地下工程岩体稳定性分析

地下工程岩体的稳定性分析

地下工程，系指在地面以下及山体内部的各类建筑物。地下工程具有隔热、恒温、密闭、防震、隐蔽及不占地面土地面积等许多优点。因此，在国民经济各个部门的工程建设中被广泛采用。如城市及交通建设中的地下铁道、地下仓库、地下商场、铁路隧道、公路隧道、过江隧道等，水电及矿山建设中的地下厂房、引水隧洞、地下水库、地下矿井巷道等，以及军工建设中的地下飞机场、地下试验室(站)、地下掩蔽部及各类军事设备器材仓库等。显然随着经济建设的高速发展及地下工程所具有的优越性，地下工程的应用将会越来越广泛，规模也将越来越大。

地下工程按成因分为人工洞室和天然洞室两大类。人工洞室指由人工开挖支护形成的地下工程。天然洞室一般指由地质作用形成的地下空间，如可溶岩的溶洞等。地下工程完全被周围的岩土体介质所包围。因此，这些介质的性质直接影响着地下工程的稳定与安全。

地下工程岩体系指地下工程周围的岩土介质，以往也称为地下洞室围岩。其稳定性的工程地质研究是工程地质研究的重要课题之一。主要包括地下工程岩体稳定性的影响因素分析，地下工程洞线及进、出口边坡位置的正确选择地下工程岩体稳定性的合理评价，对不稳定地段的支护及施工方法的研究，施工过程中根据地质情况预测各种可能出现的工程地质问题等。，

一、洞室位置的选择·

地下洞室按其用途分有压洞室和无压洞室，按工程岩体性质分岩体洞室和土体洞室。(一)无压的岩体洞室位置选择

无压的岩体洞室位置应满足以下条件：

(1)洞址宜选在山体完整雄厚、地质构造简单、地下水影响小、岩性均一的坚硬岩层且岩层厚度为厚层、中厚层的地段；要避开透水的宽大破碎带、断裂交汇带、岩溶发育带、强风化带及有害气体和高地温等地段。洞址选在稳定性好的围岩中，是保证地下工程施工安全和正常运行的关键。

(2)洞口要选择在松散覆盖层薄、坡度较陡的反向坡，且有完整厚层岩层作顶板的地段；要避开冲沟或溪流源头，以及滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象发育或洪水可能淹没的地段。洞外还应该有相应规模的弃渣场地。大量工程实践表明，地下工程进出口位置选择十分重要，稍有不慎，将造成无法进洞或洞口岩体失稳等不良后果。．

(3)洞轴线要选择与区域构造线、岩层及主要节理走向垂直或大角度相交的方向；要避免洞线从冲沟、山洼等地表水和地下水汇集的地段通过；在高地应力地区，洞轴线宜与水平方向的最大主应力平行。例如我国金川矿巷道布置时，该区最大水平主应力方向为N35。E 左右，‘mx＝20—30MPa，而位于地下400m深处的西风井巷道走向为N30。W左右，与最大水平主应力方向近正交。结果建成后，此巷道产生明显变形和破坏，断面累计变形达200cm 以上，断面减小致使巷道不能正常使用。后来将500m深处的巷道改为与最大水平主应力方向近平行(N23。E)，则巷道围岩的稳定性得到显著改善，即使穿越松散结构的断层破碎带，也末发生明显的破坏。

水工隧洞多为有压隧洞，其工作条件比无压隧洞更为复杂。在洞址选择时，除考虑上述要求外，尚需对围岩的弹性抗力、高压隧洞围岩的承载力、洞室上覆岩体及间壁岩体厚度等进行专门研究，才能保证有压隧洞在内水压力作用下的正常运用。

(二)土体洞室位置的选择

土体洞室，包括明挖回填洞和暗挖衬砌洞室，在工业与民用建筑及道路建设中应用较普遍，其洞室位置选择应满足：

(1)洞址应选择在滑坡、冲刷等不良地质现象不发育的地段。

(2)洞口宜选在地下水位以上并高于洪水位的地段。

(3)洞轴线要选择在土性单一的粘性土体中，避免穿越含水的粉土层、砂层和砾石层以反软土、膨胀土等不稳定土。

显而易见，洞室选择除取决于工程要求外，主要受地形地貌、岩土性质、地质构造、地下水、地应力及物理地质现象等因素控制。在工程建设中一定要综合各方面因素，选择最佳位置。这是地下工程建设中最基本、最重要的一项工作，否则将后患无穷。

二、地下工程岩体稳定性的影响因素

地下工程岩体稳定性的影响因素主要有岩土性质、岩体结构与地质构造、地下水、地应力及地形等。此外，还要考虑地下工程的规模等因素。

(一)岩土性质

岩土性质是控制地下洞室围岩稳定、隧洞掘进方式和支护类型及其工作量等的重要因素，也是影响工期和工程造价的一个重要因素。理想的岩体洞室围岩是岩体完整、厚度较大、岩性单一、成层稳定的沉积岩，或规模很大的侵入岩(花岗岩、闪长岩等)，或区域变质的片麻岩，岩体内软弱夹层及岩脉不发育。岩石的饱和单轴抗压强度在70MPa以上。一般坚硬完整岩体，由于岩体完整，洞壁围岩稳定性好，施工也较顺利，支护也简单快速。而破碎岩体或松散岩层，由于围岩自身稳定性差，施工过程容易产生变形破坏，因而施工速度较慢，文护工程量及其难度也较大，严重时还会产生较大规模的塌方，影响施工安全，延误工期。

(二)地质构造和岩体结构

地质构造和岩体结构是影响地下工程岩体稳定的控制性因素。首先表现在建洞山体必须区域构造稳定，第四纪以来元明显的构造活动，历史上无强烈地震。其次是在洞址洞线选择时一定要避开大规模的地质构造，并考虑构造线及主地应力方向而合理布置。断裂构造由于其有一定宽度，因此洞轴线穿越破碎岩体时一般都产生一定规模塌方。严重时产生地下泥石流或碎屑流，或者产生洞室涌水，威胁施工安全。岩体结构对地下工程岩体稳定性影响主要表现在岩体结构类型与结构面的性状等方面。同一类型岩体结构对不同规模地下工程其自稳能力不同c比如在某一层状结构岩体中掘一2m直径的探洞和建一几十米跨度的地下厂房，顶板岩体的自稳能力显然不一样，前者可能安全、稳定，后者稳定性可能很差。另外，结构面的相互组合，切割成的结构体很可能向洞心方向产生位移，轻者掉块，重者塌方，更严重者可能造成冒顶。因此，在地下工程岩体稳定分析中一定要注意各种结构面的分布及其组合，尤其是一些大规模断层破碎带。

(三)地下水因素

地下水对洞室围岩稳定性的影响是很不利的。其影响主要表现在使岩石软化、泥化、溶解、膨胀等，使其完整性和强度降低。另外当地下水位较高时，地下水以静水压力形式作用于衬砌上，形成一个较高的外水压力，对洞室稳定不利。地下水对地下工程最大的危害莫过于洞室涌水。地下岩溶、导水构造等，往往是地下水富集的场所，一旦在洞室中出露，往往形成一定规模的涌水、涌砂或者形成碎屑流涌入，轻者影响施工，严重者造成人身伤亡事故j因此，地下工程宜选在不穿越地下水涌水及富水区，地下水影响较小的非含水岩层中。

(四)地应力

岩体中的初始应力状态对洞室围岩的稳定性影响很大。地下洞室开挖后，岩体中的地应力状态要重新调整，调整后的地应力称为重分布应力或二次应力。应力的重新分布往往造成洞周应力集中。当集中后的应力值超过岩体的强度极限或屈服极限时，洞周岩石首先破坏或出现大的塑性变形，并向深部扩展形成一定范围松动圈。在松动圈形成过程中，原来洞室周边应力集中向松动国外的岩体内部转移，形成新的应力升高区，称为承载圈(团6—18)。重分布应力一般与初始应力状态及洞室断面的形状等有关。在静水压力状态下的圆形洞室，开挖后应力重分布的主要特征是径向应力(6r)向洞壁方向逐渐减小至洞壁处为0，切向应力(66)

在洞壁处增大为原本初始应力的两倍。重分布应力的范围一般为洞室半径r的5—6倍(图6—19)。

另外，地应力因素的影响还表现在洞线选择时一定要注意与最大水平主应力方向平行。特别在高地应力地区修建地下工程，一定要认真研究地应力的分布及对工程建筑的影响。如规划中的南水北调西线引水隧洞等高地应力区的地下工程建设中，地应力对围岩稳定性的影响就成为一个重要的研究课题。，

此外，影响地下工程岩土稳定性还有地、地下工程的施工技术和施工方法等。地形上要求洞室区山体雄厚，地形完整，山体工程施工技术和施工方法是影响岩体稳定的一个重要方面。末受沟谷切割，没有滑坡、崩塌等地质现象破坏地形：大量工程实践表明，地下良好的施工技术和科学的施工方法将有效地保护围岩稳定，不良的施工技术和不合理的施工方法将严重破坏岩体的稳定性，降低岩体的基本质量。因此，应根据实际地质条件，合理确定施工方案，尽量保护围岩不被扰动。

三、地下工程岩体稳定分析方法

地下工程岩体稳定分析评价，应采用工程地质分析与理论计算相结合的综合评价方法。

(一)工程地质分析法

工程地质分析法也称为工程地质类比法。主要在工程地质勘察的基础上，把拟建工程与工程地质条件、工程特点及施工方法类似的已建工程相比较，对其稳定性进行评价。为了便于对比，一般在大量实际资料的基础上，对地下工程岩体进行分级评价(参阅第五章岩体工程分级)。

(二)力学计算方法

力学计算方法是根据不同的岩体结构、不同的力学属性，简化成不同的力学模型，应用相应的力学方法，研究围岩的变形破坏过程，对围岩稳定性进行定量计算的评价方法。它可以弥补以往工程地质分析法只侧重定性而缺乏定量评价的不足。应用中，应将两者结合使用，以起到相互验证的作用。力学计算法可分为解析计算法和数值计算法(有限单元法)，其重点是计算围岩压力等。

围岩压力是指围岩由于松动、变形而作用在支护(衬砌)上的压力，是确定衬砌设计荷载大小的依据。围岩压力也称山岩压力或地压。围岩压力有松动压力、变形压力和膨胀压力之分。

松动压力是指由于开挖造成围岩松动而可能塌落的岩体，以重力形式直接作用在支护上的压力。松动压力有不良地质条件造成的，如岩体破碎程度、软弱结构面与临空面的组合关系等，也有施工方面的因素造成的，如爆破、支护时间和回填密实程度等。

变形压力指围岩变形受到支护限制后，围岩对支护形成的压力。其大小决定于岩体的初始地应力、岩体的力学性质、洞室形状、支护结构的刚度和支护时间等。

膨胀压力指围岩吸水后，岩体中的矿物产生膨胀崩解引起围岩体积膨胀变形作用在支护上的压力。膨胀压力也是一种变形压力，但它与变形压力的性质有所不同，它严格地受地下水的控制，其定量难度更大，目前尚无完善的计算方法。

严格地区分松动压力与变形压力是不容易的，在实际进行围岩压力计算时一般不予区分。围岩压力计算有经验计算法与理论计算法两种。经验计算法如铁道部经验公式及黄土洞围压估算公式等。理论公式计算法如传统的普氏理论、Terzaghi松散体理论、Fenner公式、常士骡公式等。以上经验公式及理论公式请参阅文献[81。本节主要介绍国家标准《岩土工程勘察规范》(G135002l—94)关于围岩压力计算的几种方法。

K。是水工隧洞支护设计的一个基本参数。及。通常与围岩的岩石性质、地质构造、内水压力大小及加荷方式等有关。确定X。的方法一般有现场试验方法、计算方法和经验数据法等。对大型地下工程通常采用现场试验方法；对中小型工程，则可采用计算法和经验数据方法求得。

四、改善地下工程岩体稳定性条件的措施大量工程实例表明，各种不良的工程地质条件是导致地下工程岩体失稳的主要原因。为了保证各种地下工程的安全施工和正常运行，就需要采取一定的工程技术措施去改善围岩的稳定条件。

(一)选择良好的施工方法，尽量少扰动围岩

地下工程岩体在地下处于一定的应力场之中，洞室开挖造成岩体内部应力重新分布，洞壁产生应力集中，不良的施工方法将会促使岩体破坏，松动圈向外扩展。因此，施工中应尽量采用先进掘进技术，如用光面爆破和掘进机开挖代替传统的钻爆法·，并且尽可能全断面掘进，以避免爆破及多次开挖对围岩的扰动。有关工程实例表明不合理的施工方法将会降低岩体基本质量，可能使好岩体变为坏岩体。因此，应该根据实际地质条件，选择最佳施工方案和合理的施工方法。

(二)支护与衬砌

根据围岩压力的大小选择相应的支护与衬砌方法，是维护和改善地下工程岩体稳定条件的最常用方法。支护是地下工程开挖过程中为防止围岩坍塌和掉块采取的文撑防护措施。支护有构架支护及喷锚支护两种方式。除特殊地段(如严重破碎的岩体和松散地层)仍采用构架支撑外，一般情况下应首先选用喷锚支护。喷锚支护是采用锚杆与喷射混凝土支护围岩的工程措施。它把地下工程岩体视为承受应力的结构体，加强岩体本身的整体性和力学强度，充分发挥岩体的作用，以便承受各种荷载，是一种积极的措施。喷锚结构具有支护速度快，节省时间和原材料以及降低工程造价等方面的优点。常用的锚杆有楔缝式金属锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、预应力锚杆、预应力锚索等。锚杆和钱索的作用主要有三个方面，即悬吊作用、组合作用、加固作用。喷混凝土支护是用喷射机把拌和均匀的混凝土高速喷射在围岩表面，形成一个与围岩粘结在一起的混凝土层，起支护作用。其特点是快速、及时，而且达到限制围岩变形的目的，因此目前被广泛采用。衬砌在地下工程中应用很普遍，其作用是承受围岩压力、内水压力和封闭岩体中的裂隙，防止渗漏。常用的衬砌形式有平整衬砌、整体混凝土衬砌、混凝土衬砌、双层和联合衬砌、钢板衬砌、预应力衬砌等。

岩体稳定性研究方向文献综述

岩体稳定性研究方向文献综述 长期以来，隧洞围岩稳定性研究一直是工程地质学者研究的重要课题，围岩稳定性评价是地下工程设计、施工以及维护中的一个重要环节。稳定性评价结果的正确是否直接影响着工程的安全性和经济合理性。作为岩体力学研究的重要内容，围岩稳定性评价经历了“经验判断—理论分析—数值计算”的发展过程[1]，,有关方法已在地下工程的建设中发挥了巨大的作用，但同时也对围岩稳定性评价方法，尤其是围岩破坏的判据，提出了更高的要求。因此，探索新的、实用的稳定性评价方法，是生产实践中提出的永恒的研究课题。通过对地下工程围岩稳定性的研究学习，首先介绍目前国内外对围岩稳定性评价方法的研究成果，接着对影响地下隧洞围岩稳定性的因素以及围岩的变形破坏模式进行了阐述，最后结合工程案例采用数值分析的方法对隧洞开挖围岩变形破坏模式进行了分析。 1 隧洞围岩稳定性分析方法 隧洞围岩的稳定性分析主要包括隧洞的整体稳定性分析和局部块体的稳定性分析，分析方法大致可归纳为工程地质类比法、解析法、和模拟试验法等。 1.1围岩整体稳定性评价 （1）解析法 解析法是指采用数学力学的计算取得闭合解的方法[28]，计算围岩中的应力分布状态及位移从而进行围岩稳定性评价[4]。对于规则的圆形断面和均质、各向同性的隧道围岩，解析解较为精确，参数也容易确定；张倬元、王士天、王兰生给出了均质、含有单一（或一组）软弱结构面围岩及顶拱围岩中简单结构块体稳定性的解析分析方法；蔡美峰等得出了特定形状巷道（如轴对称圆形巷道、一般圆巷道、椭圆巷道等）围岩应力状态的解析解。其他形状的洞室可通过复变函数法求取近似解。于学馥、刘怀恒应用复变函数对围岩应力状态及变形进行求解，得出了解析解。运用复变函数进行非圆形洞室分析的前提是获取洞室的映射函数，因此如何求取简单合理的映射函数成为近年来研究的一个热点，钱伯勤推导出单孔无限域应力函数的通式，王润富提出了一种保角映射法并编制了相应的微机程序，范广勤等应用三个绝对收敛级数相乘法求解非圆形洞室的外域映射函数，吕爱钟，提出了应用最优化技术求解任意截面形状巷道映射函数的新方法，朱大勇等提出了一种新的可以求解任意形状洞室映射函数的计算方法，并将其用于复杂形状洞室围岩应力的弹性解析分析[22]。解析方法可以解决的实际工程问题十分有限。但是，通过对解析方法及其结果的分析，往往可以获得一些规律性的认识，这是非常重要和有益的。 （2）工程地质类比法（围岩分类法） 经验类比法是大型地下洞室群围岩稳定性评价的重要方法之一，尤其在勘测资料较少的可行性研究阶段，更能发挥其作用[8]。其中，围岩分类法简单、明了，从而成为被广泛使用的工程地质类比方法。国外的地下洞室围岩质量评价始于二十世纪，初期出现了普氏岩石分级法，随后，Terzaghi 根据阿尔卑斯山公路隧道支护施工的经验，从描述各种岩层的特征入手最早提出隧道围岩分级；随后，Lauffer 提出了隧道有效跨度的稳定时间这一概念，主要以毛洞稳定时间为指标进行分级；1969 年，Deer提出了RQD分类法，随后RQD 成为国内外广泛采用的RMR 分类法、Q 分类法等综合分类法的基本元素之一，因此得到广泛应用。1973年，Bieniawski 基于岩石单轴抗压强度、不连续面间距、RQD、不连续面条件、地下水条件等基本参数对岩体进行分类，提出了更为具体的岩体分类方法RMR 法。1974 年，Barton 等学者在分析研究大量的地下工程开挖实例的基础上，把工程要素与岩石质量指标统一起来，以节理组数、节理粗糙度系数、节理蚀变影响系数等为基本参数，提出了隧道指标方法Q 分类法[12]。1979年，国内学者谷德振等提出Z 系统分类法；1980 年王思敬等人

岩体稳定性评价

岩体稳定性分析与评价 1 工程岩体的定义 在工程地质中，把工程作用范围内具有一定的岩石成分、结构特征及赋存于某种地质环境中的地质体称为岩体。岩体是在内部的联结力较弱的层理、片理和节理、断层等切割下，具有明显的不连续性。这是岩体的重要特点，使岩体结构的力学效应减弱和消失。使岩体强度远远低于岩石强度，岩体变形远远大于岩石本身，岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性[1]。 工程岩体是十分复杂的，它受到自然地质作用和人类活动的共同影响。工程岩体稳定性评价与利用一直是人们研究的热点话题，国内外相关方面的研究一直没有间断。工程岩体通常是指与人类活动有关的地下或地表岩体，如地面的斜坡边坡、岩石基础、水库岸坡、地下硐室围岩以及矿区岩体等。具体而言工程岩体具有以下四个方面的含义： （1）岩体中普遍存在的节理裂隙、断层、层里等软弱面不连续使大部分岩体失去了连续性而呈现出非线性大变形的力学形态。岩体的变形与强度特征在很多情况下都是由这些结构面控制的，加之岩体介质本身的非均质性，使得岩体的力学形态比土体复杂的多。 （2）由于各种条件的限制，工程岩体往往不可避免地处于高地应力、地下水、地震、地热等环境中，处于多因素控制的受力状态，使其变形与破坏规律更为复杂，经常涉及到固体力学—水力学—热力学场耦合作用。 （3）为满足工程建设要求，经常地对工程岩体进行各种扰动，如开挖、回填、加固处理等，从而使得工程岩体在时间和空间上呈现出复杂的性态特征。 （4）大多数工程岩体均为地表相对较浅的地壳岩体，经历各种地质营力作用，因人类工程活动表现为卸荷岩体力学行为和特征，不同于常规的加载岩体力学特征。

2工程岩体稳定性的影响因素及破坏形式 通常来讲，影响岩体稳定性的结构性因素主要是其自身的结构特征，其次是人类工程活动，最后是环境因素，包括地下水、地应力、地震、地热等。影响工程岩体稳定性的因素主要有以下几个方面： （1）岩块性质的影响包括岩石的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等。 （2）岩层的构造与结构的影响，表现在节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩土界面的形态以及坡向坡脚等。 （3）水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动态变化等。 （4）地貌因素，如边坡的高度、坡度和形态等。 （5）风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩石的强度，改变地下水的动态。 （6）气候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化厚度以及岩石风化后的机械、化学变化，同时引起地下水、地表水作用的变化。 （7）地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常引起孔隙水压力的增加和岩体的强度的降低；另外，开挖、填筑和堆载等人为因素同样可能造成工程岩体的失稳。 工程岩体的失稳往往是多种因素共同作用的结果，导致边坡失稳的因素可归结为两类：一是外界力的作用破坏了岩体原来的应力平衡状态，如边坡岩体的开挖及坡顶上作用外荷载、渗流、地震力等；另一类是边坡岩体的抗剪强度由于受外界各种因素的影响而降低。 岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性上发生某种变化。宏观连续性无显著变化者称为变形。如果宏观连续性发生了显著变化，称为破坏。岩体变形破坏的方式与过程既取决于岩体的岩性、结构，也与所承受的应力状态及其变化有关。

岩土工程勘察报告稳定性评价1

岩土工程勘察报告（稳定性评价部分） （第二册共二册） 院长： 总工程师： 勘察设计研究院 二O一二年十月

岩土工程勘察（稳定性评价部分） 主要责任人及岗位 生产单位负责人： 审定人： 审核人： 工程技术负责人：

目录 1前言 (1) 2稳定性分析与计算 (1) 2.1坝肩稳定性分析 (1) 2.2初期坝及后期堆积坝稳定性分析 (1) 2.3坝体稳定性计算 (2) 3影响坝体稳定性的因素分析及工程措施方案 (5) 4降低浸润线后的坝体加高计算 (5) 5结论与建议 (7) 附图一：坝体稳定性计算图（现坝高） 附图二：坝体稳定性计算图（坝体加高20m）

1前言 xxxxx尾矿库、尾矿堆积坝岩土工程勘察工作，是受龙钢集团公司木龙沟铁矿委托，根据xxxx设计研究院提出的岩土工程勘察任务书之技术要求（见附件），由我院于2006年7月～8月完成。 本册为坝体稳定性评价报告。 2稳定性分析与计算 2.1坝肩稳定性分析 据工程地质测绘结果，初期坝和堆积坝的左、右坝肩，山体形态自然完整，基岩裸露，无影响坝肩稳定的不利组合的结构面，也无崩塌、滑坡等不良地质作用，坝肩稳定，有利于坝体稳定和继续加高。 2.2初期坝及后期堆积坝稳定性分析 据调查，尾矿库初期坝为一不透水浆切片石拱坝，坝体完整，整体强度较高，未发现切石松动、坝体裂缝等变形破坏的痕迹，地基持力层为⑥-2层中风化白云岩，坝肩支撑于两侧的基岩上，坝基及坝肩的地质条件良好，初期坝的稳定性好。仅在坝面上发现有多处渗水、漏水现象，目前不致影响坝体的稳定性。 在初期坝坝顶之上已筑有7级尾矿堆积的子坝，各级子坝高度1.60～3.80m不等，其中第三级子坝最高，达3.80m，堆积坝总高度约17.1m，总坡度比约1：3.1，各级子坝坡度约450～600，坝体形态较规则，坝体上未发现裂缝等变形破坏特征，干面滩长度约60m，综合分析认为，现状态下堆积坝体处于基本稳定状态。 据钻探揭露，坝体内浸润线较高，初期坝上方第一级马道处地下水位埋深为1.20m，已接近了初期坝顶，各子坝地下水位在排矿时接近了地表，在

地基岩体稳定性分析

第一节坝基岩体抗滑稳定性分析 重力坝、支墩坝等挡水建筑物。 一、坝基岩体承受的荷载分析 （沿坝轴线方向取1m宽坝基（单宽坝基）为单位进行计算，如图10.1所示） 图10.1 坝体静水压力分布示意图 1．坝体重力W（kN） 式中：—坝体材料的容重（KN/m3）； —坝体横截面面积（m2）。 2．静水压力 ①水平静水压力： ②竖直（向）静水压力：（阴影部分面积） 如： 3．泥沙压力（F） 由朗肯土压力理论： 式中：—泥沙的容重； —坝前淤积泥沙厚度； φ—泥沙的内摩擦角。 4.浪压力（P） 确定比较困难。 当坝的透水面为铅直面或坡度大于1∶1时。 ①时，水深处浪压力的剩余强度为： 式中：—波浪高度； —波浪长度； —波浪破碎的临界水深； —水深。 ②，在深度以下可不考虑浪压力的影响， 式中：。 5．扬压力（U）（作用于坝底上的渗流压力） 图10.2 坝底扬压力分布图 如图10.2所示。 ①在没有灌浆和排水设施的情况下 （即图中梯形面积） 式中：—单宽坝底所受扬压力； —坝底宽度； —不大于1.0的系数。 当时，（即“莱维（Levy）法则”） ②当坝基有灌浆帷幕和排水设施时，如仅有排水设施时，λ=0.8～0.9。 ③如果能确定坝基岩体内地下水渗流的水力梯度（I），则可按下式计算渗透压力：6．岩体重力（G） 7．地震力（）

—地震影响系数；—坝体与滑面上部岩体重力。 图10.3 接触面滑动示意图 二、坝基岩体的破坏模式 根据坝基失稳时滑动面的位置，分为三种模型： 图10.4 岩体内滑动类型示意图 三、坝基岩体抗滑稳定性计算 1．接触面抗滑稳定性计算 如图10.5所示。 （1）抗滑稳定性系数：或 图10.5 接触面滑动受力示意图 —坝体与基岩接触面的摩擦系数； C—接触面的内聚力。 （2）为增大η，将坝体和岩体接触面设计成向上游倾斜的平面，如图10.6所示，作用于接触面的正压力：拉滑力： 滑动力： 图10.6 坝底面倾斜的情况及受力分析 （3）如果坝底面水平且嵌入岩基较深，如图10.7所示，那么在计算η时，应考虑下游岩体的抗力（被动压力）。 对楔体abd，在bd面上： 在bd法线方向： 图10.7 岩体抗力计算示意图 ∴岩体的抗力： 修正为： （因为工程设计中，只是部分利用或不利用岩体抗力。） 式中：ξ为抗力折减系数，0～1.0） 2．坝基岩体内滑动的稳定性计算 （1）沿水平软弱结构面滑动的情况 若滑动面埋深不大，一般不计入岩体抗力；如滑动面埋深较大则应考虑抗力的影响。如图10.8所示。 图10.8 倾向上游结构面滑动计算图 式中：，分别为坝基可能滑动面上总的法向压力和切向推力； 为可能滑动面上作用的扬压力； 为可能滑动面上游铅直边界上作用的水压力； 图10.9 倾向上游结构面滑动计算图 ，分别为可能滑动面的摩擦系数和粘聚力； A为可能滑动面的面积；

岩体工程稳定性的微震监测技术070123

岩体稳定性的微震监测技术
北 京 优 赛 科 技 有 限 公 司 北 京 达 汉 新 柯 仪 器 有 限 公 司

岩体工程稳定性的微震监测技术
微震监测技术概要 微震监测技术用于监测岩体在变形和断裂破坏过程中以微弱地震(里氏三级以下)波的形式发 生的微震事件,利用现代计算技术,通讯技术,GPS 授时精确定位技术,在三维空间中实时地确定 岩体中微震事件发生的位置和量级,从而对岩体的变形活动范围及其稳定性做出安全评价. 自 1990 年中期以来,微震监测技术已经被广泛应用于诸如矿山,石油工业,土木工程,环境地 质,核废料,废气储存,战略石油储备等公共安全领域中岩体稳定性的短期和长期监测.微震监测 技术在边坡滑动的时间和空间预警方面已经取得了重要成果,并显示了广阔的应用前景. 微震监测技术的应用领域 环境与公共安全 地震 火山 滑坡,泥石流 水库 核废料储存设施 地热工程 土木工程 隧道和隧道开挖 岩爆 边坡稳定 地下洞室,结构响应 大坝监测 石油工业 断层活动定向 油,气井稳定性 油,气层监护管理 水压致裂监测评估 地下石油储备 矿山工程 地下洞室开挖稳定性 岩爆 崩落采矿 采空区管理 露天开采边坡稳定性 爆破
微震监测技术可以从岩体变形的最初始阶段开始,跟踪监测岩体内部从单元岩块的断裂到整个 岩体失稳的渐进性破坏过程,从而大大促进了监测工作的科学性,同时提高了工程与地质灾害预报 的准确性和超前性.与传统岩体稳定监测技术相比,微震监测技术的最大优点是可以精确给出岩体 失稳的空间位置并使灾害预报提前约 30-45 天.因此,技术和管理人员可以有较为充足的时间采取 应急措施,避免或极大限度地降低生命和财产损失,提高工作人员以及公众的安全. ISS 微震监测技术系统构成 南非微震监测系统国际有限公司的 ISS 微震监测系统具有下述优良特性: 三维实时监测边坡整体; GPS 授时精确定位; 小直径钻孔安装,兼容各种传感器; 专业化的处理软件; 全波形,全数字,高速信号采集; 高分辨率,多通道,宽频率,灵活的有线无线通讯等; 同时在空间和时间的预警方面有突出优势. ISS 微震监测系统包括硬件和软件两大部分. 硬件部分包括:微震拾震器(检波器) ,数据采集单元,数据通讯,GPS 计时; 软件部分包括:微震数据可视化与数据分析软件. 拾震器(Geophone) 拾震器用于感应微震地震波信号并将其传送至信号采集记录中心,拾震器分单向和三向两类, 如图 1 所示,可根据具体监测要求选用.ISS 拾震器的技术指标如下:
地址:北京车公庄西路 19 号华通大厦 A 座 505.邮编:100044 电话:010-6848 6065,010-6848 3334.传真:010-6848 3335.
1

第七章 岩体结构及其稳定性分析

7岩体结构及其稳定性 rock mass structure&stability 一、概念 1、岩体(rock mass)：包含岩石(rock)和结构弱面(weak structural plane)。 （1）特点： ①不连续——受构造切割、孔隙等影响； ②非均质——各类矿物、岩石组合； ③各向异性——构造、非均质造成。（2）与岩石的区别： ①范围大； ②强度、稳定性低。 2、岩体稳定：指在一定时间内、一定条件（自然、人为）下岩体不产生破坏性剪切滑移、塑性变形和张裂破坏。

3、岩体稳定性分析：包括—— ⑴结构分析 ⑵力学分析 ⑶类比分析 一般需将三种分析方法进行相互补充、验证，作出综合评价。 二、岩体结构 ㈠概念 岩体结构是指岩体中①结构面(structural plane)和②结构体(structural block)的组合特征，即结构面的发育程度、组合形式；结构体的大小、几何形式和排列。 ①结构面——岩体中各种地质界面，如：层面、裂隙面、断层面、不整合面等。岩体多沿结构面发生破坏。 ②结构体——由结构面切割而成的单个块体。

㈡结构面： 1、成因类型： ⑴沉积结构面——沉积、成岩过程中形成，包括层理、层面、软弱夹层(weak intercalated layer)和不整合面等。 其中软弱夹层对岩体稳定性影响比较大，容易造成滑坡等工程事故。软弱夹层的产状与岩层产状一致。其成因分为： ①在陆相沉积间断的不整合面处形成软弱夹层； ②在火山喷发间歇期形成的风化软弱夹层； ③原生夹层。 其中①、②两种软弱夹层通常含泥质物质，松散。形成良好的地下水通道，夹层的水稳定性差，易软化、泥化，强度和稳定性差。 ⑵火成（或岩浆）结构面——在岩浆活动中形成，包括：

地下工程岩体的稳定性阐明

地下工程岩体的稳定性分析 地下工程，系指在地面以下及山体内部的各类建筑物。地下工程具有隔热、恒温、密闭、防震、隐蔽及不占地面土地面积等许多优点。因此，在国民经济各个部门的工程建设 中被广泛采用。如城市及交通建设中的地下铁道、地下仓库、地下商场、铁路隧道、公路 隧道、过江隧道等，水电及矿山建设中的地下厂房、引水隧洞、地下水库、地下矿井巷道等，以及军工建设中的地下飞机场、地下试验室(站)、地下掩蔽部及各类军事设备器材仓 库等。显然随着经济建设的高速发展及地下工程所具有的优越性，地下工程的应用将会越 来越广泛，规模也将越来越大。 地下工程按成因分为人工洞室和天然洞室两大类。人工洞室指由人工开挖支护形成的 地下工程。天然洞室一般指由地质作用形成的地下空间，如可溶岩的溶洞等。地下工程完 全被周围的岩土体介质所包围。因此，这些介质的性质直接影响着地下工程的稳定与安全。 地下工程岩体系指地下工程周围的岩土介质，以往也称为地下洞室围岩。其稳定性的 工程地质研究是工程地质研究的重要课题之一。主要包括地下工程岩体稳定性的影响因素 分析，地下工程洞线及进、出口边坡位置的正确选择地下工程岩体稳定性的合理评价，对 不稳定地段的支护及施工方法的研究，施工过程中根据地质情况预测各种可能出现的工程 地质问题等。， 一、洞室位置的选择· 地下洞室按其用途分有压洞室和无压洞室，按工程岩体性质分岩体洞室和土体洞室。(一)无压的岩体洞室位置选择 无压的岩体洞室位置应满足以下条件： (1)洞址宜选在山体完整雄厚、地质构造简单、地下水影响小、岩性均一的坚硬岩层且岩层厚度为厚层、中厚层的地段；要避开透水的宽大破碎带、断裂交汇带、岩溶发育带、 强风化带及有害气体和高地温等地段。洞址选在稳定性好的围岩中，是保证地下工程施工 安全和正常运行的关键。 (2)洞口要选择在松散覆盖层薄、坡度较陡的反向坡，且有完整厚层岩层作顶板的地段；要避开冲沟或溪流源头，以及滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象发育或洪水可能淹没的 地段。洞外还应该有相应规模的弃渣场地。大量工程实践表明，地下工程进出口位置选择 十分重要，稍有不慎，将造成无法进洞或洞口岩体失稳等不良后果。． (3)洞轴线要选择与区域构造线、岩层及主要节理走向垂直或大角度相交的方向；要避免洞线从冲沟、山洼等地表水和地下水汇集的地段通过；在高地应力地区，洞轴线宜与水 平方向的最大主应力平行。例如我国金川矿巷道布置时，该区最大水平主应力方向为 N35。E左右，‘mx＝20—30MPa，而位于地下400m深处的西风井巷道走向为N30。W左右，与最大水平主应力方向近正交。结果建成后，此巷道产生明显变形和破坏，断面累计 变形达200cm以上，断面减小致使巷道不能正常使用。后来将500m深处的巷道改为与最 大水平主应力方向近平行(N23。E)，则巷道围岩的稳定性得到显著改善，即使穿越松散结 构的断层破碎带，也末发生明显的破坏。 水工隧洞多为有压隧洞，其工作条件比无压隧洞更为复杂。在洞址选择时，除考虑上 述要求外，尚需对围岩的弹性抗力、高压隧洞围岩的承载力、洞室上覆岩体及间壁岩体厚 度等进行专门研究，才能保证有压隧洞在内水压力作用下的正常运用。 (二)土体洞室位置的选择 土体洞室，包括明挖回填洞和暗挖衬砌洞室，在工业与民用建筑及道路建设中应用较 普遍，其洞室位置选择应满足：

地基稳定性分析

建筑地基的稳定性分析和评价 《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，由于该部分内容在规范中较分散，各位同行在岩土工程勘察报告编写时，往往感到无从下笔，现归纳如下，供参考，不当之处望不吝赐教。 一、地基稳定性 地基稳定性是指主要受力层的岩土体在外部荷载作用下沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度，避免由此地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的变形、强度和稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。 二、地基稳定性分析评价内容 影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。一般情况下，需要对经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等建（构）筑物进行地基稳定性评价。 通常情况下，涉及到主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定，对山东地区该问题常见的几种情况罗列如下： 1、地基承载力计算与验算 验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。应严格按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 5.2和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)8.2.6~8等条款执行。 2、变形验算 建筑物的地基变形计算值，不应大于建筑物地基允许变形值。在勘察阶段往往建筑物特征参数不明确，一味要求勘察报告中能有准确的结论也勉为其难，但在岩土工程勘察报告中应提供符合规范要求的岩土变形参数，供上部结构计算条件具备时按照(GB 50007-2011) 5.3、(JGJ 72-2004) 8.2.9~12和《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)有关条款计算。 3、基础埋置深度的确定 对高层建筑和高耸构筑物基础的埋置深度，应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。天然地基上的箱形或或筏形基础埋置深度不宜小于1/ H；桩箱或桩筏基础不宜小于1/18H，H为建筑物高度。 15 4、位于稳定土坡坡顶上的建筑 应根据建（构）筑物基础形式，按照(GB 50007-2011) 5.4.1~2有关规定确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。需要时，还应按照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)5.1～3有关规定验算坡体的稳定性。验算方法对均质土可采用圆弧滑动条分法，发育软弱结构面、软弱夹层及层状膨胀岩土时，应按最不利的滑动面验算。当坡体中分布膨胀岩土时应考虑坡体含水量变化的影响；具有胀缩裂缝和地裂缝的膨胀土边坡，应进行沿裂缝滑动的验算。 5、受水平力作用的建（构）筑物 ①山区应防止平整场地时大挖大填引起滑坡； ②岸边工程应考虑冲刷、因建筑物兴建及堆载引起地基失稳。 6、土岩组合地基 该类地基下卧基岩面为单向倾斜时，应描述岩面坡度、基底下的土层厚度、岩土界面上是否存在软弱层（如泥化带）。

岩石边坡稳定性分析方法_贾东远

文章编号:1001-831X(2004)02-0250-06 岩石边坡稳定性分析方法 贾东远1,2,阴 可1,李艳华3 (1.重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2.秦皇岛市建筑设计院,河北秦皇岛 066001; 3.河北农经学院工业工程系,河北廊坊 065000) 摘 要:通过综述岩石边坡稳定性分析方法及其研究的一些新近展,并具体从极限平衡法、数值计算方法、流变分析、动力分析等方面进行详细论述,对岩石边坡稳定性分析中涉及到的岩体参数取值、计算模型、各种方法的优缺点等方面进行了探讨,最后提出对岩石边坡稳定性分析的建议。 关键词:岩石边坡;稳定性;极限平衡;数值计算 中图分类号:TU457 文献标识码:A 前言 岩石边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究内容。在我国基本建设中,特别是三峡工程及西部大开发,出现了许多岩石边坡工程,如三峡船闸高边坡、链子崖危岩体以及由于移民迁建用地、城市建设用地形成的边坡等等。在解决这些复杂的岩石边坡问题的过程中,大大促进了岩石边坡稳定性分析方法的发展。随着人们对岩石边坡认识的不断深入以及计算机技术的发展,岩石边坡稳定性分析方法近年来发展很快,取得了一系列研究成果,现分别对其中主要的研究方向和成果作简要介绍并分析各自特点和适用条件,为岩石边坡稳定性分析的工程应用和理论研究提供参考意见。 1 岩体参数及计算模型 极限平衡、数值计算等计算方法在岩石边坡稳定性分析中得到广泛应用,其中如何选择计算所需的工程岩体力学参数成为关键的问题。对于重大工程,可通过现场大型岩体原位试验取得岩体力学参数,但由于时间和资金限制,原位试验不可能大量进行,因而该方法仍有一定的局限性。另外,选取岩性特别均匀的试样几乎是不可能的,多数情况下,是用经验公式来确定岩体抗剪强度参数。但是,经验公式是以一定数量的室内和现场实验资料为依据,通过回归分析求出的,而未能把较多的地质描述引入其中。各个经验公式计算同一岩体的参数时,普遍存在因经验程度不同而确定出的抗剪强度相差较大。由于这些原因,许多文献提出了用其它方法来确定岩体的抗剪强度参数[1-4]。其中张全恒(1992)[1]讨论了确定岩体结构面抗剪强度参数常规方法存在的问题,提出了经验公式和实验相结合的试件法;何满潮(2001)[2]根据工程岩体的连续性理论,提出了根据室内完整岩块试验参数,结合野外工程岩体结构特点进行计算机数值模拟试验,从而确定工程岩体力学参数的方法;周维垣(1992)[3]提出确定节理岩体力学参数的计算机模拟试验法,该方法基于节理裂隙岩体的野外勘察资料,建立岩体损伤断裂模型,在计算机上模拟试验过程,获得所需数据;杨强等(2002)[4]在样本有限的情况下,采用可靠度理论,求出某保证率下的岩体抗剪强度值。 岩体作为复杂的地质体,其力学特性是多种因素共同作用的结果,如形成过程、地质环境和工程环境等。为了能将所有控制因素作为一个整体来考虑,而不仅局限于定量因素,许多文献利用人工 第24卷 第2期2004年6月 地 下 空 间 UNDERGROUND SPACE Vol.24 No.2 Jun.2004 收稿日期:2003-12-11(修改稿) 作者简介:贾东远(1975-),男,河北唐山人,硕士,主要从事岩土工程设计、检测方面的工作。

建筑地基的稳定性分析和评价学习

《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，由于该部分内容在规范中较分散，各位同行在岩土工程勘察报告编写时，往往感到无从下笔，现归纳如下，供参考，不当之处望不吝赐教。 一、地基稳定性 地基稳定性，一说是地基在外部荷载(包括基础重量在内的建筑物所有的荷载)作用下抵抗剪切破坏的稳定安全程度；二说是各类工程在施工和使用过程中，地基承受荷载的稳定程度；还有表达为与地基岩土体在承受建筑荷载条件下的沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度。因此，地基稳定性是一个很模糊的概念，其分析和评价可以包含在场地稳定性分析和评价和地基分析和评价之中。 总之，稳定性评价的目的是为了避免由于建（构）筑物的兴建可能引起地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。 二、地基稳定性分析评价内容 影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。一般情况下，需要对如下建（构）筑物进行地基稳定性评价：经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等。 通常涉及到岩土工程方面主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定，根据济南地区这一问题，通常需要分析评价的内容总结如下：1、地基承载力计算与验算 验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。应严格按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 5.2和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)8.2.6~8等条款执行。 2、变形验算 建筑物的地基变形计算值，不应大于建筑物地基允许变形值。在勘察阶段往往建筑物特征参数不明确，一味要求勘察报告中能有准确的结论也勉为其难，但在岩土工程勘察报告中应提供符合规范要求的岩土变形参数，供上部结构计算条件具备时按照(GB 50007-2011) 5.3、(JGJ 72-2004) 8.2.9~12和《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)有关条款计算。 3、基础埋置深度的确定 对高层建筑和高耸构筑物基础的埋置深度，应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。天然地基上的箱形或或筏形基础埋置深度不宜小于1/15H；桩箱或桩筏基础不宜小于1/18H，H为建筑物高度。 4、位于稳定土坡坡顶上的建筑 应根据建（构）筑物基础形式，按照(GB 50007-2011) 5.4.1~2有关规定确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。需要时，还应按照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)5.1～3有关规定验算坡体的稳定性。验算方法对均质土可采用圆弧滑动条分法，发育软弱结构面、软弱夹层及层状膨胀岩土时，应按最不利的滑动面验算。当坡体中分布膨胀岩土时应考虑坡体含水量变化的影响；具有胀缩裂缝和地裂缝的膨胀土边坡，应进行沿裂缝滑动的验算。 5、受水平力作用的建（构）筑物

地基稳定性分析

地基稳定性分析

建筑地基的稳定性分析和评价 《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，由于该部分内容在规范中较分散，各位同行在岩土工程勘察报告编写时，往往感到无从下笔，现归纳如下，供参考，不当之处望不吝赐教。 一、地基稳定性 地基稳定性是指主要受力层的岩土体在外部荷载作用下沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度，避免由此地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的变形、强度和稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。 二、地基稳定性分析评价内容 影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。一般情况下，需要对经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等建（构）筑物进行地基稳定性评价。 通常情况下，涉及到主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定，对山东地区该问题常见的几种情况罗列如下： 1、地基承载力计算与验算 验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。应严格按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 5.2和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)8.2.6~8等条款执行。 2、变形验算 建筑物的地基变形计算值，不应大于建筑物地基允许变形值。在勘察阶段往往建筑物特征参数不明确，一味要求勘察报告中能有准确的结论也勉为其难，但在岩土工程勘察报告中应提供符合规范要求的岩土变

(整理)地貌和第四纪地质及岩体结构和稳定性分析.

第十讲地貌和第四纪地质及岩体结构和稳定性分析 一、内容提要： 本讲主要讲述 ①地貌和第四纪地质各种地貌形态的特征和成因；第四纪分期。 ②岩体结构和稳定分析岩体结构面和结构体的类型和特征：赤平极射投影等结构面的图示方法；根据结构面和临空面的关系进行稳定分析。 二、重点、难点： 各种地貌形态的特征和成因、岩体结构面和结构体的类型和特征以及根据结构面和临空面的关系进行稳定分析。 三、内容讲解： 第三节地貌和第四纪地质 地貌即地表形态(地形)。地貌形态大小不等，千姿万态，成因复杂，但总的说来，地貌形态是内外地质营力互相作用的结果。第四纪是地球发展的最新阶段，它包括更新世和全新世。 一、主要地貌形态的特征与成因 地貌形态是由地貌基本要素所构成。地貌基本要素包括：地形面、地形线和地形点，它们是地貌形态的最简单的几何组分，决定了地貌形态的几何特征。自然界的地貌形态虽被人归结为上述三种地貌基本要素所构成。 【例题1】构成地貌形态的地貌基本要素中不包括（）。 A. 地形面 B. 地形线 C. 地形点 D. 走向线答案：D 地形面：可能是平面、曲面或波状面。例如山坡面、阶地面、山顶面和平原面等。 地形线：两个地形面相交组成地形线(或一个地带)，或者是直线或者是弯曲起

伏线，例如分水线、谷底线、坡折线等等。 地形点：两条(或几条)地形线的交点，或孤立的微地形体构成地形点，这实际上是大小不同的一个区域，例如山脊线相交构成山峰点或山鞍点、山坡转折点和河谷裂点等。 任何一种地貌形态的特点，都可以通过描述其地貌形态特征和形态测量特征反映出来。 地貌基本形态具有一定的简单的几何形状，但是地貌形态组合特征，就不能用简单的几何形状来表示，而必须考虑这一形态组合的总体起伏特征，地形类别和空间分布形状。例如，山前由若干洪积扇群集所构成的洪积平原，这是一种地貌形态组合，其中每一个洪积扇作为一个基本地貌形态，具有扇形几何特征；但这一形态组合的特征则是纵向倾斜，横向和缓起伏，呈条状分布的洪积倾斜平原。 地貌的成因研究，涉及地貌形成的物质基础，地貌形成的动力和影响地貌形成发展的因素。地貌形成的物质基础是岩石和地质构造。地貌形成的动力主要有两类，即内力地质作用和外力地质作用。地貌的形成发展是内、外营力相互作用的结果。 (一)残积物及风化壳 地壳表层岩石遭受风化作用后，在原地形成的松散堆积物称残积物(层)。在地壳表层不同深度由于风化作用的因素、方式和强度不同，致使在垂直剖面上形成具有不同成分和结构的多层残积物，由这些残积物所构成的复杂剖面称为风化壳。在风化壳的顶部，通常是生物活动的场所，生物在生命过程中分泌和产生大量的有机质，有机质与残积物不断发生化学反应，改造残积物，这个过程称成土(壤)作用，经成土作用改造过的富含腐殖质的残积物称土壤。因此，残积物和土壤都是风化壳的组成物质。由于风化作用的复杂性和基岩的性质不同，风化壳可以由单一的残积层组成，也可以由多层残积层组成。

岩体的稳定性分析

幻灯片1 第四节：岩体的稳定性分析 一、岩体稳定性与区域稳定性的关系 区域稳定性的主要控制因素，也制约岩体的稳定性。 1)地壳板块的相对运动的强弱导致构造变动和产生高构造应力，从大范围控制了区域地层和岩体变形、位移或失稳。 2)活动性深大断裂活动（水平或垂直位移）引起区域地壳及其表层发生水平或升降运动，可引起位于断裂带的岩体变位或失稳。 3)地震活动在我国有些地区十分强烈，常引起大范围的构筑物的失稳和破坏。 幻灯片2 二、岩体破坏类型分析 1.岩体失稳的主要影响因素 ①受区域地壳稳定性控制。 ②受岩体的结构特征、变形特征、强度特性、水稳性等控制。 ③失稳的边界条件：岩体失稳要有一定的边界条件，即存在临空面和结构面组成的分离体。 ④荷载的类型、大小和方向决定了岩体的受力状态。 ⑤工程类别对岩体失稳方式有重要影响。 幻灯片3 2. 岩体破坏类型分析 ①当区域稳定性为相对稳定，工程岩体条件较好时，岩体失稳破坏的类型取决于边界条件、工程类型及工程荷载性质的组合特点，岩体失稳破坏的方式往往以剪切滑移方式为主。 ②当区域稳定性为相对活动，工程的场地条件较好时 ③区域环境和工程场地均处于突出的高水平构造应力状态时 ④当区域相对稳定，岩体抗压强度较高，不具备滑移的边界条件，地面建筑物承受强大的风荷载时，可能发生张拉破坏导致建筑物倾倒。 幻灯片4 ⑤区域相对稳定，工程场地为河流之滨，岩体本身条件较差，在建筑物荷载的作用下，建筑持力层将发生过大的压缩沉陷变形，与其侧向膨胀变形相对应的侧向压力将使岸坡前持力层发生压缩破坏，导致建筑物向河中倾覆，或沿可能的滑动面滑动。 幻灯片5 3. 岩体稳定分析 国内外应用于岩体稳定性分析的方法有： 地质分析类比法 岩体结构分析与计算法 岩体稳定性分类法 数值模拟计算法 地质模拟试验法等。

建筑场地和地基的稳定性评价

摘要：场地和地基的稳定性分析评价是现行规范、规程强条规定的内容，本文从地质环境条件和岩土工程条件两方面对需要进行稳定性分析评价的内容进行了论述。 关键词：场地稳定性；地基稳定性；地质环境条件；岩土工程条件 在《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，14.3.3，第9款规定进行“场地稳定性和适宜性评价”；《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)8.2“天然地基评价”中规定应分析评价的内容包括“场地、地基稳定性和处理措施的建议”；《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》（2010年版）4.6.2第1款“场地稳定性评价”，对“地基稳定性评价”提及很少。各位同行在编写岩土工程勘察报告时，往往感到需要论证的内容不是太多就是无从下笔。本人根据多年来的工作实践，对这一问题在济南地区常见的几种情况进行了总结归纳。由于我国地域广阔，新型的建构筑物、岩土工程地质条件和环境条件多样，该文观点和阐述仅是一管之见，不当之处，望不吝赐教。 一场地稳定性评价 场地稳定性评价主要是指对各种不良地质作用，包括：断裂、地裂缝、滑坡、崩塌、岩溶、土洞塌陷、建筑边坡等影响场地整体稳定性的岩土工程问题进行评价。 场地稳定性评价是岩土工程勘察可行性研究阶段的基本任务，是初勘阶段的主要任务，详勘阶段应进行“地基稳定性”分析评价。在(GB 50021-2001) (2009年版)论述较笼统，但在《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)“8岩土工程评价”中明确了分析评价的内容。 场地稳定性评价内容主要包括以下几个方面的岩土工程问题： 1 区域地质构造稳定性。针对拟建场地及附近是否存在活动性断裂； 2 场地地震效应，主要针对场地所处的基本地震烈度区划，划分出场地地段； 3 是否发育直接危害场地稳定的不良地质作用，包括：岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降和活动断裂等。 4 建筑边坡稳定稳定性的影响等。 按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3规定，可仅作定性分析，确定场地稳定性、工程建设的适宜性，必要时应建议进行地震安全性评价或地质灾害危险性评估，由此影响到地基稳定性的工程要进行地基稳定性分析评价。 二地基稳定性评价 地基稳定性主要是指由于地形、地貌、设计方案造成建筑地基侧限削弱或不均衡，而可能导致基础整体失稳；或软弱地基、局部软弱地基，如暗浜、暗塘等，超过承载能力极限状态的地基失稳。其含义包含以下几个方面： 1 地基在外部荷载(包括基础重量在内的建筑物所有的荷载)作用下抵抗剪切破坏的稳定安全程度——承载力特征值的确定； 2 各类工程在施工和使用过程中，地基承受荷载的稳定程度——变形验算； 3 与地基岩土体在承受建筑荷载条件下的沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度——与岩土工程条件和地质环境条件的关联度。 评价的目的是为了避免由于建（构）筑物的兴建可能引起地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3规定，应在定性分析的基础上进行定量分析，评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。 三地基稳定性评价内容 影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。 一般情况下，需要对以下建（构）筑物进行地基稳定性评价：经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等。 通常涉及到岩土工程方面的内容主要有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、 建筑场地和地基的稳定性评价 济南市建设工程勘察设计质量监督站郜宪存

岩质边坡类型、结构面特征稳定性分析

岩质边坡类型、结构面特征及稳定性分析【摘要】边坡的稳定性受控于岩土体的基本特性和人为改造的程度两方面因素。由于地质体的复杂性、多变性和不均质性，因而道路工程边坡设计是预测性、风险性的设计。本文针对山区不同的边坡类型突出的边坡岩土体失稳问题，结合四川、重庆、云南等省山区道路工程建设项目边坡工程及滑坡灾害的勘查和治理，在研究山区地质背景和地质特征基础上，系统研究边坡岩体结构分类方法，以及开挖边坡岩体稳定性的岩体结构分析方法。 【关键词】地质灾害；岩体分类；结构特征；软硬岩层；结构面；稳定性 泥岩、泥质粉砂岩比较软弱，该类岩层具有透水性弱、亲水性强，遇水易软化、塑变，抗风化能力弱，易崩解等特性。从边坡角度来讲，多数边坡由软硬岩体构成，对边坡岩体的变形破坏起控制作用，岩质边坡软硬结构体构成，岩性层间结合差、软弱结构面发育，边坡开挖后极易发生山体变形、滑坡，特别是山前地带岩土质边坡、顺层岩质边坡及以岩层走向发育沟谷的一侧的边坡，多属顺层易滑地带。雨季经常诱发大量滑坡灾害，在道路等工程建设项目中，也经常诱发大量开挖边坡岩体失稳灾害。 开挖边坡岩土体失稳灾害的根本原因在于具有特殊的岩体结构特征和不利的岩体力学性质，其中开挖边坡岩体结构特征是控制开挖边坡稳定性的重要因素，边坡岩体的变形与破坏与边坡岩体结构面发育特征、结构面与开挖面的空间组合有密切关系，因此对边坡

岩体结构、结构面特征的系统研究具有重要意义。 1.边坡岩体结构类型划分 边坡岩体的变形破坏与其岩体结构特征有密切的关系。根据岩体结构面、结构体特性，并充分考虑控制性结构面与边坡开挖临空面之间的空间组合关系，系统研究岩体结构类型的划分，给出各种岩体结构类型边坡稳定性分析模型，以便于在工程勘察设计中简便、快速应用。 针对岩体结构类型和边坡工程的特点，在边坡岩体结构类型划分中考虑如下因素： 1）岩质边坡的岩性特点及岩性组合特征 岩质边坡岩性组合最为显著的特点是不同力学性质的岩层互层，从边坡工程角度，开挖边坡工程的岩性组合主要有软质泥质岩为主的层状结构、软硬相间的砂泥岩互层结构和巨厚层硬岩为主的层状结构。 软质泥质岩为主的层状结构主要指开挖边坡岩体以软弱泥质岩为主，边坡岩体中夹少量薄层硬岩，但对整个边坡岩体性质影响不大。 软硬相间的互层结构指开挖边坡岩体为硬质岩（砂岩、灰岩、白云岩、硅质岩等）、软质岩（泥岩、页岩等）等各种力学性质岩层互层，在丘陵区软硬相间岩体结构互层最为普遍、最为典型的岩性组合形式。 巨厚层硬岩为主的层状结构主要指开挖边坡岩体中以巨厚层硬