 和加 固结 构物 在加 固施工 阶段 的稳 定性 和内力分 布进 行 监测 。数 值 分析 采用 极 限平衡 方 法 。 最后 ，将现场 实测 数 据 和数值 计 算 的结果 进行 对 比分 析 ， 以检验在边坡分析 中采取极 限分析方法 的适 用性 和可行性 。
几种常用的边坡稳定性分析软件实例
加拿大边坡计算程序slope/w （Spencer)
有限元强度折减法
安全系数 1.288 1.242 1.27 1.252 1.256
用有限元强度折减法求得的滑动面
福宁高速公路A15-2标段二埔塘2号深路堑高边坡算例
碎石土 强风化晶屑凝灰岩
堆土
弱风化晶屑凝灰岩
未开挖前的原始地貌（断面一）
内摩 擦角
度 30 18
如图所表示，在上图的基础上增加与AB平行结构面FG，FG与CD 共线，FG=AB=21.21m，DF=14.14m,AF=AD=10m。通过有限元 计算得到边坡的稳定安全系数为2.3 。
将FG向右移动5m，使AF=15m， DF=18.03m，AD=10m，左下图是最 先贯通的滑动面，然后滑动面继续 发展，AB和CD也出现贯通，如右 下图,此时的强度折减系数为2.6。
如下图，结构面1到3的距离最近，AD=21.21m,FD=15.81m ，但是滑动面却没有从1-3之间贯通，而是1和2之间贯通，这 是因为从DA贯通后形成的直线了滑动面。
岩桥长度越短时，岩桥也越容易贯通形成滑动面，如 下图，结构面AB倾角71.6°，AD与CE平行，虽然结构面1 和结构面3之间的岩桥倾角与结构面相同，但是结构面1和 2之间的岩桥距离（AD=10m）比1和3的距离（FD=21.21m） 小，滑动面从结构面1和2之间贯通。
图2.4(a)首先贯通的滑动面
图2.4(b)滑动面继续发展
带软弱夹层的土坡稳定分析算例
这个算例最早是由Frelund和Krahn(1977)提出的，随 后被广泛引证。该土坡在坡底1m深处含有一个0.5m厚的 软弱夹层。
不同方法求得的稳定安全系数
计算方法
第三章 路基边坡稳
㈢汽车荷载当量换算
路基承受自重作用、车辆荷载（按车辆最不利情况 排列，将车辆的设计荷载换算成相当于土层厚度Ｈ0 ） Ｈ0称为车辆荷载的当量高度或换算高度。
b-后轮轮距1.8m m- 相邻两辆车后轮的中心间距，1.3m
h0
m
B=Nb+(N-1)m+d
1、已知某路堤有双层土体组成。上层边坡坡率为1：1.5， 土层高位8m，上层土单位体积的重力为17.5kN/m3，内 摩擦角为30°，粘结力为5.0kpa；下层边坡坡率为1： 1.75，土层高为7m，下层土的单位体积的重力为19.0 kN/m3，内摩擦角为40°，粘结力为2.0kpa。试确定边坡 稳定性验算参数单位体积的重力、内摩擦角和粘结力的取 值。 2、已知某土质路堤边坡，高10m,坡率为1：1.4，土的单 位体积的重力 =18 kN/m3，内摩擦角 =20°，粘结 力=14kpa。试分析此边坡的稳定性。 3、
第五节 浸水路堤的稳定性分析
◆3、渗透动水压力对浸水路堤的作用
1）浸水路堤的受力:自重、行车荷载、浮力 渗透动水压力。
2）浸水路堤的不利时刻：涨水？、落水？。 3）土的渗透性：由于土中含有空隙，在水位变化过程中伴有土 中含水量的变化。
对砂性土－渗透性好，动水压力较小；
对黏性土－渗透性不好，动水压力也不大； 对亚砂土、亚黏土－具有一定的渗透性，动水压力较大 ，边坡容易失稳。
稳定性分析步骤
1. 按比例绘制路基横断面图 2. 确定圆心的大致位置和圆弧的形状:通过坡脚任意选定可能 发生的圆弧滑动面AB，其半径为R，沿路线纵向取单位长度 1m。 3. 根据情况分段:将滑动土体分成若干个一定宽度的垂直土条， 其宽一般为2-4m。 4. 计算分段土条的Qi、αi、Ni、Ti，进而计算出K1
用理正岩土计算边坡稳定性
运用《理正岩土边坡稳定性分析》作定量计算（整理人：朱冬林，2012-2-21）1、我目前手上理正岩土的版本为5.11版，有新版本的请踊跃报名，大家共同进步！2、为什么要用理正岩土边坡稳定性分析？现在山区公路项目地形条件越来越复杂，对于一些斜坡（指一般自然坡）或边坡（指开挖后的坡体）的稳定性评价是不可避免，比如桥位区沿斜坡布线，桥轴线与坡向大角度相交，自然坡度20～40°，覆盖层比较厚，到底是稳定还是不稳定？会不会有隐患和危险？必将困扰每个勘察技术人员，说它稳定吧，又怕将来出问题，说不稳定，目前又没有出现开裂变形滑动迹象，那在报告中如何评价桥址的安全性？再比如，路线从大型堆积体上经过，究竟稳定性如何评价？仅靠钻探或地质调查无法对其稳定性进行合理评价。
这时候，就要辅以定量分析计算来提供证据了。
还有，我们在报告中提路堑边坡的岩土经验参数，常常遭设计诟病，按报告中提的参数，自然坡都垮得一塌糊涂了，更不要说开挖了。
我们在正式报告中提出“问题参数”会大大降低了勘察在设计心目中的光辉（灰）形象。
如果我们事先对自然斜坡的横断面进行过初步计算，提出的参数就不会太离谱，必将给设计留下“很专业”的印象。
3、是否好用？很好用。
在保宜项目我一天计算几十个断面，既有效又快。
4、断面图能不能直接从CAD图读入？可以。
只需事先转化为dxf即可（用dxfout命令保存）。
对图形的条件是所有的线段都是直线段组成（对于多段线需要炸开，对于样条曲线可以用多段线描一下再炸开即可），另外图形边界要封闭（事先可以用填充命令试一下，看各个区域是否封闭）。
注意，图中只能有直线段，不能有其它图元（记得按上面操作完后，全选（Ctrl+A）,看“属性”（Ctrl+1），全部为直线，则OK）。
5、下面结合实例讲解计算过程，保证学一遍就上手。
以土质边坡计算为例（最常用）进入土质边坡稳定性分析程序“复杂土层土坡稳定计算”，确定（是不是很复杂？放心，纸老虎而已）点选“增”，第一次用就选“系统默认例题”，后面重复计算就可以选“前一个例题”（其它的大家试一下就了解了）读入dxf图（上面是CAD中作好的图，现在要删掉大部分内容，只保留地层线、边界）（对于上图中无足轻重的小夹层，也可以有选择地去掉，以简化断面图）把简化后的剖面图dxfout存为“***大桥SZK45-SZK55.dxf”，（注意，图中除直线段外不能有任何其它图元，而且各个区域必须封闭，否则将来软件就读不了）“是”，读入“***大桥SZK45-SZK55.dxf”右键点击上面窗口中找到左边角点的编号（为边坡计算的坡面角点）或者上图中较低位置的转角点都可，看你对可能剪出范围的理解（很难用文字表述，大家多试两次就明白了），右键菜单窗口里面的几个功能都要试一下，很有用的。
路堑边坡地质勘察和稳定性分析
路堑边坡地质勘察和稳定性分析罗旋;杨威【摘要】Due to continuous rain and adverse geological conditions,High-grade highways Chenzhou to Ningyuan k205 + 800 - k206 + 050 paragraph cutting slope occurredlandslide instability. In order to provide detailed geological information for the design and construction of the landslide control, and to offer a variety of technical services for the entire process of building, Carried out a detailed analysis and e-valuation of the investigation and stability of the landslide, the concluded can reference for similar projects.%因连续不断的雨水及不良地质情况,导致在建的郴州至宁远高等级公路k205+ 800-k206+ 050段路堑边坡发生滑坡失稳、坍塌.为了给该滑坡治理设计和施工提供详细的地质资料,并为全过程建设提供各种技术服务,对该滑坡进行了详细的勘察和稳定行分析评价,得出的结论可供同类工程参考.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2013(038)001【总页数】5页(P34-37,53)【关键词】路堑边坡;滑坡;勘察;稳定性分析【作者】罗旋;杨威【作者单位】湖南省郴宁高速公路建设开发有限公司,湖南郴州423000;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】U416.1+41 概述在山区高速公路建设中，边坡工程较多，施工难度大，变形量大，处理不当易引起增加投资、延误工期、造成灾害等不良后果。
路基边坡稳分析计算PPT学习教案
（3）人为影响：由于人类不合理地开挖，特别是开挖坡脚；
或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近；在
斜坡上建房或堆放重物时，都可引起斜坡变形破坏。
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◆路基稳定性分析的原因：
根 本 原 因 : 边 坡中 土体内 部某个 面上的 剪应力 达到了 它的抗 剪强度 。
沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，
取两者之比值为稳定系数 K，
R
K
T
㈠破裂面
1、用力学方法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，都按平面
问题处理
2、松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，破裂面近
似直线破裂面法。
3、粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面为圆柱形
、碗形，近似于圆曲面，采用圆弧破裂面法
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xi
R
圆弧圆心确定
为了较快地找到极限滑动面，减少试算
工作量，根据经验，极限滑动圆心在一条线上
，该线即是圆心辅助线。确定圆心辅助线可以
采用4.5 H法或36°线法。
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⑴ 4.5 H法
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⑵ 36°线法
① 由荷载换算土柱高顶点作与水平线成36°
角的线EF，即得圆心辅助线。
路基边坡稳分析计算
会计学
1
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◆路基失稳的原因：
-内部原因
（1）土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，
如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，
使原来的强度降低很多。
基于鸡爪沟地形路基变形规律和路堑边坡稳定评价
路堑边坡稳定性评价与加固措施
工程实例：鸡爪沟地形路基变形规律和路堑边坡稳定评价 稳定性评价方法：采用有限元分析法进行稳定性评价 加固措施：采用锚杆、锚索、土钉等加固措施 加固效果：提高了路堑边坡的稳定性，降低了变形风险
工程效果评估与经验总结
工程实例：鸡爪沟地形路基变形规律和路堑边坡稳定评价 工程效果：路基变形规律和路堑边坡稳定评价结果 经验总结：工程实施过程中的经验和教训 改进建议：针对工程实施过程中存在的问题，提出改进建议
感谢您的观看
汇报人：
协同应对的策略与措施
加强监测：定期对 地形路基变形进行 监测，及时发现问 题
加强维护：定期对 路堑边坡进行维护， 确保其稳定性
加强设计：在设计阶段 充分考虑地形路基变形 与路堑边坡稳定的关系， 制定合理的设计方案
加强合作：加强与相 关部门的合作，共同 应对地形路基变形与 路堑边坡稳定的问题
工程实例分析
路堑边坡稳定性影响因素
地质条件：岩石 类型、结构、强
度等
水文条件：地下 水、地表水、降
雨等
地形条件：坡度、 坡向、坡面形态 等
工程条件：开挖 深度、边坡高度、
支护措施等
环境条件：地震、 风化、冻融等
人为因素：施工 质量、管理水平
等
路堑边坡稳定性评价方法
工程地质条件 边坡变形监测： 数值模拟分析： 稳定性评价指
鸡爪沟地形路基 变形与路堑边坡 稳定的关系
路基变形对路堑边坡稳定性的影响
路基变形可能导致边坡失稳 路基变形可能影响边坡的承载能力 路基变形可能影响边坡的稳定性 路基变形可能影响边坡的抗滑能力
路堑边坡稳定性对路基变形的影响
路堑边坡稳定性直 接影响路基变形
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岩石路堑边坡稳定性分析
[摘要]本文主要阐述了影响岩石路堑边稳定性的主要因素，并且简要说明了岩石路堑边稳定性的分析方法，最后向大家介绍了，堑边路面稳定性的防治措施。
【关键词】堑边路面稳定性；分析方法；防治措施
1、影响岩石路堑边坡稳定性的主要因素
1.1岩石构造和地质类型
影响边坡稳定性的因素主要有地理因素和工程因素。
地理因素包括岩石的结构密度，地貌特征等等因素。
而工程因素主要包括人为因素，工程损伤和地震等不可预计的事件。
在地理因素之中，岩性对边坡的稳定及其边坡的坡高和坡角起重要的控制作用。
坚硬的岩石如花岗岩、石灰岩等可以形成非常稳定的堑边坡。
而在淤泥集中的路段，由于淤泥的流动性非常强，几乎难以形成坚固的边坡。
不同的岩是层组成的边坡，其变形破坏的程度也有着很大的不同，以黄土地区为例，边坡的变形破坏形式以滑坡为主，而在花岗岩、厚层石灰岩、沙岩地区则以崩塌为主。
在碎屑岩以及松散土层的地区，容易产生碎屑流或者泥石流等自然灾害。
在区域构造比较复杂，褶皱比较强烈，新构造运动比较活动的地区，边坡稳定性差。
断层带岩石破碎，风化严重，又是地下水最丰富和活动的地区极易发生滑坡。
岩层结构的形状对边坡稳定也有很大影响，水平岩层的边坡稳定性较稳定，不过却存在陡倾的节理裂隙，则易形成崩塌和剥落。
同向缓倾的岩质边坡的稳定性比反向倾斜的差。
同向陡倾层状结构的边坡，一般稳定性较好，但由于是由薄层或软硬岩层的岩石组成，可能因蠕变而产生挠曲弯折或倾倒。
比较稳定的山坡上反向倾斜的类型，但垂直层面走向的山坡则易产生切层滑坡[1]。
1.2影响堑边坡稳定性中水的作用
地表水和地下水是影响边坡稳定性的重要因素。
不少滑动都是由于水的流动而引起的。
处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，而不透水的边坡，将承受静水压力；充水的张开裂隙将承受裂隙水静水压力的作用；地下水的渗流，将对边坡岩体产生动水压力；水对边坡岩体还产生软化或泥化作用，使岩土体的抗剪强度大为降低；地表水的冲刷，地下水的溶蚀和潜蚀也直接对边坡产生破坏作用。
此外，工程荷载、地震、爆破等因素对边坡稳定性也会产生很大的影响。
2、岩石路堑边的破坏类型及稳定性的分析方法
2.1岩石路堑边的破坏类型
岩坡的破坏类型分为平面滑动和楔形滑动以及旋转滑动三种。
从形态上看来
可分为岩崩和岩滑两种。
岩崩一般在过陡的岩坡上产生，这时大块的岩体与岩坡分离，自由倾倒，岩坡顶岩体因重力作用脱落在岩坡下堆积。
或者起因是由于风化等原因减弱了节理面的凝聚力。
由于雨水进入裂隙产生水压力也能产生同样的结果。
岩石路的破坏也可能由于气温变化、冻融松动岩石的结果。
其它如植物根造成膨胀压力，地震，雷击，山洪海啸等都是造成岩崩现象的原因。
岩滑是指一部分岩体沿着岩体较深处向外的滑动。
岩滑可分为平面滑动、楔形滑动和旋转滑动。
这三种滑动都有着自己的特点，平面滑动是由岩体在重力的作用下向下进行滑动，楔形滑动是岩石多组岩石层同时进行结构层面滑动的结果，旋转滑动一般为弧形，发生在完整没有断层的岩体层之中。
2.2岩石路堑边稳定性的分析方法
2.2.1定性分析方法
主要是分析影响边坡稳定性的主要原因、失稳的力学机制、变形破坏的可能方式及工程的综合功能。
对边坡形成的历史原因进行分析。
以此来推断此边坡未来的发展情况。
这种方法综合的影响边坡稳定性的重要因素，能够快速而准确的推断出影响边坡稳定性的原因。
地质分析法即历史成因分析法是根据边坡的地形地貌形态、地质条件和边坡变形破坏的基本规律，追溯边坡演变的全过程。
[2]预测边坡稳定性发展的总趋势及其破坏方式，进而做出边坡稳定性的评价。
而那些已经产生过滑坡的边坡，就应该判断其能否能够重新建造或转化。
再有就是图解法可以运用一定的几何关系图形老模仿出地质构造的模型来加以利用。
边坡稳定专家系统也是定性研究方法的代表。
工程地质领域最早研制出的专家系统是用于地质勘察的专家系统Propecter，由斯坦福大学在70年代中期率先完成的。
另外在我国有多位专家正在积极研究这项系统。
这种系统是技术人员能够对路面在最短的时间内做出最精确的判断。
因此，专家系统的应用为工程地质的发展提供了一条新思路。
2.2.2定量评价方法
实质上是一种半定量的方法，虽然结果为准确的数值，但最终还是以人的判断为主。
目前，所有定量的计算方法都是基于定性方向之上。
其中就包括极限平衡法，极限平衡法在工程施工方面中应用较为广泛，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，以数学方程式的方法，求解安全系数。
这个方法，没有与传统的弹、塑性力学那样引入应力-应变关系来求解本质上为静不定的问题，而是直接设定某些未知量，使得方程式的数量和未知数的数量相等，因而使问题变得静定可解。
根据边坡破坏的边界条件，应用物理力学分析的方法，对可能发生的滑动面，在各种荷载作用下进行理论计算和抗滑强度的力学分析。
通过反复的分析和计算，对可能的滑动面给出稳定的系数。
还有一种定量研究的方法是数值分析方法。
主要是利用某种方法求出边坡的应力分布和变形情况，研究岩体中应力和应变的变化过程，求得各点上的局部稳定系数，由此判断边坡的稳定性。
主要有有限单元法，边界单元法和离散元法和块体理论学说。
3、岩石路堑边坡稳定性的防治措施
堑边坡的防治应该根据当地的情况，分析技术可行性，经济性等多方因素，还应该考虑到环境的照应和环境的保护。
根据具体情况来制定具体的整治方案。
防治原则应以防为主，及时治理。
堑边坡的防治措施通常有一下几类第一种就是削弱地表水和地下水的危害，防止地表水的侵入。
然后对滑坡路段进行排水作业。
[3]还有就是改变边坡岩土体的岩石强度，提高边坡的抗滑力、减小浮动以改善边坡岩土体的强度，削坡及减重反压和边坡加固是我国最主要的应用方法。
所有的这些防护措施，应该依据当地的地形结构，具体问题具体分析，配合完成防治，会达到最佳的效果。
参考文献
[1]李刚.路基滑坡及高边坡推力计算探讨[J].高等级公路，2000 -4
[2]杨文渊.实用土木工程手册（第三版）[M].北京人民交通出版社，2001
[3]俞立萍.浅谈路堑边坡设计与边坡防护[J].辽宁交通科技1996-3。