岩土边坡稳定性分析
岩土工程中的边坡稳定性分析
岩土工程中的边坡稳定性分析岩土工程中的边坡稳定性分析是指通过对边坡的土体力学性质进行研究和分析，以评估边坡的稳定性和确定采取的措施。
边坡稳定性是岩土工程中的重要问题，它直接关系到工程的安全性和持久性。
一、边坡稳定性分析的背景在岩土工程中，很多项目都涉及到边坡的设计和建设。
边坡的稳定性分析是在土壤和岩石等岩土材料力学原理的基础上进行的。
在进行边坡稳定性分析之前，需要从以下几个方面考虑：1.边坡的地质特征：包括岩石和土壤的类型、分布、物理性质等，这是进行边坡稳定性分析的基础。
2.边坡的几何特征：包括边坡的高度、坡度、形状等。
这些几何特征将直接影响边坡的稳定性。
3.边坡所处的环境条件：包括气候、地形、水文地质条件等。
这些环境条件对边坡稳定性分析具有重要影响。
二、边坡稳定性分析的方法1.力学分析方法：力学分析方法是边坡稳定性分析的主要方法之一。
它可以通过应力、应变和强度理论等来分析边坡的稳定性，并给出稳定性评估。
2.数值模拟方法：数值模拟方法是边坡稳定性分析的一种辅助手段。
它通过建立数学模型，利用计算机模拟边坡的变形和破坏过程，从而评估边坡的稳定性。
三、边坡稳定性分析的参数在进行边坡稳定性分析时，需要考虑以下几个参数：1.土体的物理性质参数：包括土壤的密度、含水量、孔隙比等。
2.土体的力学性质参数：包括土壤的抗剪强度、压缩性、黏聚力、内摩擦角等。
3.边坡的几何参数：包括边坡的高度、坡度、埋深等。
4.外界荷载参数：包括自重、雨水浸润、地震等。
四、边坡稳定性分析的结果与措施通过边坡稳定性分析，可以得到边坡的稳定性评估结果。
如果边坡稳定性较差，可能会有滑坡、崩塌等危险。
为了保证工程的安全性，需要采取相应的措施来加固边坡。
常见的措施包括：1.设置防护结构：如安装挡土墙、喷锚支护、铁丝网护坡等，以增加边坡的稳定性。
2.改变边坡的几何形状：如加大边坡的坡度、加宽边坡的底宽等，以减小边坡的自重对稳定性的影响。
3.排除水分的影响：通过排水系统、防渗膜等措施，减少土体中的水分含量，提高边坡的稳定性。
岩质边坡稳定性分析
作用于CD上的静水压力V
V
2 0.5 w gZw
作用于AD上的静水压力U为
Hw Zw 1 V w gZw 2 sin
边坡稳定性系数为
(G cos U V sin )tg j C j AD G sin V cos
3、有水压力作用与地震作用
水平地震作用 FEK=1G
块体Ⅱ
Q 2W2 sin 2 [C3 BD cos( 2 ) C2 BC W2tg 2 cos 2 ] tg 2C3 BD sin( 2 ) ( 2 tg 2tg3 ) sin( 2 ) (tg3 tg 2 ) cos( 2 )
K s 边坡稳定; K s 边坡不稳定
四、 边坡岩体稳定性计算
（一）、单平面滑动
1、仅有重力作用时 滑动面上的抗滑力 Fs=Gcosβtgφj+CjL 滑动力 Fr＝Gsinβ 稳定性系数
Fs G cos tg j C j L Fr G sin
tg j tg
第三节 岩质边坡稳定性分析
一、岩质边坡应力分布特征 二、岩质边坡的变形与破坏 三、岩质边坡稳定性分析步骤 四、岩质边坡稳定性计算
一、 边坡岩体中的应力分布特征
斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质 体，包括天然斜坡和人工边坡。 天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经 人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成 的斜坡。 研究目的：研究边坡变形破坏的机理(包括应力分 布及变形破坏特征)与稳定性，为边坡预测预报及 整治提供岩体力学依据。其中稳定性计算是岩体 边坡稳定性分析的核心。
（二）、受力条件分析
岩质边坡稳定性分析计算
表4*3.3边坡岩体内摩擦角的折减系数
边坡岩体完整程度
内摩擦角的折戚系数
完解
0, 95〜0, 90
较完整
0. 90-0.85
较破碎
注:1全风化层可按成分相同的土 IB考虑； 2强风化基岩可根据池方经验适当折减*
0.85**0.80
4.3.4边坡岩体等效内摩擦角宜按当地经验确定。当缺乏当地 经验时， 可按表4.3.4取值。
面形态按本规范附录A选择具体计算方法。
A*OH圆弧形沿面的边坡稳定性系数可按下列公式计算｛图 A, 0, 1）：
式中：F. 第；计算条块滑面内摩擦角（°）； A 1列1形汾面边坡计算示怠 第计算条块搿面长度（ mh
d, 第H十算条块滑面倾角（'），滑面倾向与滑动方向
相同时取正值，滑面倾向与滑动方向相反时取 负
结构面结 合 差
外 倾 结 构 面 或 外 倾 3 、 同 8m «的边坡 稳
结构面的组合线倾角 >75'或 定 ， 15m 岛 的 边
<27*
坡欠稳定
较破晬
结构面结合 良好或一般
较破碎
结构面结合
（碎裂禳嵌〉良好或一般
1窪，
夕卜倾结构面或外倾不同 8m S的边坡 稳
结构面的组合线倾角 >75•或 定，ISm髙 的边坡
值：
:
LA 第，计算条块滑面单位宽度总水压力＜kN/m）； Gt——第/计算条块单位宽度自重（kN/m）；
第/计算条块单位宽度竖向附加荷载方 向指向下方时 取正值|指向上方时取负值；
___
G ——第i_if算条块单位宽度水平荷载方向指 向坡外时取正 值，指向坡内吋取负值；
——第i及第/一 1计算条块滑面前端水头髙度（m）:
岩土工程中的边坡稳定性分析计算
岩土工程中的边坡稳定性分析计算岩土工程是土地利用与开发中不可或缺的一环，而边坡稳定性分析计算是岩土工程中的一个重要课题。
边坡是指由土石堆积而成的斜坡，边坡的稳定性对于土地利用和人们生命财产的安全至关重要。
在边坡稳定性分析计算中，一般需要考虑边坡的地质条件、土壤参数、水文地质条件、边坡几何形状等因素。
下面，本文将从这几个方面进行讨论，并给出相关的计算方法和案例分析。
首先，边坡的地质条件对于稳定性分析非常关键。
不同的地质条件会导致边坡的稳定性有所不同。
常见的地质条件包括岩层的稳定性、岩层的倾角、岩层的厚度等等。
在进行边坡稳定性分析时，需要充分考虑这些因素的影响，并进行相应的计算和分析。
其次，土壤参数是边坡稳定性分析计算中另一个重要的方面。
不同类型的土壤具有不同的强度参数，这直接影响边坡的稳定性。
一般来说，土壤参数可以通过室内试验和现场地质勘探等手段进行测定。
在进行边坡稳定性分析时，需要根据实测数据和试验结果，选择合适的土壤参数进行计算。
水文地质条件也是影响边坡稳定性的重要因素之一。
水分可以对土壤的强度和稳定性产生显著影响。
当发生降雨等情况时，边坡可能会因为土壤的饱和而导致稳定性下降，从而引发边坡滑动等灾害事故。
因此，在进行边坡稳定性分析时，需要考虑水文地质条件的影响，并进行相应的计算和分析。
最后，边坡的几何形状也是边坡稳定性分析计算中需要考虑的一个重要因素。
边坡的坡度、坡高、坡角等几何参数会直接影响边坡的稳定性。
在进行分析计算时，需要根据实际情况确定边坡的几何形状，并进行相应的计算和分析。
综上所述，岩土工程中的边坡稳定性分析计算是一个复杂而重要的课题。
边坡的地质条件、土壤参数、水文地质条件和几何形状等因素都会对边坡的稳定性产生影响。
在进行边坡稳定性分析计算时，需要充分考虑这些因素，并选择合适的计算方法进行分析。
只有通过科学的分析计算，才能确保边坡的稳定性，保障土地利用和人们生命财产的安全。
【案例分析】为了更好地理解边坡稳定性分析计算的实际应用，下面以一个实际工程案例进行分析。
岩土边坡稳定性分析
岩土边坡稳定性分析文章主要探讨了岩土边坡稳定性分析问题。
标签：岩土边坡稳定性分析1边坡稳定性研究基础1.1应力状态应力状态，物体受力作用时，其内部应力的大小和方向不仅随截面的方位而变化，而且在同一截面上的各点处也不一定相同。
通过物体内一点可以作出无数个不同取向的截面，其中一定可以选出三个互相垂直的截面，在它上面只有正应力作用，剪应力等于零，用这三个截面表达的某点上的应力，即称为此点的应力状态。
三个主应力不等且都不等于零的应力状态称为三轴（三维、空间）应力状态；如有一个主应力等于零，则称为双轴（二维、平面）应力状态；如有两个主应力等于零则称为单轴（或单向）应力状态。
构件在受力时将同时产生应力与应变。
构件内的应力不仅与点的位置有关，而且与截面的方位有关，应力状态理论是研究指定点处的方位不同截面上的应力之间的关系。
应变状态理论则研究指定点处的不同方向的应变之间的关系。
应力状态理论是强度计算的基础，应变状态理论是实验分析的基础。
1.2岩石强度理论岩石强度是岩石在外力作用下达到破坏时的极限应力，岩石强度是岩石力学性质的主要属性之一。
它是通过实验室内或现场的试验求得的。
在岩石力学中，岩石一词是岩块和岩体的总称。
岩块是指由地质构造因素割裂而成的不连续块体，是岩体的组成单元。
实验室试验用的岩样就是岩块。
岩体是指包括地质结构的地质体的一部分。
虽然岩块和岩体具有相同的地质历史环境，经历过同样的地质构造作用，但它们的性质是有区别的。
反映在强度方面，岩块的强度主要取决于构成岩石的矿物和颗粒之间的联结力和微裂隙的影响；而对岩体强度起控制作用的则是岩体中的结构面和构造特征。
1.3莫尔理论莫尔于1900年提出了莫尔强度理论，认为材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度，而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关。
即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力，还与该点正应力相关。
这是目前岩石力学中应用最广泛的理论。
用理正岩土计算边坡稳定性分解
用理正岩土计算边坡稳定性分解
一、边坡稳定性分析概述
边坡稳定性分析是评价边坡稳定性的一种重要方法，它的基本原理是
对边坡内可能存在的稳定隐患进行排查，以检测边坡内外的稳定隐患，并
根据边坡稳定性分析的结果，对其制定补救措施，以确保边坡的安全性。
二、岩土界面失稳机理
地质界面失稳主要是由于地质界面的强度变化造成的失稳，具体而言
包括岩土界面失稳机理。
岩土界面的强度变化主要是由两种因素造成的：1)地质界面的自身强度变化造成的失稳；2)地质界面的外力作用后，由于
强度变化而发生的失稳。
岩土界面的失稳可以分为三种形式：匀动滑移、分级滑动和细粒滑移。
(1)匀动滑移是指边坡分离层的下部抗拉强度大于上部胶结强度，当
边坡外力增大时，地层下部受到拉应力，超过其抗拉强度，地层下部就会
发生滑动，而上部就会继续抗拉，使地层发生滑动，也就是所谓的匀动滑移。
(2)分级滑动是指边坡分离层的上部胶结强度较大，当边坡外力作用后，边坡分离层的上部会发生拉应力，其强度大于上部抗拉强度，此时边
坡分离层的上部会发生滑动，下部不会发生滑动，下部保持静止，也就是
所谓的分级滑动。
边坡稳定性分析
边坡稳定性分析
1、边坡稳定性分析之前，应根据岩土工程地质条件对边坡的可能破坏方式及相应破坏方向、破坏范围、影响范围等作出判断。
判断边坡的可能破坏方式时应同时考虑到受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏。
2、边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡法。
对结构复杂的岩质边坡，可结合采用极射赤平投影法和实体比例投影法；当边坡破坏机制复杂时，可采用数值极限分析法。
3、计算沿结构面滑动的稳定性时，应根据结构面形态采用平面或折线形滑面。
计算土质边坡、极软岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时，可采用圆弧形滑面。
4、采用刚体极限平衡法计算边坡抗滑稳定性时，可根据滑面形态按本规范附录A选择具体计算方法。
5、边坡稳定性计算时，对基本烈度为7度及7度以上地区的永久性边坡应进行地震工况下边坡稳定性校核。
6、塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡采用刚体极限平衡法和静力数值计算法计算稳定性时，滑体、条块或单元的地震作用可简化为一个作用于滑体、条块或单元重心处、指向坡外(滑动方向)的水平静力，其值应按下列公式计算：
Q e＝αw G (5.2.6-1)
Q ei＝αw G i (5.2.6-2)
式中：Q e、Q ei——滑体、第i计算条块或单元单位宽度地震力(kN/m)；
G、G i——滑体、第i计算条块或单元单位宽度自重[含坡顶建(构)筑物作用](k N/m)；
αw——边坡综合水平地震系数，由所在地区地震基本烈度按表5.2.6确定。
表5.2.6 水平地震系数
7、当边坡可能存在多个滑动面时，对各个可能的滑动面均应进行稳定性计算。
岩土工程边坡的稳定性分析与设计
岩土工程边坡的稳定性分析与设计摘要：对于岩土边坡，国内很多部门一直还在按照单一的地质勘察、分析设计、实际施工的思路，这实际是一种静态的设计施工过程，是不完善的，并不能对施工过程中出现的变化情况作出分析，其不确定性因素带来的缺陷是明显的。
本文对岩土工程边坡的稳定性分析与设计进行了阐述。
关键词：岩土工程边坡的稳定性分析与设计一、边坡稳定性的影响因素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。
2、岩体结构。
不同结构的岩体物理力学性质差别很大，边坡变形破坏的性质也不同。
3、风化作用。
边坡岩体长期暴露在地表，受到水文、气象变化的影响，逐渐产生物理和化学风化作用，出现各种不良现象。
当边坡岩体遭受风化作用后，边坡的稳定性大大降低。
4、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。
5、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。
6、其他作用。
此外，人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
二、岩土工程边坡稳定性分析的方法1、定性分析法定性分析方法分为成因历史分析法、工程地质类比法、赤平极射投影法。
1）成因历史分析法成因历史分析法研究内容包括两方面：首先是边坡所处的区域背景，大地构造，地质结构特性；其次是边坡的坡形和坡高，坡体外部和内部的变形迹象。
因此，该分析方法适合于自然形成的斜坡。
2）工程地质类比法工程地质类比法类比的原则是相似性，只有相似性较高的边坡才能进行类比，类比的方面包括边坡的工程地质条件和影响边坡稳定性的各种因素。
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2、无粘性土坡稳定分析
图4-37表示一坡角为 的 无粘性土坡。假设土坡及 其地基都是同一种土，又 是均质 的，且不考虑渗流 的影响。
由于无粘性土颗粒之间 没有粘聚力，只有摩擦 力，只要坡面不滑动， 土坡就能保持稳定。
T
土颗粒的自重W在垂直和平行于坡面方向的分力分别为
N W cos
T W sin
二、边坡的滑塌模式及识别
• • • • 2、边坡滑塌识别方法 识别边坡滑塌的方法主要有： （1）弹塑性力学计算方法 主要以微元为单位，通过计算微元的应力、应变是否 达到屈服、拉伸、断裂、弯曲等破坏，从面判断材料 的局部或全域性的破坏。 • （2）极限平衡分析法 • 岩土体的特点是非均质、非线性，不连续的各向异性 体，不能按弹塑性理论严格推理出滑移面，因为它涉 及到大范围岩土体、多种岩性土体、结构面、地下水 以及各种难以查清的细节，因此在详细工作基础上， 判断准确很关键。
分力T将使土颗粒M向下滑动，是滑动力， 而阻止土颗 粒下滑的抗滑力则是由垂直于坡面上的分力N引起的摩 擦力 T
T ' N tan W cos tan
抗滑力和滑动力的比值称为稳定安全系数，用K表示，亦 即 T ' W cos tan tan
K T W sin tan
极限平衡分析法特点是：滑移面是事先假定的、任意 的，滑移面包含的变形区中破坏判剧并非处处满足， 而是整体满足。真实滑移面取决于地质间断面的空间 分布和抗剪强度。 表达方式： 稳定系数：Fs=抗滑力/下滑力=S/T （3）极射赤平投影分析法 该方法常用于岩质边坡的定性判断中，主要由软弱结 构面与开挖坡面之间有不同的几何关系引起的，这种 几何组合关系可用极射赤平投影表示，主要吴氏网和 施密特网。
3、粘性土坡稳定分析 粘性土坡由于剪切而破坏的滑动面大多数为一曲面一般 在破坏前坡顶先有张力裂缝发生，继而沿某一曲面产生整体 滑动，为了简化，稳定分析中常假设滑动面为圆弧面，并按 平面问题进行分析。 粘性土坡稳定分析方法有总应力法(法)、瑞典条分法和 毕肖谱法、有效应力法等。瑞典条分法由瑞典人贺尔汀和彼 得森1916年提出。毕肖谱法于1955年提出，考虑了土条侧面 作用力。下面只介绍毕肖谱条分法。 条分法是一种试算法，先将土坡剖面按比例画出，如图4 所示。然后任选—圆心o，以R为半径作圆弧，此圆弧ab为假 定的滑动面，将滑动面以上土体分成任意n个宽度相等的土 条。设取第i条作为隔离体。
• 2、自然斜坡的概念
• 受岩土自身条件的约束，在外在自然条件的作 用下所形成的倾斜坡面。分稳定斜坡和不稳定 斜坡。
一、边坡及其分类
3、滑坡的概念
产生变形和滑移的边坡或自然斜坡，统称为滑坡， 其根源都是破坏了坡体的力学平衡，使坡体处于不 稳定状态。 在滑坡中，大略统计，边坡大概占90%(工程滑坡)， 自然斜坡可能只有10%（自然滑坡）。自然斜坡产 生滑坡受地震，大风，长期风化作用、库（河）水 位上升等外力影响。
三、边坡稳定性分析
• 岩质边坡稳定性主要根据定性进行判定，方法主要 为极射赤平投影法。能够清楚查明滑移面的可用极 限平衡法进行计算分析。在此不详述。 • 下面主要讲土质边坡的稳定性分析与设计（主要为 极限平衡法）。
1、 边坡的滑动—边坡的失稳常常是在外界的不利因素 影响下触发和加剧的，一般有以下几种原因： • (1)边坡作用力发生变化：例如由于在坡顶堆放材料 或建造建筑物使坡顶受荷。人工开挖等。 • (2)土抗剪强度的降低：例如土体中含水量或孔隙水 压力的增加； 人为挠动。 • (3)静水力的作用：例如雨水或地面水流入土坡中的 竖向裂缝，对土坡产生侧向压力，从而促进土坡的滑 动。
由上式可见，当坡角与土的内摩擦角相等( )时，稳定安全系 数 K 1 ,此时抗 滑力等于滑动力，土坡处于极限平衡状态。由此 可知，土坡稳定的极限坡角等于砂土的内摩擦角 ，特称之为自 然休止角。从上可以看出，无粘性土坡的稳定性与坡高无关，仅取 决于坡角 只要 K ， 1 土坡就是稳定的。为了保证土坡有足够 的安全储备，可取 K 1.1 ~ 1.5
冬春培训讲座：
岩土边坡稳定性分析
二Байду номын сангаас一八年二月
目 录
• 一、边坡及分类 • 二、边坡的滑塌模式及识别 • 三、边坡稳定性分析 • 四、边坡分析中存在的问题讨论
一、边坡及其分类
• 1、边坡的概念
• 倾斜的坡面称为坡或斜坡，因斜坡常常构成了 工程边界，故称为边坡。如建筑边坡、矿山边 坡、公路边坡、铁路边坡、人工河库岸边坡、 大坝边坡等等。包括自然边坡（自然斜坡构成 了工程边界）和人工边坡。
二、边坡的滑塌模式及识别
• 楔体滑坡—楔体滑坡的滑面由两组相交切的结构面构 成，它们与坡面及坡顶组合将岩体切割成四面楔体。 • 圆弧滑坡—土坡（包括土坡、破碎岩体、尾砂坝、废 石场）中无近控制性地质结构面，滑面的形成完全取 决于土的力学性质。只有均质土坡和强裂破碎的岩坡 的滑面在剖面上接近为圆弧形。搜索最不稳定的圆弧 面。 • 倾倒破坏—如崩塌、块状坠落等。岩体倾角陡、坡面 陡，岩体结构面复杂。
二、边坡的滑塌模式及识别
• 1、边坡滑塌模式 • (1)边坡滑塌野外状态的确定
• 见到一个滑塌的边坡，确定当下其存在状态很重要，稳定、基 本稳定、欠稳定、不稳定。这是定性确定。慎重。有利于反演 • C、ψ值。 • 野外工作方法： 查明滑坡边界、地质水文条件、估计滑坡体厚度、绘图（平面、 剖面）、确定破坏模式及状态。只求判断准确，不求计算精确 • （2）确认边坡的滑塌模式 • 平面滑坡—滑动面常由沉积面或软夹层等地质面构成 • 当滑体的滑动方向与滑面倾向一致时，称为顺层滑坡
滑坡失稳下滑前地面上的系统变形开裂迹象
一、边坡及其分类
• 4、边坡与滑坡的区别
• （1）边坡是涉及工程建设中的人工斜坡，即 使是自然边坡也必须与工程建设有关；而滑坡 通常是由自然原因引发的自然斜坡，只有工程 滑坡才与工程建设有关。 • （2）边坡坡体的滑面是由于人工开挖与填筑 后才形成的，原先并不存在，且坡体无蠕动与 滑动迹象；而滑坡具有自然的滑面，且坡体有 蠕动与滑动迹象。