rocscience_Swedge岩质边坡楔体稳定性分析
岩质边坡稳定性分析计算
岩质边坡稳定性分析计算引言：岩质边坡是指由岩石构成的边坡体，它的稳定性分析是地质工程中的一项重要内容。
本文将围绕岩质边坡的稳定性分析进行详细讨论，包括边坡的力学特性、稳定性分析的方法和计算步骤。
一、岩质边坡力学特性：岩质边坡的力学特性主要包括边坡坡度、岩性、结构构造、地质构造、坡面覆盖物、地下水等。
这些因素对边坡的稳定性有着重要影响。
1.边坡坡度：边坡坡度是指地面或水平面与边坡倾斜线的夹角，是影响边坡稳定性的重要因素。
坡度越大，边坡的稳定性越差。
2.岩性：岩石的强度、粘聚力、内摩擦角等岩性参数对边坡稳定性有着重要影响。
一般来说，岩性较强的边坡稳定性较好。
3.结构构造：边坡中的断层、节理、褶皱等结构构造对边坡的稳定性有着重要影响。
结构面的发育程度和倾角越大，边坡的稳定性越差。
4.地质构造：地质构造包括岩层倾角、层面、节理等，对边坡的稳定性具有重要影响。
地质构造的研究可以帮助我们了解边坡的受力特点和变形规律。
5.坡面覆盖物：坡面覆盖物通常包括土壤、草地、水层等，这些覆盖物的分布情况和特性对边坡的稳定性有着显著影响。
6.地下水：地下水的存在对边坡的稳定性具有重要影响。
当地下水位上升时，边坡会受到水的浸润，导致边坡强度降低，从而增加边坡失稳的可能性。
二、岩质边坡稳定性分析方法：岩质边坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种，下面将对这两种方法进行介绍。
1.极限平衡法：极限平衡法是一种经典的岩质边坡稳定性分析方法，它基于边坡体在其稳定状态下的力学平衡原理进行计算。
这种方法通常将边坡分割为无限小的切割体，并假设切割体沿着内摩擦边界面滑动，从而得到边坡的稳定状态。
2.有限元法：有限元法是一种基于有限元理论进行边坡稳定性分析的方法。
这种方法将边坡体离散为有限数量的单元，通过求解单元之间的位移和应力，得到边坡的稳定状态。
有限元法能够模拟较为复杂的边坡几何形状和边界条件，但计算复杂度较大。
三、岩质边坡稳定性计算步骤：进行岩质边坡稳定性分析计算时，通常需要进行以下步骤：1.边坡参数确定：根据实地调查和实验数据，确定边坡的坡度、坡高、岩石强度参数、结构面参数等。
rocscience_RocPlane岩质边坡平面滑动稳定分析
平面滑动分析设计软件， 并且可以考虑地下水或地 震荷载对边坡稳定性的影 响。
用的工具用于快速的建立、
修改以及运行模型。
RocPlane软件特点
稳定性分析方法：确定性（安全系数）和概率分析（失稳概率）； 输入参数的灵敏性分析； 外荷载、地震力、孔隙水压力和裂隙定义； 岩石锚杆布置简单，主要特征：定义各个锚杆的承载力、优化锚杆方位、主动 或 被动模型。 安全系数、楔体重量及任何统计输入参数的柱状和累积曲线； 任意两变量之间的相互关系曲线绘制；
RocPlane 岩质边坡 平面滑动稳定分析软件
RocPlane软件简介
分标题 一
RocPlane软件特点
分标题 二
目录
分标题 三
模型构建
统计分析
灵敏度分析
接触面设置
RocPlane软件简介
RocPlane 是一款岩质边坡
RocPlane 能够简单快速的
建立平面模型并进行二维 或三维展示，内置丰富有
楔 体 移 动
添 加 坐 标 轴
如果您想了解软件更多强大功能，请您登录
“金土石科技官网”
申请免费试用版体验！
THANKS!
Questions? Suggestions?
并选择伪随机样本。
灵敏度分析
灵敏度分析可以分析输入变量对安全系数影响的“度”；方法为一次只改 变一个变量的值，其他变量保持不变，然后绘制此变量与安全系数的曲线。 也可以一次分析多个参数的灵敏度，确定对安全系数影响最大的变量。
边坡角度灵敏度分析
参数输入
多变量灵敏度分析
接触面设置
旋 转 视 图
边 坡 四 视 图
水压 分布
峰值在中部
峰值在坡趾
rocscience-Slide二维边坡稳定分析
设定边界条件和材料参数
边界条件
设定边坡的底部边界条件，如固定或自由边界，以及侧向边界条 件，如水平位移限制等。
材料参数
输入各材料层的物理力学参数，如重度、内聚力、内摩擦角、渗 透性等。
水文条件
考虑地下水对边坡稳定性的影响，设定地下水位、渗透系数等水 文参数。
运行分析和查看结果
运行分析
根据所选择的分析方法和设定的参数，运行rocscience-Slide程序进行分析。
rocscience-Slide具有直观的用 户界面和强大的后处理功能，方 便用户进行数据处理和结果展示
。
功能特点
自定义材料参数
用户可以根据需要自定义材料的物理力学 参数，如重度、内聚力、内摩擦角等。
多种分析方法
rocscience-Slide提供多种边坡稳定 性分析方法，用户可根据实际情况 选择合适的方法进行分析。
定义材料层
在边坡剖面中，定义不同 材料层，包括土壤、岩石 等，并设置各层的物理力 学参数。
选择分析方法
极限平衡法
采用极限平衡原理，通过搜索最危险滑动面，计 算边坡的安全系数和潜在滑动面。
有限元法
利用有限元方法，对边坡进行应力应变分析，评 估边坡的稳定性。
边界元法
应用边界元技பைடு நூலகம்，解决边坡稳定分析的边界值问 题，提高计算效率。
案例三：边坡加固设计分析
边坡描述
本案例涉及一个已经发 生滑动的边坡，需要进 行加固设计以防止进一 步滑动。
加固措施
采用抗滑桩和预应力锚 索进行加固，抗滑桩间 距5米，锚索长度20米 。
分析结果
加固后计算得到的安全 系数为1.5，表明加固措 施有效地提高了边坡的 稳定性。
岩质边坡稳定性分析
03
边坡稳定性评价方法：采用何种方法进行稳定性评价， 如极限平衡法、数值模拟法等
04
边坡稳定性分析结果：根据评价方法得出的边坡稳定 性等级，以及可能的失稳模式等
05
边坡治理措施：针对边坡稳定性问题，提出相应的治 理措施，如支护加固、排水措施等
06
边坡监测与预警：建立边坡监测系统，实时监测边坡 稳定性，及时发现并预警可能的边坡失稳风险。
04
综合评价方法：结合多种分析方法，对边坡稳定性进行综合评价
地质条件
01
岩石类型：不同岩石的力学性质和抗风化能力不同
02
地质构造：断层、褶皱等地质构造对边坡稳定性产生影响
03
地下水：地下水位变化、地下水渗流对边坡稳定性产生影响
04
气候条件：降雨、温度等气候条件对边坡稳定性产生影响
水文条件
1
地下水位：地下 水位的升降会影 响边坡的稳定性
目录
01. 边坡稳定性分析的重要性 02. 岩质边坡稳定性分析方法 03. 岩质边坡稳定性影响因素 04. 岩质边坡稳定性分析案例
保障工程安全
边坡稳定性分析是工程设计的重要环
01
节，关系到工程的安全性和稳定性。 边坡稳定性分析可以预测边坡的变形
02
和破坏，为工程设计提供依据。 边坡稳定性分析可以指导工程设计和
数值模拟法： 利用计算机 模拟边坡变 形和破坏过 程
概率分析法： 通过概率统 计方法评估 边坡稳定性
模糊数学法： 利用模糊数 学理论对边 坡地质力学分析：分析边坡的地质构造、岩石力学性质等
02
数值模拟分析：利用计算机模拟边坡的变形、破坏过程
03
现场监测分析：通过现场监测获取边坡的变形、应力等数据
rocscience_Unswedge地下开挖三维楔体稳定性分析
目录
1 2 3 4 5 6
Unswedge软件简介 Unswedge软件基本特点 地下开挖模型建立 节理及楔体 应力及荷载
结果输出与分析
Unswedge软件简介
Unwedge是一个适用于结构不连续及地下开挖所形成的三维楔体稳定性分析的
11交互式软件，用于分析岩体中存在不连续结构面的地下开挖问题；
改良的岩石锚杆设计绘图工具，优化隧道方位 围压及水压力对楔体稳定性的影响
楔体尺寸修改特性
AutoCAD、DXF文件的导入和导出 Dips平面文件的导入
地下开挖模型建立
水电 硐室 隧道 开挖模型
竖井 水平 放矿 巷道
隧 道
水 电 硐 室
竖 井
水 平 放 矿 巷 道
二维横截面的构建
节理及楔体
四面体或晶格楔体
楔体应力显示
结果输出与分析
多透视图
楔体交互运动
不同透明度
显示线框
楔体旋转
最大楔体体积和倾向、走向关系
支护 压力 与走 向、 倾向 关系
最大楔 体体积 与走向 关系 （气泡 大小代 表所需 要支护
如果您想了解软件更多强大功能，请您登录
“金土石科技官网”
申请免费试用版体验！
THANKS !
Questions? Suggestions?
19
Unwedge能计算潜在不稳定楔体的安全系数，并可对支护系统对楔体稳定性的 11影响进行分析。
最新的V3.0版本。
Unswedge基本特点
三种楔体失稳机制：塌落⁄ 旋转、在某一平面内滑移、在两个平面内滑移 活动楔体的三维视图/直角视图 楔体和开挖的三维动画视图 自动将大于3组的节理合并为3组
岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨
岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨综合调查分析某岩质边坡的地质环境条件及其稳定性，并提出科学合理的防治措施。
标签：边坡地质灾害稳定性防治措施1工程概况该岩质边坡主要为一处天然形成的危岩体，主要由中风化云母石英片岩构成，均未采取工程措施支护。
该边坡平面近似弧形，全长约30m，坡高约15～17m；坡度较陡，一般约70～85°，中段中、下部局部悬空、反倾；坡向约125～145°；上部及西南侧坡面植被多较发育；坡体主要由中风化云母石英片岩构成，节理裂隙发育，局部见次生小断层，岩体较破碎，中段下部见数条小型卸荷节理。
边坡坡顶为观景平台与边坡断面距离约2～7.5m，为自然斜坡，斜坡植被发育。
2工程地质条件2.1岩土分层及其特征该边坡岩土层按地质年代、成因类型自上而下可划分为人工填土层（Qml）、残积土层（Qel）、震旦系（Z）三部分，各岩土层的分布和特征分述如下：2.1.1人工填土层（Qml）土性为素填土，呈灰、灰黄等色，成分主要包括粘性土、砂砾、碎石和风化碎岩块等，稍湿，基本完成自重固结。
本层分布广泛，揭露厚度1.8～2.7m。
2.1.2残积层（Qel）由云母石英片岩风化残积而成，土性主要为砂质粘性土，呈褐黄、灰褐等色，稍湿，硬塑状，粘性较差，浸水较易软化崩解。
本层分布不广泛，揭露厚度2.9m。
2.1.3基岩（Z）基岩岩性为震旦系云母石英片岩。
按岩石的风化程度可划分为全风化、强风化和中风化三个风化岩层，各岩层的分布及特征描述如下：（1）全风化云母石英片岩：主要呈褐黄色，岩石风化强烈，呈坚硬土状，原岩结构清晰，含较多石英颗粒，浸水易软化崩解，属极软岩。
本层分布不广泛，层厚5.4m。
（2）强风化云母石英片岩：呈褐黄、灰白、灰褐等色，岩石风化强烈，呈半岩半土状、碎块状，原岩结构清晰，手折可断，浸水易软化崩解，岩块敲击易散，属软岩，局部夹中风化岩块。
本层分布广泛，各孔均有揭露，厚度1.5～15.8m。
专业的岩土工程分析工具——Rocscience系列软件介绍
专业的岩土工程分析工具——Rocscience系列软件Rocscience公司成立于1996年，总部设在加拿大多伦多市，公司致力于开发易于使用、稳定可靠的二维和三维岩土工程分析和设计软件。
提供高品质的岩土分析工具，能够快速、准确的对地表和地下的岩土工程结构进行分析，从而提高项目的安全性和降低设计成本。
Rocscience 岩土系列软件的开发者理解岩土工程师们所面临的挑战，软件的所有研发工程师们本身也都是具备岩土工程及力学背景的专业工程师，大部分拥有岩土专业的博士学位，并有多年的现场实践经验。
我们的软件开发基于领先前沿的研究成果，帮助用户更快、更精确地完成项目。
同时，Rocscience重视来自用户的反馈，聆听用户对于软件的功能需求，促进软件功能更为强大，不断向前发展。
Rocscience 岩土系列软件在国内外岩石力学、隧道、边坡、矿业工程、水利水电工程、市政工程、地质灾害评估、安全评价领域得到了非常好的应用。
我们的用户包括岩土咨询公司、大型工程公司、矿业公司以及世界各地的政府机构和大学等研究机构的师生。
Rocscience 公司目前已与160所大学建立了合作关系，使得Rocscience岩土系列软件成为高校师生的教学工具。
Rocscience岩土系列软件包含以下十二款专业分析软件：Slide 边坡稳定性分析软件Phase2开挖和边坡稳定分析软件Swedge 岩质边坡三维楔体稳定性分析软件RocPlane 岩质边坡平面滑动稳定分析软件RocTopple 岩质边坡倾倒破坏分析软件Examine3D三维地下工程开挖分析软件Unwedge 地下岩体硐室开挖稳定性分析软件RocSupport 软岩开挖支护体系评价软件Settle3D 三维沉降固结分析软件RocFall 落石统计分析软件Dips 地质方位数据图解和统计分析软件RocData 岩石、土和不连续强度分析软件一、Slide 边坡稳定分析性软件（2D Limit Equilibrium Slope Stability Analysis）Slide是一款功能全面的边坡稳定分析软件，能够分析所有类型的土质和岩质、天然或人工边坡、路堤、坝体、挡土墙等，能够进行水位骤降分析、参数敏感性分析和边坡失效概率分析以及支护设计。
岩质边坡稳定性分析
✓ 数值模拟法：利用计算机 模拟边坡的变形和破坏过 程，预测边坡的稳定性
12 34
✓ 模糊数学法：利用模糊数 学的方法，对边坡的稳定 性进行评价和预测
综合分析方法
定性分析：根据经验、知识、现场调查等对 边坡稳定性进行评估
定量分析：利用数学模型、计算机模拟等方 法对边坡稳定性进行定量计算
综合分析：结合定性和定量分析方法，对边 坡稳定性进行全面评估
边坡稳定性得到显著提高，保障
了高速公路的安全运营
某水电站边坡稳定性分析
01
水电站概况：介绍水电站的地理 位置、规模、结构等基本信息
03
边坡稳定性分析方法：介绍采用 的边坡稳定性分析方法，如极限 平衡法、有限元法等
05
边坡治理措施：根据边坡稳定性 分析结果，提出相应的边坡治理 措施，如锚杆加固、排水措施等
监测与预警：通过实时监测边坡变形、应力 等参数，对边坡稳定性进行动态评估和预警
岩质边坡稳定性分析的影响 因素
地质条件
岩石类型：不 同岩石类型的 力学性质和抗 风化能力不同
01
地下水：地下 水的存在和分Leabharlann 布对边坡稳定 性产生影响03
02
地质构造：断层、 褶皱等地质构造 对边坡稳定性产 生影响
04
岩体结构：岩 体的结构特征 对边坡稳定性 产生影响
02
边坡地质条件：分析边坡的地质 条件，如岩石类型、结构、地下 水等
04
边坡稳定性分析结果：展示边坡 稳定性分析的结果，如安全系数、 破坏模式等
06
结论：总结边坡稳定性分析的结 论，如边坡稳定性是否满足要求， 是否需要采取治理措施等
某矿山边坡稳定性分析
矿山概况：地理位置、 开采方式、地质条件 等
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
压力支护可以自定义 压力分布；据每一单 位面积力定义压力值， 压力也可以表述为支 护压力和荷载压力
水 压 力 参 数 设 置 及 图 示
地 震 力 参 数 设 置 及 图 示
外 应 力 参 数 设 置 及 图 示
压 力 参 数 设 置 及 图 示
6
模型分析方法
确定性 分析
贯通率 分析
概率 分析
灵敏度
分析
联合 分析
确定性分析
假设条件：所有输入的参数 是确定的；只能计算单独楔 体的安全系数。
确 定 分 析 参 数 设 置
分析信息汇总
概率分析
概率分析输入的参数至少要有一个 为随机变量，Swedge内置的统计分 布如下：
伽马 分布 正态 分布 均匀 分布 费舍 尔分 布
标题
三角 分布
对数 分布
如果边坡顶面不是 水平，台阶宽度计 算方式为边坡定点 到坡面的水平距离。
通过楔体规模定义楔体尺寸，只需知道节理迹线长度、 节理贯通率、楔体体积或楔体重量其中一个值即可。
最小楔体可以过滤概率分析或联 最小楔体可以过滤概率分析或联 合分析中产生的小楔体，任何小 合分析中产生的小楔体，任何小 于最小楔体重量的楔体都不会被 于最小楔体重量的楔体都不会被 分析。一般来说，较大楔体在边 分析。一般来说，较大楔体在边 坡稳定性分析中作用更大。 坡稳定性分析中作用更大。
悬臂坡
楔体稳定性分析需要定义组成楔 体两个节理面的方位和剪切强度。
必选参数
可选参数
• 节理方位 • 节理剪切强度
• 起伏角 • 水压力
1
楔体模型
2
节理方位参数：
倾向
倾角
节理方位设置
概率分析节理方位设置
能量
曲线 巴顿-班 迪斯
摩尔-库伦
节理 平均 倾角
节理 最小 倾角
起伏 角
起伏角定义
TIP：起伏角的作用于摩尔-库伦中的摩擦角相同；法向 压力及起伏角切线与剪切强度成正比。
不论是支护还是 荷载都可以看着 为一个有方向和 大小的外力 外力与一个主动
积力定义压力值，
压力也可以表述 为支护压力和荷 载压力
了其抗力，主动 力锚杆降低了拉 力
力锚杆是等效的
锚 杆 支 护 参 数 及 图 示
喷 混 支 护 参 数 及 图 示
压 力 参 数 设 置 及 图 示
外 力 参 数 设 置 及 图 示
Dips中参数导入
一键导出数据和图表至EXCEL。
3 边坡及节理特征
必选参数
可选参数
• 坡面方位 • 边坡高度 • 边坡容重
• 边坡长度 • 台阶宽度 • 悬臂坡 • 张拉缝
边坡面及楔体
如果没有其他参数，边坡高度 就决定边坡的尺寸，边坡高度 即坡底至坡顶的垂直距离。
台阶宽度即坡顶水平 长度。
边坡长度
概率分析参数输入
指数 分布
贝塔 分布
倾角/倾向
倾角 /倾向定义方法很 灵活，如果模拟的节 理方位是不对称的情 况，这种方法很实用 。
费舍尔分布
节理方位 定义为随 机变量
如果节理方位分布近 似圆形，应该用费舍 尔分布定义；他仅用 一个参数（K/标准偏 差）定义三维变量， 并可预测其分布。
节理强度定义为随机变量的方式有： 参数方式 强度方式 参数方式可以灵活的定义剪切强度准备 则中每个参数的独立分布。 强度方式可以定义剪切强度变量的平均 强度包络线；这种方式不需要定义每个 参数的统计分布及相关分布，所以更适
直 方 图
积 累 曲 线
散 点 图
立 体 图
联合分析
联合分析中可以定义任意数量离 散节理面的方位，两个节理面的 所有可能组合楔体都会进行分析； 确定其中最小的安全系数楔体， 其结果可以绘制为直方图、散点 图以及立体图。
联合分析结果
灵敏度分析
根据灵敏度结果中的曲线图
其中的曲线梯度表示参数对 安全系数影响大小；陡峭曲 线（上升/下降）表示影响较 大，平缓曲线表示影响较小，
贯通率分析参数设置
Байду номын сангаас
8
视图选项
楔 体 支 护 视 图
楔 体 移 动
显 示 坐 标 轴
楔 体 旋 转
如果您想了解软件更多强大功能，请您登录
“金土石科技官网”
申请免费试用版体验！
THANKS !
Questions? Suggestions?
灵敏度分析中可以分析每个 输入变量的影响作用；即通
过改变每个参数的值的大小
看其对安全系数的影响，有 助于确定对安全系数影响最 大的参数。
完全平直的表示没有影响。
贯通率分析 Swedge 中贯通率分析是概率分析的一部 分；对于给定尺寸的楔体，通过贯通率 可以确定楔体是否能够实际形成： 如果楔体尺寸大于允许的贯通率，楔 体就不可能存在 反之，楔体能够存在且能计算其安全 系数 定义随机试验样本数量的过程可以
参 数 设 置
合巴顿-班迪斯、能量曲线强度准则。
强 度 包 络 线 定 义
Swedge内置采样方法： Monte Carlo Latin Hypercube
Mont e Carlo 正态 分布
Latin Hype rcube 正态 分布
采样方法设置
随机数结合采样方法可以得到概率分 析所需的样本数据，随机数有两种方 式： 伪随机 随机
5
荷载类型
节理面上的水压力对 楔体稳定性有显著的 影响，降低安全系数； 可以通过边坡水位线 或每个节理面的压力 定义水压力
Swedge 中 地 震 力 是
伪静态分析；地震应 力系数乘以岩体质量 和重力加速度等于岩 体附加体力；地震力 方向可定义为节理面 相交线、水平/交线走 向、自定义
荷载或支护都可以认 为是一个给定方向和 大小的外应力
swedge岩质边坡楔体稳 定性分析软件
1
Swedge软件概述 Swedge软件特点
边坡及节理特征 支护类型 荷载类型 模型分析方法 楔体尺寸计算 视图选项
目 录
Contents Page
2 3 4 5 6 7
8
1 Swedge软件概述
01
Swedge是一款分 析和评价岩质边 坡楔体的形状及 稳定性系数及失 稳概率软件
02
能够快速、交互 性以及操作简单 等特点
03
楔体可以以三维 视图直观的展示 出来；最新的5.0 版本
2 Swedge软件特点
提供一个集成图形环境，能够快速、方便的输入数据以及展示3D模型 内置丰富的分析选项，包括确定性分析、随机分析、组合分析、敏感度分
析以及持久性分析
荷载有水压力、地震应力、外荷载和压力 锚杆和喷射混凝土等支护方法 安全系数、楔体重量和输入参数的的累积分布曲线 统计分析产生的任意楔体的显示查看 两个随机变量相互关系曲线的绘制 楔体尺寸的调整
节 理 贯 通 率 指 数 分 布 贯 通 率 分 析 参 数 设 置
重复
7
楔体尺寸计算
边坡高度
边坡长度
台阶宽度
楔体规模
最小楔 体尺寸
贯通率
Swedge 中默认边坡高度直接 定义楔体尺寸；如果没有其 他参数定义楔体尺寸，系统 默认由输入的边坡高度直接 定义最大楔体尺寸。
通过边坡长度可以直接定义 楔体尺寸，如果指定边坡长 度，系统默认边坡长度能够 容纳最大的楔体尺寸
4
支护类型
锚力：能够自定
义锚杆的锚固力 或安全系数
根据给定的最大 锚固力自动优化 锚杆方位 被动力锚杆增加
喷混支护只作用
在坡面上，喷混 后的坡面模型呈 灰色
喷混提供的支护 力为边坡面上两 条节理走向长度 乘以喷混厚度和 喷混剪切强度
压力支护可以自 定义压力分布 根据每一单位面