土质高边坡稳定性监测分析
土质高边坡稳定性监测分析
摘要:通过对边坡工程的监测,可以扑捉到边坡稳定性的异常信息,以便及时发现问题。监测坡体变形的位移是最直观、最直接的、最主要的物理量,分析统计变形监测数据的相关性、统一性,结合地形地貌与工程地质条件,加以综合分析,用于合理评价边坡的稳定程度及变形特征,为边坡的动态设计提供科学依据,以便提出具有针对性的防护治理措施,对边坡工程建设和社会效益具有重要意义,为类似工程提供借鉴。
关键词: 堆积体 变形监测 稳定性
土质高边坡稳定性研究一直是工程界和地质工作者关注的重大课题之一,尽管坡体经过稳定性计算和支护,但边坡的稳定性状况仍难以确定,在开挖过程中或开挖后的失稳事故也常有发生,因此,对边坡进行稳定性监测是确保工程建设顺利进行及安全运行的重要措施。土质边坡的变形发展,主要受地形地貌特征、地层结构及软弱带控制,又受到人类工程活动的影响。开展边坡工程监测,收集相关监测数据,扑捉监测数据异样信息的相关性及统一性,结合工程地质特性,综合分析评价边坡的稳定性程度以及变形特征,为边坡工程的动态设计提供信息参考,指导边坡工程的合理治理与防护。本文以某水电站坝址下游泥洛村堆积体监测工程为实例,对其稳定性监测进行了详细分析。
1.工程概况与工程地质条件
该堆积体位于河谷左岸,边坡下部有1#、2#导流洞出口,对岸有泄洪放空洞、尾水洞出口,边坡的稳定性非常重要,其变形可能危及到电站的安全运行,因此对该边坡工程进行了内外观安全监测,全面掌握边坡变形情况,以便及时发现问题,采取措施进行处理。
堆积体周缘具明显的冰斗地貌,冰斗向大渡河倾斜、敞开。堆积体下游边界有一深切冲沟,深度达50-100m,沟内基岩出露。其分布高程1710m~2760m,堆积体斜坡坡度总体为下陡上缓,高程2000m以下38°~40°,斜坡较完整,高程2000m以上斜坡总体坡度20°~25°,台阶状明显,部分坡段地形坡度可达40~45°;前缘分布高程1710m,顺河向宽度480m~530m,后缘宽度400m,堆积层厚度较大,一般50m~80m,体积约为5800万m3,成因为冰水堆积。
现场调查及勘探揭示,堆积体厚度一般54.51m~81.2m,最大约147m,堆积体物质为早更新世冰川堆积的含块碎砾石土(flQ3),块碎砾石成份为白云岩、灰岩、绢云母片岩,大小悬殊,土体结构密实,仅表层1m~2m内结构稍松,钻进中返水返浆。堆积体含水不丰,透水性微弱,大气降雨的入渗难度较大,暴雨季节在浅表部可能存在少量上层滞水,其余部位总体较为干燥。
堆积体下覆基岩岩性为志留系上统(S3)绢云石英白云片岩、薄层~中厚层泥质结晶白云岩夹变质灰岩,为较软岩~硬质岩,在泥洛沟及堆积体后缘、前缘
均有出露,其产状为55°∠40°,堆积体边坡底座基岩稳定。
通过勘察基本查明堆积体与基岩接触面形态,高程1820m以下接触面坡度14°,以上接触面坡度20~25°,接触面产状总体为60°∠14~25°,接触面总体形态是斜倾坡外偏上游。
堆积体为含块碎砾石土层,结构密实,大气降雨的入渗难度较大,暴雨季节在浅表部可能存在少量上层滞水,其余部位总体较为干燥。因此形成本区上部为第四系覆盖层孔隙潜水及局部上层滞水、下部为基岩裂隙水的二元水文地质结构。第四系覆盖层孔隙水补给主要为大气降水及基岩裂隙水。堆积体一带,地形坡度较为平缓,面积较大,为凹槽汇水地形,构成了降雨地表入渗的主要来源地。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,由于河谷深切,谷坡较陡,地下水排泄条件好,其水位埋藏较深。
2 监测仪器的布置
根据堆积体边坡地形地貌特点、工程地质特性,结合现场调查确定该边堆积体边坡先期布设12个外观监测点以及在EL1900m、EL2000m布设了2套测斜管、2支渗压计及1套水位管。外观监测点点位均匀分布三条断面的四个高程面上,分别为1800m、1900m 、2000m、2100m,每个高程面上分别布设3个监测点。
见监测布置图1。
图1 堆积体监测布置图
3边坡监测成果分析
外观监测
堆积体边坡首次观测时间为2013年7月13日,并取得基准值,观测周期为一周,截止到2014年6月14日,X方向累积变形量在-8.5mm~9.0mm之间;Y方向累积变形量在-5.8mm~14.7mm之间;H方向累积变形量在-3.2mm~6.9mm之间。观测成果见表1:
测点名称
累计位移(mm)
下游方向+&⊿x
河床方向+&⊿y
垂直方向+&⊿H
位移值△P(mm)
TPNL-1
9.0
-4.1
6.0
9.9
TPNL-2
-6.2
10.8
0.2
12.4
TPNL-3
-4.3
7.8
0.2
8.9
TPNL-4
-4.0
11.8
-1.2
12.4
TPNL-5
8.8
-5.86.9
10.5
TPNL-6
1.4
-2.1
2.6
2.5
TPNL-7
-5.5
7.8
5.1
9.6
TPNL-8
-8.5
12.4
6.2
15.0
TPNL-9
2.2
2.6
-3.2
3.4
TPNL-10
-5.8
-1.3
7.7
5.9
TPNL-11
-6.0
6.4
1.8
8.8
TPNL-12
-7.7
14.7
1.7
16.6
表1 堆积体外部变形监测变化成果表
从以上累计位移值来看,各个测点值变化不大。除TPNL-2、TPNL-4、TPNL-8和TPNL-12两点位移值大于12mm外,其余测点均未超过12mm。由于TPNL-2测点距离乡村公路较近,可能与局部失稳有关。
通过对累计位移值分析,堆积体Ⅰ区内测点2050m高程以下的TPNL-2、TPNL-3、TPNL-4、TPNL-7、TPNL-8、TPNL-11、TPNL-12合位移方向为倾坡外偏上游,方位角299~319°,并且以前缘的TPNL-4、TPNL-8和TPNL-12变形值最大。堆积体Ⅱ区内测点2000~2100高程的TPNL-1、TPNL-5、TPNL-6、TPNL-10测点合位移方向为倾下游偏坡内,方位角124°~167°。2010m高程
TPNL-9测点合位移方向倾下游偏坡内,方位角为230°,接近垂直与泥洛沟方向。
从堆积体边坡工程的外观监测变形数据看,边坡变形具备一定的方向特性,分析Ⅰ区边坡可能以岩土体界面为滑移面变形的可能性大,其前缘上游边界7#公路K12+260~12+290段路面出现多条纵向裂缝,缝宽一般0.2~0.5cm,分析该裂缝的产生可能与Ⅰ区坡体变形有关,由于该区变形斜倾河谷偏上游,上游边界处岩土体界面受挤压剪切破坏,而产生裂缝。堆积体Ⅱ区以冲沟为临空面,岩土体界面为滑移面产生变形。但从整体来看,边坡变形整体位移值不大,变形速率平缓,认为堆积体边坡整体处于基本稳定状态。
(2)内观监测
截至2014年6月14日,2100m高程测斜管INNL-1顺坡向最大位移增量0.92mm,累计位移在-3.32~-0.07mm之间,其位移方向总体为倾坡外偏上游,见图2,与该区域外观监测位移方向相一致。该测斜管管底安装的渗压计未监测到孔隙水。该孔覆盖层埋深95m。
图2 测斜管INNL-1累计位移随孔深分布图
1900m高程测斜管INNL-2顺坡向最大位移增量4.08mm(管内61mEL1850.10m处),累计位移在-6.52~10.85mm之间,最大累计位移10.85mm在距孔口59m处(EL1850.10m)测得,其位移方向总体为倾下游偏坡内,见图3,与该区域外观监测位移方向相一致。该套测斜管管底安装的渗压计测得孔隙水压力0.29MPa,换算水位为1815.11m,在顺坡向距离测斜管5m处的水位管测得水位为1813.44m。该测斜管孔覆盖层埋深112m。
图3测斜管INNL-2累计位移随孔深分布图
受2014年6月4日、6月8日降雨影响(雨量为12mm、9.5mm),1900m高程安装的水位管及渗压计渗压水位均有所增加,最大增加1.15m。但,由2套测斜管累计位移分布图及位移过程线来看,无明显滑移面,位移过程线变形平缓,表明边坡目前基本处于稳定状态。
4结论及建议
该堆积体边坡三面临空,坡体内部存在明显的变形差异性,Ⅰ区变形方向倾河谷偏上游,其位移方向与基岩岩层层面法线方向相一致,且前缘位移变化值最大,可以判定其变形为岩层倾向方向,是否沿基覆界面发生变形,需要进一步论证。堆积体Ⅱ区以泥洛沟为临空面,以测点TPNL-9附近为中部区域朝沟谷方向发生变形。 通过对位移方向的分析,表明内外观监测具有一定的相关性、统一性,是相互佐证的。 从堆积体边坡内外观监测变形数据看,边坡变形
土木工程毕业论文 西南某山区机场高填方边坡稳定性研究
土木工程毕业论文 西南某山区机场高填方边坡稳定性研究
在土木工程领域,机场的建设是一个重要的工程项目。而在西南某山区这样的地形复杂地区建设机场,则需要考虑更多的因素。其中,高填方边坡的稳定性是一个重要的问题,本文将对此进行研究。
一、研究背景
山区地形复杂,地势起伏,选择机场建设地点时需要充分考虑地形因素。在填方工程中,边坡是必不可少的部分,而高填方边坡的稳定性问题则是其中关键的一环。
二、问题描述
高填方边坡稳定性的研究主要关注以下几个方面:
1. 边坡的土质特性:不同土类的力学性质不同,需要对边坡土质进行详细的调查与分析,包括土体的密实度、湿度、可塑性等指标。
2. 边坡的形态与尺寸:边坡的形状、倾角、高度等参数会直接影响边坡的稳定性。因此,需要对边坡的几何形态与尺寸进行合理设计与模拟。
3. 边坡的外荷载:边坡所受的外部荷载包括风力、水力、地震等各种自然力,这些力的大小与方向都会对边坡的稳定性产生影响。 4. 边坡的支护结构:为了增强边坡的稳定性,我们可以采取不同的支护手段,如挡土墙、锚杆等。需要考虑支护结构的布置、材料选择、施工工艺等因素。
三、研究方法
1. 土质特性的研究:通过采集边坡土样,进行实验室室内试验,包括颗粒分析、液塑性指数测试等,得到土质参数。
2. 边坡几何形态的设计:通过计算和分析,确定边坡的最佳形状、倾角和高度,以提高边坡的稳定性。
3. 受力分析与模拟:结合边坡土质特性和外荷载条件,进行数值模拟,以分析边坡在不同外力作用下的稳定性。
4. 支护结构的设计与优化:根据边坡的实际情况,选择适合的支护结构并进行施工工艺设计,提高边坡的整体稳定性。
四、研究成果与应用价值
通过对西南某山区机场高填方边坡稳定性的研究,我们可以得到以下成果:
1. 对该山区机场填方边坡稳定性的全面评估,为工程设计和建设提供科学参考。
2. 确定合适的边坡形状、倾角和高度,以减小边坡的滑坡和坍塌风险。
边坡稳定性分析
目录
摘要 ..................................................... IV
Abstract .................................................. V
第一章 概况 ............................................... 1
1.1贵阳龙洞堡见龙路住宅小区工程概况 ........................... 1
1.2 边坡概况 ................................................... 1
1.2.1 边坡地段地物环境 .................................................................................................................... 1
1.2.2 边坡形态及岩土构成 ............................................................................................................... 1
1.2.3 边坡安全等级及勘察等级 ...................................................................................................... 2
第二章 水文地质条件及工程地质条件.......................... 3
2.1工程地质条件 ............................................... 3
边坡稳定性分析及评价
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边坡稳定性分析及评价
作者:陈元芳
来源:《西部资源》2017年第02期
摘 要: 边坡稳定性分析及评价是边坡治理的关键。本文分别对土质边坡和岩质边坡进行了变形主要影响因素及破坏模式分析、稳定性分析及评价。
关键词: 破坏模式; 计算方法; 稳定性
1. 边坡基本情况
边坡所属地貌为剥蚀残丘,坡面表土已基本剥离,微地貌单元为陡坡或陡崖。
边坡高度5m~10m,宽度70m~80m,坡度50°~65°,边坡走向总体呈北东向(方位角约70°),边坡西侧为土质边坡,东侧为岩质边坡。东侧边坡坡面岩体节理裂隙发育,存在较多不稳定楔形体和块石,易发生崩塌。
2. 地质环境条件
2.1 边坡岩土工程性质
边坡岩土层情况较为简单,上部为0.5m~1.5m的坡残积覆盖层,厚度薄,坡体岩土层主要为燕山期二次侵入的黑云母二长花岗岩(γ52-3)。
边坡东西两侧坡高一般约5m,中部坡高一般约8m~10m,坡面坡度一般呈上缓下陡状,边坡下部陡峭(坡度60°~65°),上部稍缓(坡度50°~60°),总体坡度一般50°~65°。边坡坡体主要为全—强风化的花岗岩,上部分布薄层坡残积成因的砾质黏性土层,边坡坡面发育灌草植被。
2.2 水文地质条件
根据现场调查及区域地质资料,边坡坡脚位于当地侵蚀基准面以上,边坡区汇水面积约0.4km2,地势起伏较大,地表径流经东侧坡脚地势低洼区域排出场外,周边无地表水体分布。场地第四系松散层较薄,地下水主要为基岩风化裂隙和构造裂隙水。
2.3 地震
珠海市抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组,设计地震特征周期为0.40s。 龙源期刊网
3. 边坡稳定性分析及评价
边坡稳定性分析原理及防治措施
第一部分 边坡稳定性分析原理及防治措施
1. 边坡稳定性基本原理
1.1边坡稳定性精确分析原理
要对边坡稳定性问题进行精确分析,首先要对材料性能进行透彻的的研究实验,查清它的各种应力--应变关系以及它的屈服、破坏条件。假定这些问题都已查清,那么从理论上讲,边坡在指定荷载下的稳定性问题是可以精确解决的。七步骤大致如下:
(1) 进行边坡在指定荷载下的应力、变形的精确分析。分析过程中,要采用合理的数学模型来反映材料的特性,务使这种数学模型能够如实表达出材料的主要性能,例如应力—应变间的非线性、卸载增荷性质、屈服破坏性质等等。分析工作要通过计算机和非线性有限单元法进行。
(2) 这种精确计算的数学分析将给出各点应力、应变值。例如,就抗剪问题讲,通过分析得到了每一点上的抗剪强度τ= c +fσ,从而可以算出每一部分点上的局部安全系数。如果每一点上的K均大于1,整个计算体系在抗剪上当然是安全的。如果有个别点已达屈服,则由于在计算程序中已反映力材料性质,这些部位的τ将自动等于τf ,表明这些部位已进入屈服状态。只要这些屈服区是孤立的、小范围的,而没有形成连贯的破坏面,那么,在指定荷载下该体系仍是稳定的。进入屈服状态的部位大小,野可以给出一个安全度的概念。反之,如果屈服的部位已经连成一个连贯的破坏面,甚至已求不出一个满足平衡要求的解答,就说明该体系在指定荷载下已不能维持稳定。
(3) 如果要推算“安全系数”,首先要给出安全系数的定义。
第一种方法,是将荷载乘以K,并将K逐渐增大。每取一个K值就进行如上一次分析,直到K达到某临界值,出现了连贯性断裂面或已无法求得解答为止。这个临界值就是安全系数。显然,这样求出的K具有“超载系数”性质。
第二种方法,是将材料的强度除以K,并用于计算中,逐渐增加K,使其强度逐渐降低,直至失稳。相应的K值就是安全系数。显然,这样求得的K具有“材料强度储备系数”的意义。
上述方法虽很理想,但是近期内还不能实现。首先,要进行这种合理分析,必须对材料的特性有透彻、明确的了解。但目前度地基以及组成边坡的土、石这类的认识,还远远未达到这个地步。实际上这类材料具有很复杂的性质,还没有统一完善的理论可资遵循,也没有一个合适的数学模型可以采用。其次,及时在理论上以解决了材料的性能问题,但要具体分析问题,还须对建筑物和地基进行详尽的查勘,取得各种所需的数据和资料。尤其遂于天然地基和边坡,材料不均匀性很大,试验勘察的工作量也将十分巨大,必须改革勘察和成果整理分析的手段才能满足要求。计算中,对于计算域的选取,及边界条件的选用,也有待研究。对于中小型工程以及需要快速估算的情况,更不适应。总之,这种精确分析法尚未达到实用程度,而是一个发展方向。
边坡稳定性分析 2
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:
Qe=αwG (5.2.6-1)
Qei=αwGi (5.2.6-2)
式中:Qe、Qei——滑体、第i计算条块或单元单位宽度地震力(kN/m);
G、Gi——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](kN/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。
边坡稳定性分析方法及其适用条件
边坡稳定性分析方法及其适用条件
边坡稳定性是指边坡在外力作用下保持不倒塌或滑动的能力,边坡稳定性分析方法一般可以分为经验法、力学方法和数值模拟方法三类。不同方法适用于不同类型的边坡,且各方法在分析准确性、工程实施条件、运算速度以及数据要求等方面有所不同。
1.经验法:
经验法是基于大量实际工程经验和观测总结出的简化计算方法,适用于边坡规模较小、地质条件比较简单的情况。根据边坡的高度、坡度、土质等因素,通过经验公式计算出边坡的稳定性系数,从而判断边坡的稳定性。
2.力学方法:
力学方法是通过岩土力学原理和边坡土体的力学性质来分析边坡稳定性。力学方法主要应用于边坡高度较大、复杂地质条件的情况。常用的力学方法包括平衡法、极限平衡法、有限元法等。
-平衡法:平衡法是基于边坡的平衡条件进行分析的方法,通过计算剪力平衡方程来确定边坡的稳定性。平衡法适用于坡度较小、土体不饱和、坡面无裂缝等条件下的边坡稳定性分析。
-极限平衡法:极限平衡法是在平衡法的基础上引入抗剪参数的概念,通过计算抗剪参数的极限值来判断边坡的稳定性。极限平衡法适用于任意坡度、土体饱和或部分饱和的边坡稳定性分析。
-有限元法:有限元法是一种基于连续介质力学和离散化原理的数值分析方法,将边坡土体划分成网格,通过求解有限元方程来计算边坡的应力和变形,并进而判断边坡的稳定性。有限元法适用于复杂地质条件和复杂边坡形状的稳定性分析。
3.数值模拟方法:
数值模拟方法是通过数值计算和模拟来分析边坡稳定性,主要利用计算机和专业软件进行模拟计算。数值模拟方法通常适用于复杂地质条件、复杂边坡形状、非线性、动力等问题的研究。常用的数值模拟方法包括有限差分法、边界元法、粒子法等。
总体来说,经验法适用于边坡规模较小、较简单的情况;力学方法适用于边坡规模较大、地质条件复杂的情况;数值模拟方法适用于复杂的边坡形状和非线性、动力问题。在实际工程中,边坡稳定性分析通常采用多种方法相结合的方式,综合考虑不同方法的分析结果,从而提高分析的准确性。
边坡稳定性分析报告
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1页 斜(边)坡稳定性分析方法综述
摘要:斜坡稳定性分析方法目前主要分为定性类方法、定量类方法和非确定性方法。定性类方法和定量类方法都比较成熟,尤其以定量类方法(刚体极限平衡法和有限单元法等数值计算方法)运用较多;而非确定性方法虽然方法较多,但目前使用相对较少。本文主要介绍三类分析方法中的一些具体方法及其原理,并对三类方法的特征及优缺点进行简单评价。
关键词:斜坡稳定性分析,定性类方法,定量类方法,非确定性方法
ABSTRACT: Nowadays, the methods evaluating slope stability are mainly divided
into qualitative methods, quantitative methods and nondeterministic methods.
Qualitative methods and quantitative methods are both comparatively mature, and
especially quantitative methods (rigid equilibrium limit method and numerical
computation methods such as finite element method) are widely employed; while
although there are many kinds of nondeterministic methods, they are comparatively
less employed. The paper mainly introduces some specific methods and their theories
of the three evaluating methods, and short comments are made on the characteristics,
高边坡监测实施方案
高边坡监测实施方案
一、前言
高边坡是指坡度大于30°的土质或岩石边坡,由于其地质条件复杂,易受自然因素和人为活动影响,因此需要进行监测和管理。本文档旨在提出一套高边坡监测实施方案,以确保边坡的稳定和安全。
二、监测目标
1. 监测边坡的位移和变形情况,及时发现异常情况并采取相应措施;
2. 监测边坡的地下水位变化,了解地下水对边坡稳定性的影响;
3. 监测边坡的裂缝情况,及时发现并处理裂缝;
4. 监测边坡的土体松动情况,了解土体的稳定性。
三、监测方法
1. 定点监测:选择边坡上、中、下部位点进行定点监测,通过设置测点,采用全站仪、GPS等仪器定期测量边坡的位移情况;
2. 遥感监测:利用遥感技术,对边坡进行定期遥感监测,了解边坡的整体变化情况;
3. 地下水位监测:在边坡周围设置地下水位监测井,定期测量地下水位的变化;
4. 非接触式监测:利用无人机等设备进行边坡的非接触式监测,获取边坡的立体信息,以及裂缝、松动等情况。
四、监测频次
1. 定点监测:每月进行一次定点监测,重点关注雨季和地震等自然灾害发生后的边坡变化情况;
2. 遥感监测:每季度进行一次遥感监测,及时发现整体变化情况;
3. 地下水位监测:每月进行一次地下水位监测,关注地下水位对边坡稳定性的影响;
4. 非接触式监测:每季度进行一次非接触式监测,了解边坡立体信息及裂缝、松动等情况。
五、监测数据处理与分析
1. 对监测数据进行及时处理和分析,制作监测报告;
2. 根据监测数据,进行边坡稳定性评估,判断边坡的安全状况;
3. 对发现的异常情况,及时采取相应的措施,确保边坡的安全。
六、监测结果应用
1. 监测结果应用于边坡的管理和维护,为边坡的维护提供科学依据;
2. 监测结果应用于边坡的风险评估和预警,及时发现并处理边坡的安全隐患;
3. 监测结果应用于相关工程的设计和施工,避免边坡稳定性对工程造成影响。
七、总结
本文档提出了一套高边坡监测实施方案,通过定点监测、遥感监测、地下水位监测以及非接触式监测等手段,对高边坡进行全面监测,以确保边坡的稳定和安全。监测数据的及时处理和分析,以及监测结果的科学应用,将为高边坡的管理和维护提供有力支持,为相关工程的设计和施工提供科学依据。希望本文档能够对高边坡监测工作提供一定的参考价值。
边坡稳定性分析方法
第二节 边坡稳定性分析方法
力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。
1.力学验算法
(1)数解法 假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行验算,从中找出最危险滑动面,按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此方法计算较精确,但计算繁琐。
(2)图解或表解法 在图解和计算的基础上,经过分析研究,制定图表,供边坡稳定性验算时采用。以简化计算工作。
2.工程地质法
根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究,通过工程地质条件相对比,拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据,作为确定路基边坡值的依据。
一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算,用工程地质法进行校核;岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。
3.力学验算法的基本假定
滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。
一、直线滑动面法
松散的砂类土路基边坡,渗水性强,粘性差,边坡稳定主要靠其内摩擦力。失稳土体的滑动面近似直线状态,故直线滑动面法适用于砂类土:
如图2-2-4所示,验算时,先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面,将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD,沿假设的滑动面AD滑动,其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计):
验算的边坡是否稳定,取决于最小稳定系数Kmin的值。当Kmin=1.0时,边坡处于极限平
衡状态。由于计算的假定,计算参数(r,Ψ,c)的取值都与实际情况存在一定的差异,为了保证边坡有足够的稳定性,通常以最小稳定系数Kmin≥1.25来判别边坡的稳定性。但Kmin过大,则设计偏于保守,在工程上不经济。
当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时,其粘聚力很小,可忽略不计,则式(2-2-3)
变为:
式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。
二、圆弧滑动面法
用粘性土填筑的路堤,边坡滑坍时的破裂面形状为一曲面,为简化计算,通常近似地假设为一圆弧状滑动面。分析边坡稳定性时,按其各种不同的假设,有多种方法,但工程上普遍采用条分法(又称瑞典法)及具简化计算的表解法和图解法。
常用的边坡稳定性分析方法
常用的边坡稳定性分析方法第一节 概 述 ............................................................................................................................... 1
一、无粘性土坡稳定分析 ................................................................................................ 1
二、粘性土坡的稳定分析 ................................................................................................ 1
三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 ............................................................ 1
四、土坡稳定分析讨论 ..................................................................................................... 1
第二节 基本概念与基本原理 .................................................................................................. 1
一、基本概念 ....................................................................................................................... 1
