边坡稳定性分析模式及流程
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。
岩土边坡是一种自然地质体，一般被多组断层、节理、裂隙、软弱带切割，使边坡存在削弱面，在边坡角变化、地下水、地震力、水库蓄水等外因作用下，使边坡沿削弱面产生相对滑移而产生失稳。
边坡稳定性分析过程一般步骤为：实际边坡→力学模型→数学模型→计算方法→结论[4]。
其核心内容是力学模型、数学模型、计算方法的研究，即边坡稳定性分析方法的研究。
边坡稳定分析方法研究一直是边坡稳定性问题的重要研究内容，也是边坡稳定研究的基础。
1 边坡稳定性研究发展状况边坡稳定性的分析研究始于本世纪二十年代，最早是对土质边坡的稳定性进行分析和计算，直到60年代初，岩体边坡的稳定性分析研究才开始进行。
早期对边坡稳定性的研究主要从两方面进行的：一是借用刚体极限平衡理论，根据三个静力平衡条件计算边坡极限平衡状态下的总稳定性。
二是从边坡所处的地质条件及滑坡现象上对滑坡发生的环境及机制进行分析，但基本上都是单因素的。
50年代，我国许多工程地质工作者，在研究中采用前苏联的“地质历史分析”法，也是偏重于描述和定性分析。
60年代初的意大利瓦依昂水库滑坡及我国一些水电工程及露天矿山遇到的大型滑坡和岩体失稳事件，使工程地质学家们认识到边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程或累进性破坏过程，每一类边坡都有其特定的时效变形形式或时效变形过程，这些过程所包含的力学机制只有用近代岩石力学理论才能解释，从而使边坡稳定性研究进入了模式机制研究或内部作用过程研究的新阶段。
进入80年代以来，边坡稳定研究进入了蓬勃发展的新时期。
一方面随着计算理论和计算机科学的迅猛发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。
边坡稳定性分析的研究也开始采用数值模拟手段定量或半定量地再现边坡变形破坏过程和内部机制作用过程，从岩石力学和数学计算的角度认识边坡变形破坏机制，认识边坡稳定性的发展变化。
边坡工程稳定性及处理方法
边坡工程稳定性及处理方法我国是一个多地质灾害的国家，在众多的地质灾害中，边坡失稳灾害以其分布广危害大，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。
1.1.5 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路、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。
边坡稳定性分析方法
(2) 条分法中的和求解条件
第 i 条 土 的 作 用 力
Hi+1 Wi Pi hi Hi Ti Ni Pi+1 hi+1
边坡稳定性分析方法
共n条土的未知量数目
(2)条分法中的力和求解条件
Pi o Wi是已知的 o 作用在土条体底部的力与作用点： h i Hi n Ni Ti ti 共3n个 o 作用在边界上的力及作用点： Ti o Pi Hi hi 共3(n-1)个 o （两端边界是已知的） o 假设总体安全系数为Fs (且每条Fs都相等) o Fs 共1个 o 未知数合计=3n+3(n-1)+1=6n-2
3) 假设 Hi=0（不计条间切向力） — (n-1)
(2)．安全系数公式
1 m (Cibi Witgi ) i Fs Wi sin i
sin i tg i mi cos i Fs
其中
边坡稳定性分析方法
圆心O，半径R
(3) 毕 肖 甫 法 计 算 步 骤
讨论
o 由于未知数为6n-2个 o 求解条件为4n个 o 二者相差(2n-2)
•因而出现了不同的假设条件，对应不同计算方法
§整体圆弧法：n=1, 6n-2=4个未知数，4个方程 §简单(瑞典)条分法：Pi=Hi=hi=0, ti=li/2 共2（n+1）个未知数 §其他方法： 大多是假设力作用点位置或忽略一些条间力
边坡稳定性分析方法
影响边坡稳定性主要因素及其表征参数
因 素 序号 大类 中类 组数 岩 体 结 构 结构面发育 程度 间距 结合程度 形状及大小 结构体特征 咬合程度 岩性 Ⅱ 岩石 强度 风化程度 坚硬程度 成分（胶结物） 结构（胶结程度） 构造（层厚） 岩体 完整 程度 岩体结 构类型、 完整性 指数 小类 综合 反映 表征 参数 备注
理正边坡稳定性分析-干货
理正边坡稳定性析(干货)
方法：
坡面信息〔坡面〕和Q4与强风化千枚岩分界面信息〔滑面〕，Q4土层信息自己查相关文献。
第一步：通过[边坡滑坍抢修计算]模块纵断面图上获得坡面信息〔坡面〕和Q4与强风化千枚岩分界面信息〔滑面〕；再通过[校核计算目标]里面的已知C算 φ〔安全系数取0.95〕
第二步：获得滑面的摩擦特性[C算 φ〔安全系数取0.95条件下的〕]
图中C=10算 φ=31.20〔安全系数取0.95条件下的〕坡面滑面信息，土层信
息自己输进去
第三步：利用滑面的摩擦特性[C=10算 φ=31.20〔安全系数取1.3]计算剩余下滑力，模块会自动分块计算，为锚索或抗滑桩设计提供依据
点击[算]按钮直接进入下滑力计算模块
选择[计算滑坡推力]将滑面参数调成上一步计算结果，C=10算 φ=31.20〔安
全系数取0.95条件下的〕的坡面滑面信息
第四步：计算剩余下滑力，得出结果，抄写下来，破解的理正不能出结果表第五步：里面的分块是剩余下滑力即为本设计模板第四章最后得到的结果，
总的剩余下滑力，需要自己去算，只加上正的下滑力，负的下滑力说明为零安全，不需要在总下滑力里面扣除，这样会保守一些。
第六步：锚索和抗滑桩设计很简单，但锚索设计更简单些，容易糊弄自己看着办
第七步：排水设计也简单，自己改改地区降水资料。
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二、岩质边坡分析（综合内摩擦角计算公式见《建筑边坡工程技术规范2002版》条文说明4.5.5,规范公式错误，应为）1、岩体c、ψ值根据规范及试验综合确定，边坡高度取最大高度。
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。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法至今为止，广大学者针对边坡稳定性的分析方法主要包括以下两个方面。
(一)定性分析方法此方法的研究对象主要包括边坡稳定性的影响因素、边坡失稳破坏时的力学作用、边坡的工程价值等，以及结合边坡的形成历史，从定性的角度解释和说明了边坡的发展方向及稳定性情况。
该方法的优势在于充分地分析了影响边坡稳定性中各个因素的相互作用关系，能够快速地评价边坡的自稳能力。
具体包括以下几个方面：(1)自然历史分析法自然历史分析法主要是通过分析边坡发育历史进程中的各种自然影响因素，包括边坡自身的变形情况、发育程度以及边坡分布区域的地貌特征、岩层性质、构造活动等，进而评价边坡的总体情况和稳定性特征，同时也可以预测将来可能导致边坡变形和失稳的触发因素。
该方法对边坡稳定性所做出的评价是从边坡的自然演化方面入手的。
(2)工程地质类比法工程地质类比法首先需要对边坡概况进行充分了解，包括组成边坡的岩体岩性、产状和结构面特征。
然后将目前已知的边坡稳定性情况和需要研究的边坡进行对比，记录两者之间的相似性与差异性，以此分析出所要研究边坡的稳定性情况和破坏模式。
为了能够准确地类比分析，就需要对现有边坡的环境地质条件进行全面的调查记录，并建立数据库。
该方法能够大致判断出研究对象的稳定性发展状况和趋势。
(3)图解法图解法通过在示意图上表示出边坡本身各类参数的组合关系来对边坡的稳定情况、破坏特征、破坏因素以及未来的发展方向进行分析。
常用的图解法包括极射赤平投影、边坡等比例投影等。
该方法的优势在于可以直观地表示影响边坡稳定性的因素。
(二)定量分析方法此方法主要通过数值法和极限平衡法等数学手段，依靠计算软件，更加精确地给出满足实际情况的边坡稳定性分析结果。
(1)极限平衡法主要是按照摩尔-库伦强度准则，通过分析作用在土体上的静力平衡条件来判断边坡的稳定性情况，最常见的极限平衡法是条分法，该方法经过100多年的发展，已经成为目前工程实践中使用最为广泛的一种方法。
【精品岩土工程知识】边坡工程稳定性及处理方法
【精品岩土工程知识】边坡工程稳定性及处理方法我国是一个多地质灾害的国家，在众多的地质灾害中，边坡失稳灾害以其分布广危害大，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。
1.1.5 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路、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。
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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
二、岩质边坡分析
（综合内摩擦角计算公式见《建筑边坡工程技术规范2002版》条文说明4.5.5,规范公式错误，应为）
1、岩体c、ψ值根据规范及试验综合确定，边坡高度取最大高度。
2、若不考虑产状，仅对边坡整体而言，破裂角θ=45°+ψ/2。
3、当边坡为顺层边坡，且控制结构面只有岩层层面时，经赤平投影分析为岩层不稳定时，应进行以下两种分析：
①本计算得等效内摩擦角分析。
本计算取岩层间的c、ψ值，θ取岩层倾角，以判别边坡沿岩层面滑动的稳定性。
若岩层倾角小于岩层间综合内摩擦角，则本判别为稳定。
（参见边坡与滑坡工程治理第二版）
（参见文献方玉树的“破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用探讨”，其实计算等效内摩擦角没有意义，可直接采用②计算出稳定系数来判别稳定性。
当滑面是直线形滑面时，没有必要增设一个等效内摩擦角的计算环节，直接用岩体粘聚力和岩体内摩擦角计算稳定系数即可。
）
②岩层面的平面或折线滑动计算。
以岩层面为结构面，取岩层间的c、ψ值进行稳定性计算（理正岩土），根据稳定系数判别稳定性。
通过二者分析再综合赤平投影，可分析岩质边坡是否可能发生整体沿岩层发生滑动破坏，其稳定系数为多少。
(无论整体可能与否，顺层边坡均要说明可能发生局部崩塌、楔形体滑塌。
)
4、当存在软弱结构面即结构面（岩层、节理裂隙灯）充填有软土，软弱泥质充填等时，应对该结构面进行平面或折线滑动计算。
5、岩质边坡的三个常用分析方法为：赤平投影、等效内摩擦角、平面或折线（或楔形体）滑动计算。
（赤平投影定性、滑动计算定量）
6、当只有一组结构面时（岩层层面或无岩层产状只有一组节理裂隙时），其破坏模式一般为沿该结构面发生平面滑动（单面滑动）。
当有多组结构面时（断层、岩层、节理等），其破坏模式一般为沿外倾结构面组合线发生楔形滑动（双面滑动）。
7、一般先由赤平投影定性分析其稳定性及受控制情况（受单结构面还是多结构面组合控制），再针对受控制类型采用相应定量计算模型（平面、折线、楔形体）进行稳定性安全系数计算。
若赤平投影定性分析为不稳定，而定量计算为稳定，则结论为：边坡整体稳定，但可能产生局部沿层面发生顺层滑动或易发生楔形体掉块。
若定量计算为不稳定，则结论为：边坡易沿层面或裂隙x或某某结构面组合线发生平面或楔形体滑塌。
（理正岩土计算稳定系数：单结构面用平面或折线、组合结构面用楔形体；赤平投影也可用理正分析，每次算2个结构面，当有多个结构面时，按俩俩组合分别计算。
计算时，按最不利因素考虑的话，将坡顶面倾角设为0，倾向与坡面一致，则判断结果与龙海涛的一致；若坡顶面设有倾角，则当结构面交点落于坡顶面之外，即交割线倾角小于坡顶面倾角时，理正判断为较稳定，而龙海涛版默认坡顶面水平，即倾角为0，其判断结果则为不稳定，二者不一致。
龙海涛版考虑情况为最不利因素，可按此执行，分析时，应二者结合，互相验证。
另外，当只有一组结构面时，用龙海涛版定性判断稳定性，用理正平面滑动定量判断稳定系数）
8、对赤平投影分析中，应区别分析单结构面稳定性、交割线稳定性和边坡整体稳定性。
当单结构面不稳定，交割线稳定，整体稳定时，应分析优势结构面是哪个，若该单结构面为优势结构面，则实际结论应考虑边坡整体可能沿该结构面滑动。
若组成交割线的结构面均为优势结构面，则应考虑边坡整体基本稳定，但可能局部沿单结构面发生平面滑动。
三、土质边坡稳定性分析
参见土岩混合边坡1、2模式。
暴雨工况（饱和工况）下的稳定性分析，见《如何考虑暴雨工况下边坡的稳定计算》。