岩质边坡

研究生试卷

2011 年—2012年度第2 学期

评分：________________________

课程名称：地质灾害理论与防治

专业：岩土工程

年级：2011级

任课教师姓名：叶四桥

研究生姓名：曾龙全

学号：11110008

注意事项

1.答题必须写清题号；

2.字迹要清楚，保持卷面清洁；

3.试题随试卷交回；

4.考题课俺百分制评分，考查课可按五级分制评分；

5.阅完卷后，授课教师一周内讲成绩在网上登记并打印签名后，送研究生部备案；

6.试题、试卷请授课教师保留三年被查。

岩质边坡的稳定性

前言

岩质边坡，是岩体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。由于岩质边坡的失稳不仅使坡体本身结构破坏，威胁周围的已有建筑物，形成重大安全隐患，而且引发岩石的崩滑塌落对下部的建筑物以及人的生命财产安全造成不可估量的损失，所以岩质边坡的稳定性一直岩土工程的重要研究内容之一。

在我国，随着国民经济的发展，特别是西部大开发的实施，水利工程、铁路、公路及城市等基础设施建设方兴未艾,在这些工程中出现了许多岩石边坡工程,如三峡高边坡等。实际工程建设中又尤以岩石边坡的失稳给交通、建筑等造成极大的危害。而由于实际岩体中含有大量不同构造、产状和特性等不连续结构面(比如层面、节理、裂隙、软弱夹层、岩脉和断层破碎带等) ,给岩质边坡的稳定分析带来了巨大的困难。为了对边坡进行准确的稳定性分析,从而采取适当的开挖和支护措施,国内外学者和工程人员提出了许多理论和方法,大大促进了岩质边坡稳定性分析方法的发展。

目前工程实践中岩质边坡稳定性分析方法主要有两大类方法,一种是在边坡滑动面确定的情况下,根据滑裂面上抗滑力和滑动力比值直接计算安全系数。这类方法以极限平衡法最为经典,此外,关键块理论也属于这样的确定性分析方法。另外一类方法则是借助计算机进行数值分析(例如有限元、离散元、块体元和DDA 等) 从而确定边坡的位移场和应力场,再用超载法、强度折减法等使边坡处于极限状态,从而间接得到安全系数。这种方法同时可以考虑位移协调条件和岩体本构关系等。

主题

1. 岩质边坡的分类

为了得到正确的稳定性分析结果，建立能正确描述边坡岩体工程地质特征的分析计算模型是至关重要。为此，人们提出了边坡岩体的多种分类方法，目前主要的是按岩性分有岩浆岩边坡、沉积岩边坡、变质岩边坡等；按岩体结构分有块状结构边坡、层状结构边坡、碎裂状结构边坡和散体结构边坡等。重庆交通大学的陈洪凯教授等提出了根据岩体结构面的控制性及现场易识性原则将公路岩质边坡划分为以下五类：顺层型高切坡、反倾型高切坡、顺层切割型高切坡、反倾切割型高切坡、块体砌筑型高切坡，有利于对岩质边坡稳定性更好的研究。

2. 影响岩质边坡的稳定性因素

岩质边坡中是岩体结构控制了岩体的稳定性。岩体结构是指结构面在岩体中的空间分布、组合规律及其所导致的岩体被切割状态。边坡稳定性的主要破坏是结构面的破坏，从成因上分为内部(自身)条件和外部条件。内部条件主要包括边坡的结构特征（如边坡的几何参数坡角和坡高）、岩土体强度参数。外部条件包括自然条件下的构造运动、地震、温度变化、地下水、雨旱交替及人类活动等；边坡受到众多不利因素的耦合作用，加速了边坡体内节理的发育、贯通。

高切坡受到人工开挖后岩体内部应力将发生变化。边坡被切削后，坡体临空的岩体应力释放，岩体结构逐渐松弛，坡体上出现了不同程度的卸荷裂缝随着应力的进一步释放，在坡体后缘

将会出现拉张裂缝。如图1中高切坡，边坡岩体中A点的初始应力为б

10、б

20

(一般为受压)，

边坡开挖后，岩体中A点的应力调整为б

1、б

2

。尤其是б

2

，它可能为拉应力或为0。因此，

A点应力经历了一个从压到拉的复杂的变化过程。然而，由于岩体的抗拉强度很弱，拉应力的存在直接影响到岩体的强度和稳定。

图1. 高切坡开挖的卸荷作用

2.1 地下水对边坡稳定性的影响

地下水是影响边坡变形与稳定、诱发边坡失稳的最重要因素之一，其作用效果使边坡结构体的稳定性降低。

地下水对岩体边坡稳定性的影响主要表现在地下水压力对潜在滑动面或岩体结构面的作用方面。由于岩体边坡中岩体结构面的展布规律不同，结构面上的水压力分布则不一样，因此岩体边坡稳定性及变形特征与地下水压力分布形式密切相关 Hoek等认为岩体边坡中岩土体饱水和无水状态下安全系数相差0.5～0.8 左右。当潜在崩滑体(或结构体)相对不透水时，孔隙水压力作用于岩体结构面(潜在破坏面)上，表现在三个方面 (1)降低该面的正应力减小摩阻力，进而降低崩滑体的抗滑力；(2)动水压力沿边坡临空面产生的分量增加了下滑力；(3)孔隙水压力的“水楔作用”推动丁裂隙的扩展进程，进而破坏岩体，使边坡发生渐进性破坏岩体结构面中地下水压力的重要作用是降低结构面的有效抗剪强度。在饱水的结构面中，某一点的应力状态决定于自重应力、构造应力、地下水压力、温度应力及其他附加应力，作用在该结构面上某一部分的应力是通过岩石接触点和水体来传递的边坡岩体中的地下水在时间和空间上极易变化，边坡岩性的差异和地质构造的各向异性，是地下水压力空间变化的根本原因。

由于岩体中岩体结构面分布不均，结构面渗透性能差异很大，对地下水压力存在着显著的控制作用。若透水性差或不透水的岩体结构面靠近边坡面且倾向与坡向一致时，其后因阻塞效应可能产生较高的地下水位，进而使孔隙压力增加。此外，地下水体在坡面上的溢出点、结构面开度等也比较明显地影响着地下水压力的分布态势。当结构面开度较大时，泄水通畅，孔隙水压力减小；反之则增大。岩体边坡中由于结构面分布的不同，地下水的水位线井不是一条圆滑的理论曲线(渗流自由面)。边坡的侧向临空状态、坡角大小、坡脚应力及岩体边坡内部地应力的大小和方向均可影响地下水压力的分布。

2.2 地震

地震虽然不常见，但是一旦发生，对边坡稳定性的扰动特别大，5.12地震发生后震区很多地方都发生了边坡失稳的现象，阻断损坏公路，摧毁房屋建筑，威胁人员的生命安全。

边坡地震稳定性分析是一个多学科交叉性的课题，它的研究不仅涉及到工程地质学、岩土工程学，同时还与地震工程学的内容密不可分，这无疑增加了边坡地震稳定性分析研究的难度，从而导致现阶段地震动作用下边坡的稳定性分析研究还处于不成熟阶段。目前常用的边坡地震稳定性分析方法有：拟静力法、Newmark滑块分析法以及数值模拟法等。随着计算

机技术的飞速发展，当前，数值模拟法在研究分析边坡地震作用下的稳定性时得到了广泛的应用。由于传统的拟静力法和动力有限元安全系数时程分析法在评价边坡地震稳定性时存在一定的局限性，拟静力法在分析边坡地震稳定性时将边坡受到的地震力用等静力来代替，此方法物理概念清晰、简便易行，但过于简化，无法反映边坡的动力特性；动力有限元安全系数时程分析法。将动力问题转化成静力问题，但只是在一定程度上考虑了边坡的动力响应。

2.3 岩石参数的影响

岩质边坡由岩石和节理面组成，完整岩石本身具有较高的强度，边坡破坏主要决定于节理面的强度。边坡的缓倾节理通常是层理面或构造节理。而后缘张节理主要是在开挖卸荷、风化侵蚀作用下形成的张性或卸荷裂隙，坡体内张应力集中部位由表及里渐进式扩展，节理发育通常竖直向下或略向临空面倾斜，倾角一般为75°～9O°，当陡倾节理与下部缓倾节理逐渐连通时边坡即会发生失稳破坏。例如，2009年6月5日重庆武隆滑坡即是沿后缘陡倾节理和底部缓倾层理发生的破坏。

熊炜等人的研究说明刚度模量对稳定系数影响较小，随受剪节理内聚力和内摩擦角增大，稳定系数增大，受拉节理参数的影响则较小。刚度模量、内聚力、内摩擦角对稳定系数影响的敏感程度依次增大。节理自身越粗糙，边坡的稳定性就相对越好，相当于增加了节理的内摩擦角。充填物质的粗糙度与充填物质地、大小、形状、密实度等相关，鲜学福等对其做过详细研究，大致可认为充填物越硬、越大、越光圆、越稀松，边坡稳定性越差，反之稳定性越好。对后缘具有张节理的边坡稳定性影响最大的是受剪节理的倾角和贯通度，其次是节理的强度参数(内摩擦角c、内聚力)

3. 常见岩质边坡稳定性方法

3.1 极限平衡理论法

极限平衡理论是经典的确定性方法,具体做法是将滑动趋势范围内的边坡岩体按某种规则化为一个个小块体,通过块体的平衡条件来建立整个边坡的静力平衡方程,从而求解安全系数。其基本出发点是把岩块看作刚体,不考虑岩体应力应变关系,因此无法考虑边坡的变形与分布。极限平衡法的边坡稳定性方法，快捷、参数易取，可迅速的判定斜坡体的稳定性，但不能判定出具体的滑动面。工程上对于贯通节理边坡常采用极限平衡法分析计算。

Sarma法是边坡稳定分析常用的方法，其理论基础是刚体极限平衡法。该方法假定滑体必须破裂成可以相对滑动的块体才能发生整体移动，也就是说，滑体滑动时不仅要克服主滑面的抗剪强度，而且还要克服滑体本身的强度。岩体边坡稳定较为合理，因为该法考虑了滑体本身的强度，可以处理具有复杂结构面的边坡，可以根据坡体内的各类结构面来划分条块，并且不要求各条块保持垂直。但是Sarma法一般无法保证它的解答是精确解答的上限还是下限。

3.2 数值分析法

数值分析方法主要包括有限单元法( FEM) 、边界单元法(BEM) 、离散单元法(DEM) 以及不连续变形分析方法(DDA)等。由于岩质边坡工程所处的边界条件和地质环境复杂,加上岩体本身不连续性、不均匀性等特性,使得边坡工程问题十分复杂,而数值分析方法可以根据岩体的破坏准则,确定边坡的塑性区、拉裂和压碎区,可以得到岩质边坡的应力和位移场,可以模拟岩质边坡的开挖和支护,可以考虑地下水渗流、地震等因素对边坡稳定性的影响等,因此在岩质边坡稳定性分析中正发挥着越来越重要的作用。

等效M-C准则对的强度折减法：传统意义上的强度折减法都是基于线性的Mohr—Coloumb 准则进行的，对一般土体而言，其分析结果较为可靠；然而对于应力一应变关系呈明显非线性特性的岩体材料而言，广义Hock—Brown准则更符合实际。采用基于广义H—B准则的等效M —C准则，兼顾非线性的材料应力一应变特性和线性准则折减技术的易行性，结合效率极高

的黄金分割搜索算法，计算边坡的安全系数，并自动搜索出滑动面，从应力一应变的角度分析边坡的可能破坏模式，为后续边坡加固设计研究提供理论依据。Hoek等人提出了用线性M

—C公式拟合非线性的广义H—B准则，在б

3<б

3max

。的应力范围内,使M—C包络线与广义H

—B包络线间所夹上下面积差值最小。利用强度折减法计算边坡稳定性，不仅可以得到传统意义上的边坡稳定性评价指标—安全系数F

s

，还可以很好地模拟边坡体应力一应变状态的变化过程，亦能自动搜索出滑动面，有许多优势。既符合工程实际，又简便易行。

图2. 基于H—B准则的等效M —C拟合

▲- Hoek—Brown，◆一Mohr-Coulomb

基于Hoek-Brown强度准则的分析方法：无论是传统极限平衡法还是数值模拟方法，强度准则和力学参数的选取对边坡稳定分析具有关键作用。基于非线性强度准则—Hoek．Brown 强度准则，利用Slide软件，选取地质力学指标GS、岩石材料参数mi、应力扰动系数D、边坡高度H及坡角作为影响边坡稳定性的主要因素进行分。但是Hoek-Brown准则不适用于具有优势节理面岩体或节理组数小于4组的节理岩体，实际运用中仍具有一定的局限性。

FLAC 特别适合解决非线性问题和大变形问题，它在边坡的稳定性数值模拟分析中越来越得到重视。同时ADINA由于具有强大的非线性运算能力和多种适合于岩土的材料模型，在岩土工程中早就得到广泛应用。这俩种软件可以联合使用，相互补充，提高效率。

3.3 其他方法

由于岩质边坡形态的复杂性,确定性计算方法不能概括其复杂性,因此发展了许多不确定性分析方法。目前主要的不确定性方法包括可靠度方法、模糊数学法、人工智能法和灰色预测系统法等几种。应用系统科学、人工智能、神经网络和模糊数学等新兴学科理论,综合研究岩质边坡工程体统的不确定性和工程经验,发展出一套智能力学方法可能是解决复杂岩质边坡工程设计问题的一条有效途径,但是由于基础研究难度大,一些基本原则受基本经验确定主观性大等等的因素制约,不确定性分析仍然处于探索阶段,目前还没有在实际工程中普遍应用。

总结

随着人类活动对地质环境影响大，原有的稳定坡面在不合理的工程情况下，很有可能转变为不稳定的地质体。充分利用地质资料建立正确的岩质边坡稳定性分析计算模型，对于获得正确的分析结果至关重要。岩质边坡所经历的浅表生改造和受到自然营力作用而具有的特殊工程地质性质，结合地勘资料建立坡体结构，在此坡体结构上既要能体现边坡所在岩体的地质结构特征，又要能反映其特殊工程地质性，例如组成坡体的岩性、节理裂隙特征、地下水和地表水的作用、结构面形状及其充填物、浅表生改造形迹、风化与卸荷性等；再由坡体结构建立用于稳定性分析的计算模型，确定模型范围、计算参数、主控结构面位置、可能的失稳破坏模式等，在此基础上选用合适的分析理论进行坡体的稳定性分析就能得出较为合理的结果。

由于，岩质边坡本身的复杂性和多样性，以及实际坡体的具体情况变化，同时边坡分析

中有许多不确定性因素,使得边坡的安全系数受到人为经验的制约，这都将影响到边坡的稳定性分析的准确度。所以采用单纯一种方法不能完全准确判断边坡特性,不同分析方法联合使用分析岩石边坡稳定性的成为新的发展趋势。相信随着科技的发展以及技术的几部，对于岩质边坡的稳定性研究将日趋成熟。

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边坡稳定性分析

第9章边坡稳定性分析 学习指导：本章介绍了边坡的破坏类型，即：岩崩和岩滑；着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法，包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法；介绍了岩坡处理的措施。 重点：1边坡的变形与破坏类型； 2影响边坡稳定性的因素； 3边坡稳定性分析与评价。 9.1 边坡的变形与破坏类型 9.1.1 概述 随着社会进步及经济发展，越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题，通过长期的工程实践，工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系，并通过理论对人类工程活动，进行有效地指导。近年来，随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展，人类已认识到：边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展，而是与人类活动密切相关；人类在进行生产建设的同时，必须顾及到边坡的环境效应，并且把人类的发展置于环境之中，因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域，在这些领域中，边坡作为地质工程的分支之一，一直是人们研究的重点课题之一。 在水电、交通、采矿等诸多的领域，边坡工程都是整体工程不可分割的部分，为保证工程运行安全及节约经费，广大学者对边坡的演化规律、边坡稳定性及滑坡预测预报等进行了广泛研究。然而，随着人类工程活动的规模扩大及经济建设的急剧发展，边坡工程中普遍出现了高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题。在我国，目前的露天采矿的人工边坡已高达300—500m，而水电工程中遇到的天然边坡高度已达500—1000米，其中涉及的工程地质问题极为复杂，特别是在西南山区，边坡的变形、破坏极为普遍，滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。 因此，广大工程地质和岩石力学工作者对此问题进行了长期不懈的探索研究，取得了很大的进展；从初期的工程地质类比法、历史成因分析法等定性研究发展到极限平衡法、数值分析法等定量分析法，进而发展到系统分析法、可靠度方法灰色系统方法等不确定性方法，同时辅以物理模拟方法，并且诞生了工程地质力学理论、岩(土)体结构控制论等，这些无疑为边坡工程及滑坡预报研究奠定了坚实的基础，为人类工程建设做出了重大贡献。 在工程中常要遇到岩坡稳定的问题，例如在大坝施工过程中，坝肩开挖破坏了自然坡脚，使得岩体内部应力重新分布，常常发生岩坡的不稳定现象。又如在引水隧洞的进出口部位的边坡、溢洪道开挖的边坡、渠道的边坡以及公路、铁路、采矿工程等等都会遇到岩坡稳定的

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。

理正岩土6.5-岩质边坡稳定分

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目录 1.第一章功能概述 (3) 2.第二章快速操作指南 (3) 2.12.1操作流程 (3) 2.22.2快速操作指南 (4) 3.第三章操作说明 (9) 3.13.1关于计算例题的编辑 (9) 3.23.2计算简图辅助操作菜单 (9) 3.33.3快速查询图形结果 (10) 3.43.4计算书的编辑修改 (10) 3.53.5说明 (10) 3.63.6关于数据和结果文件 (14) 4.第四章编制依据 (15) 5.第五章编制原理 (16) 5.15.1概述 (16) 5.25.2简单平面稳定分析 (16) 5.2.15.2.1极限平衡法 (16) 5.2.25.2.2建筑边坡工程技术规范 (24) 5.35.3复杂平面稳定分析 (30) 5.3.15.3.1概述 (30) 5.3.25.3.2Sarma法 (33) 5.3.35.3.3通用方法 (35) 5.3.45.3.4Sarma改进法 (35) 5.45.4三维楔形体稳定分析 (37) 5.4.15.4.1计算条件 (37) 5.4.25.4.2计算安全系数 (38) 5.4.35.4.3给定大小的荷载E以最不利的方向施加时产生的最小安全系数 (45) 5.4.45.4.4将安全系数提高到某个规定值F所需的最小锚杆（索）张力 (47) 5.55.5赤平投影分析 (49) 5.5.15.5.1概述 (49) 5.5.25.5.2基本功能 (49) 5.5.35.5.3判定岩体稳定性 (51) 5.5.45.5.4结构面统计 (54) 6.附录1系统环境与安装 (57) 7.附录2技术支持感谢您选用了理正软件！ (58)

岩质边坡稳定性例题

作业题1：简单平面滑动稳定分析 边坡高度40.000m，结构面倾角30.0°，结构面粘聚力30.0kPa，结构面内摩擦角30.0°，张裂隙离坡顶点的距离10.000m，裂隙水的埋深5.000m。边坡分4级，每级设2m宽平台，坡率分别为1:0.5，1:0.75，1:1，1:1。 岩层层数4层，各层参数如下： 序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度 (m) (kN/m3) frb(kPa) 1 32.000 18.0 80.0 2 18.000 16.8 100.0 3 4.800 17.0 150.0 4 -10.400 20.0 200.0 试求该人工边坡安全系数，如不稳定（<1.2），则请根据边坡锚固设置原则，设计适当的加固措施。

作业题2：二广高速某楔形体边坡稳定性验算 根据现场边坡开挖情况，地层揭露岩性主要由亚粘土及白垩系砾岩组成。第一、二级边坡为强~弱风化砾岩，褐红色，巨厚层状，强度较高；第三、四级边坡亚粘土~全风化砾岩，残坡积，红褐色。节理裂隙较发育，有多条X形节理，产状分别为（1）213°∠38°、（2）305°∠52°。裂隙（1）局部岩屑与泥质充填，胶结程度一般；贯通裂隙（2）岩屑与泥质充填，胶结程度较差。两组裂隙延伸长度不等，长者达30m左右，裂隙水沿楔形体底部渗出。X节理相互切割，极易发生楔形体滑动破坏。 根据地质调查结果，初步根据砾岩结构面结合程度和夹岩屑与泥的情况，取结构面粘结强度25kPa，内摩擦角28°。坡面倾向250°，倾角55°，破顶面倾向250°，倾角18°，岩体容重取为22 kN/m3。请计算安全系数与楔形体高度之间的关系，求临界的楔形体高度。

边坡破坏模式

摘自《我国岩质边坡变形破坏的主要地质模式》 一般来说边坡变形破坏的地质模式应该包括以下主要内容: 1、边坡的基本地质条件，诸如区域地质背景，岩体结构及岩体介质结构特性，岩体的力学特性等，它们是决定边坡变形破坏地质模式的地质基础或物质基础; 2、影响边坡稳定的各种人为动力因素(地下开采、坡脚切层开挖、爆破震动)及天然动力因素(大气降雨及地下水状态的变化、区域构造应力特征); 3、边坡结构形式(顺倾边坡、反倾边坡等); 4、边坡岩体变形发展的过程及其特点; 5、边坡的失稳破坏方式. 应该指出，岩体结构、岩体介质结构以及边坡结构相互之间既有联系又有明显差别的不同概念.岩体结构主要决定于岩体中结构面及结构体的组合特征.岩体介质结构则指不同力学性质的岩体在空间的组合特性.边坡结构则主要反映了边坡与岩层产状之间的空间组合关系. 影响边坡穗定性的因素是多方面的，不但包括边坡岩体的介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素，而且包括各种人为的及自然的动力因素.这些动力因素主要是地下开采的扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水的作用等.地质条件虽然是决定或影响边坡定性的基础，但边坡的急剧变形或破坏都与各种人为的、天然的动力因素，有着密切的关系.大气降雨及水库蓄水是主要的自然动力因素，导致地下水状态的变化，减少了滑面的法向应力，降低了岩体的强度，改变了边坡岩体的稳定状态.就人为的动力因素来看，地下开挖显然有重要的影响，不但扰动破坏了上复岩体，且增加了岩体的渗透性，对边坡的变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说，爆破的动态效应对边坡的稳定亦有重要的影响，不但直接损害了岩体的完整性，且在重复爆破条件下，边坡岩体可能产生疲劳破坏，从而加速边坡破坏的过程. 摘自霍克布朗《岩石边坡工程》 为了使滑动沿单一平面发生，必须满足以下的几何条件: a.滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行(约在+-20°的范围之内)。 k7。破坏面必须在边坡面露出，就是说它的倾角必须小于坡面的倾角 C。破坏面的倾角必须大于该面的摩擦角 d.岩体中必须存在对于滑动仅有很小阻力的解离面，它规定了滑动的侧面边界。另 一种可能的情况是，破坏在穿通边坡的凸出的“鼻部”的破坏平面上发生。 分析二维边坡问题时，通常是考虑与边坡面正交的一个单位厚度的岩片。这就是说，滑动面的面积可用穿过边坡垂直断面上可见的滑动线长度来代表，而滑动块的体积可用在垂直断面卜表示该块体图形的面积来代表。 摘自《基于RS理论的岩质路堑边坡稳定性研究》 边坡变形破坏模式RS判定 边坡变形破坏模式的确定，主要分两步进行:首先是对边坡岩体结构类型的确定;在此基础上再进行边坡变形破坏模式的判定。其主要过程如图4一1所示。

某高速公路软质岩高边坡稳定性分析

某高速公路软质岩高边坡稳定性分析 【摘要】为了确保高速公路的安全，采取经济有效的加固防护工程措施和正确进行高边坡稳定性分析是高边坡设计的两个重要方面。本文阐述影响边坡稳定性的因素，结合某山区高速公路路堑高边坡工程实例，对该边坡原有防治措施及施工过程中出现的问题进行分析评价，为类似的工程提供一定的设计和施工借鉴经验。 【关键词】高边坡软质岩稳定性 随着我国高速公路建设的发展，高速公路逐渐向山区发展。在山区高速公路工程建设过程中，作为连续带状建筑物，高速公路将不可避免地会完整穿越或部分穿越山体。其中部分穿越山体的路段需要对山体进行开挖，开挖后将形成高陡边坡，致使山体边坡应力重分布。根据以往工程经验，高陡路堑边坡可能会出现变形破坏，如滑动、边坡崩塌等，这将增大公路建设的工程总投资，甚至延误施工进度及工期，并影响日后运营安全。因此，对深挖路堑边坡的稳定性及防治措施的效果进行分析评价就有着非常重要的意义。本文以某高速公路软质岩高边坡为例，对软质岩深挖路堑的稳定性及防治措施进行简要分析，希望对类似的工程能够提供一定的借鉴经验。 1 影响边坡稳定性的主要因素 一个边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果，我们通常将导致边坡失稳的这些因素归结为两大类。一是外界力的作用破坏了岩土体原来的应力平衡状态，如路堑或基坑开挖、路堤填筑或边坡顶面上作用外荷载，以及岩土体内水的渗流力、地震力的作用等，改变原有应力平衡状态，使边坡坍塌；另一是边坡岩土体的抗剪强度由于受外界各种因素的影响而降低，促使边坡失稳破坏，如气候等自然条件使岩土时干时湿、收缩膨胀、冻结融化等，水的渗入、软化效应、地震引起砂土液化等均将造成强度降低。 边坡是否稳定受多种因素[1-3]的影响，主要有： （1）岩土性质。岩土的成因类型、组成的矿物成分、岩土结构和强度等是决定边坡稳定性的重要因素。由（密实）坚硬、矿物稳定、抗风化性好、强度较高的岩土构成的边坡，其稳定性一般较好；反之就较差。 （2）岩体结构。岩体的结构类型、结构面形状及其与坡面的关系是岩质边坡稳定的控制因素。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、坡角等。 （3）水的作用。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；水的渗入使岩土体质量增大，岩土因被软化而抗剪强度降低，

理正岩土使用手册-岩质边坡稳定

第一章功能概述 理正岩质边坡（稳定）分析软件主要功能是分析计算简单平面、复杂平面、简单三维楔体岩质边坡的稳定计算及相关的分析。 考虑的因素包括：岩体结构的结构面、裂隙、裂隙水、外加荷载、锚杆及结构面的抗剪强度、地震作用等。 简单平面稳定问题： 1）利用极限平衡法及莫尔－库仑准则进行分析，计算岩体的稳定安全系数、设计锚杆、及反分析滑面的抗剪强度指标； 2）可分析坡角、坡高、裂隙水等与安全系数的关系曲线； 3）可按几种不同方法计算岩石压力等。 复杂平面稳定问题： 1）对于不加锚杆、不加外部荷载的情况可采用Sarma法计算安全；对于有锚杆、有外部荷载的情况只能采用通用方法（扩展Sarma法）计算安全系数，这是理正依据Sarma法改进的公式计算安全系数； 2）分析计算临界地震加速度系数； 3）分析计算临界地震加速度系数与安全系数的关系曲线等。 简单三维楔体稳定问题： 1）利用空间张量法分析空间三维楔体的形状，并分析三维楔体在体积力、锚杆力、地震作用、外加荷载等作用，考虑结构面的抗剪强度，计算三维楔体的稳定系数； 2）分析在给定安全系数的条件下，计算锚杆的最小拉力等。

第二章快速操作指南 2.1 操作流程 理正岩质边坡稳定分析软件的操作流程如图2.1-1，每一步骤都有相对应的菜单操作。 图2.1-1 操作流程 2.2 快速操作指南 2.2.1 选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。 2.2.2 选择岩质边坡型式 选择参与计算的岩质边坡型式，选择界面如下图：

岩质边坡楔形破坏

第一章绪论 1.1 引言 随着国民经济的发展，水利建设，交通运输和国防工程等建设工程中所遇到的岩质边坡稳定性问题也相应地增多。由于工程建设的需要，往往在一定程度上破坏或扰动原来较为稳定或岩体而形成新的人工边坡，诱发新的地质灾害。地质灾害已经成为制约我国经济及社会可持续发展的一个重大问题。 岩质边坡滑坡作为地质灾害中一个十分突出的问题，给国民经济建设的各个部门带来了严重的干扰和损失。1993年三峡库区巫溪县南门岩体崩滑造成200余人丧生。2000年彭水县山体滑坡造成70余人丧生。2004年12月11日，雨台温高速公路柳市附近突发大面积山体滑坡事故。滑坡的山体高约100m、宽约70m.甫台温高速公路70余米的路段完全被滑落的大石封死，致使温州大桥白鹭屿至乐成镇一段的高速公路双向车道全部瘫痪。地震作用诱发的边坡滑动和坍塌也是常见的灾害之一。特别是在山区和丘陵地带，地震诱发的滑坡往往分布广、数量多、危害大。 我国是一个多地震的国家，西部地区又是地中海一喜玛拉雅地震带经过的地方，是亚欧大陆最主要的地震带，也是我国地震活动最活跃的地区，因地震而导致的滑坡灾害非常严重。大量崩塌与滑动主要发生在多震的西部地区，而这些地区正是我国的水电能源和各种矿产资源的主要蕴藏地。随着国家西部大开发战略的实施，将加速对西部地区水电、矿产资源开发、及公路、铁路等基础设施建设，愈来愈多的工程(如水电、矿山、能源、核废料储存及溶质运移)都建设在岩体之上，几乎所有的土木工程建设都涉及到边坡的动力稳定问题。 在大多数岩体力学问题的研究中，都假定岩体在外力作用下是静止的，所以，考虑问题的角度也一般是从静力学角度出发，其结果与实际情况不尽相符，往往对结果作一些折减。通常，在许多实际情况中，荷载常具有动力特性，如上所述的地震滑坡灾害等，沿用静力学的原理和方法来求解这类问题，结构的动载特性无法反应出来，这显然是不合适的。例如，在地震作用和影响下，岩质边坡的稳定;隧洞围岩和衬砌结构的安全;筑造在岩层中的导弹发射竖井能否继续使用;修建大型水库以后是否存在诱发地震的可能性，以及在诱发地震一旦发生时，大坝

岩质边坡

研究生试卷 2011 年—2012年度第2 学期 评分：________________________ 课程名称：地质灾害理论与防治 专业：岩土工程 年级：2011级 任课教师姓名：叶四桥 研究生姓名：曾龙全 学号：11110008 注意事项 1.答题必须写清题号； 2.字迹要清楚，保持卷面清洁； 3.试题随试卷交回； 4.考题课俺百分制评分，考查课可按五级分制评分； 5.阅完卷后，授课教师一周内讲成绩在网上登记并打印签名后，送研究生部备案； 6.试题、试卷请授课教师保留三年被查。

岩质边坡的稳定性 前言 岩质边坡，是岩体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。由于岩质边坡的失稳不仅使坡体本身结构破坏，威胁周围的已有建筑物，形成重大安全隐患，而且引发岩石的崩滑塌落对下部的建筑物以及人的生命财产安全造成不可估量的损失，所以岩质边坡的稳定性一直岩土工程的重要研究内容之一。 在我国，随着国民经济的发展，特别是西部大开发的实施，水利工程、铁路、公路及城市等基础设施建设方兴未艾,在这些工程中出现了许多岩石边坡工程,如三峡高边坡等。实际工程建设中又尤以岩石边坡的失稳给交通、建筑等造成极大的危害。而由于实际岩体中含有大量不同构造、产状和特性等不连续结构面(比如层面、节理、裂隙、软弱夹层、岩脉和断层破碎带等) ,给岩质边坡的稳定分析带来了巨大的困难。为了对边坡进行准确的稳定性分析,从而采取适当的开挖和支护措施,国内外学者和工程人员提出了许多理论和方法,大大促进了岩质边坡稳定性分析方法的发展。 目前工程实践中岩质边坡稳定性分析方法主要有两大类方法,一种是在边坡滑动面确定的情况下,根据滑裂面上抗滑力和滑动力比值直接计算安全系数。这类方法以极限平衡法最为经典,此外,关键块理论也属于这样的确定性分析方法。另外一类方法则是借助计算机进行数值分析(例如有限元、离散元、块体元和DDA 等) 从而确定边坡的位移场和应力场,再用超载法、强度折减法等使边坡处于极限状态,从而间接得到安全系数。这种方法同时可以考虑位移协调条件和岩体本构关系等。 主题 1. 岩质边坡的分类 为了得到正确的稳定性分析结果，建立能正确描述边坡岩体工程地质特征的分析计算模型是至关重要。为此，人们提出了边坡岩体的多种分类方法，目前主要的是按岩性分有岩浆岩边坡、沉积岩边坡、变质岩边坡等；按岩体结构分有块状结构边坡、层状结构边坡、碎裂状结构边坡和散体结构边坡等。重庆交通大学的陈洪凯教授等提出了根据岩体结构面的控制性及现场易识性原则将公路岩质边坡划分为以下五类：顺层型高切坡、反倾型高切坡、顺层切割型高切坡、反倾切割型高切坡、块体砌筑型高切坡，有利于对岩质边坡稳定性更好的研究。 2. 影响岩质边坡的稳定性因素 岩质边坡中是岩体结构控制了岩体的稳定性。岩体结构是指结构面在岩体中的空间分布、组合规律及其所导致的岩体被切割状态。边坡稳定性的主要破坏是结构面的破坏，从成因上分为内部(自身)条件和外部条件。内部条件主要包括边坡的结构特征（如边坡的几何参数坡角和坡高）、岩土体强度参数。外部条件包括自然条件下的构造运动、地震、温度变化、地下水、雨旱交替及人类活动等；边坡受到众多不利因素的耦合作用，加速了边坡体内节理的发育、贯通。 高切坡受到人工开挖后岩体内部应力将发生变化。边坡被切削后，坡体临空的岩体应力释放，岩体结构逐渐松弛，坡体上出现了不同程度的卸荷裂缝随着应力的进一步释放，在坡体后缘 将会出现拉张裂缝。如图1中高切坡，边坡岩体中A点的初始应力为б 10、б 20 (一般为受压)，

岩质边坡

岩质边坡稳定性的几点思考 作者：为梦自思 随着社会不断的进步与发展，人类活动的空间也不断扩展，同时在社会建设过程中的各种工程活动也不断增加，由此而引发的各类地质灾害频发，并呈逐年上升趋势。在各类地质灾害中，滑坡由于其特有的分布范围广、发生频率高且危害大等特点，日益成为制约人类社会发展进步的主要地质灾害。 我国是一个地质灾害发生频繁的国家，特别是近年来，各种大型水利工程和铁路、公路等大规模工程项目的开发建设，挖填方等土方工程日益增大，施工强度急剧攀升，随之而来的是地质灾害特别是滑坡灾害问题的不断加剧，给国家和人民财产造成了巨大的损失，地质灾害已成为制约我国经济发展及社会可持续发展的一个重大问题。据统计，我国每年因滑坡、崩塌和泥石流等边坡地质灾害造成的损失近300亿元，并且这种损失正随着我国大规模工程建设和资源开发的进展呈愈演愈烈之势。 另外，随着我国西部大开发战略的实施，各类基础设施工程项目大量开展，但是由于我国西部是多山的地区，在大型工程建设当中，普遍存在着大量的高陡岩质边坡，而这些边坡的稳定与否直接关系到整个工程的安全性能，甚至在很大程度上影响着工程的进度、效益甚至工程的成败。因此，岩质边坡稳定性问题也越来越多的得到众多专家学者的重视。 边坡是在复杂的地质作用下形成和发展的。边坡从开始形成起，在重力、水及人为因素的作用下，其形态和内部结构在不断地变化，其应力状态也随之调整改变。当调整后的应力高于岩体的强度时，将导致边坡变形破坏。边坡的破坏形式主要为崩塌和滑坡。 崩塌是在重力作用下，块状岩体突然脱离母岩，并翻滚坠落于坡下的现象。岩质边坡的崩塌常常发生在坡度大于60 的陡坡或陡崖处。引起崩塌的原因很多，如岩土类型、地形地貌、地质构造等。其中，各种构造面，如节理、裂隙面、岩层界面、断层等，对坡体的切割、分离，为崩塌的形成提供脱离母岩的边界条件。坡体中裂隙越发育，越易产生崩塌，与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面，最有利于崩塌的形成。另外，还有地震，融雪，降雨，地表水的冲刷、浸泡，冻胀，昼夜温差变化，不合理的人类活动等都能够诱发崩塌。 滑坡是在重力作用下，岩体沿着软弱面（软弱带）整体下滑的现象。软弱面有节理、断层、层面、软弱夹层、裂隙等。产生滑坡的条件有很多，一是地质条件和地貌条件。主要与岩土类型、地质构造、地形地貌、水文地质条件等有关。二是内外应力和人为作用的影响。在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区，外界因素和作用可以使产生滑坡的基本条件发生变化，从而诱发滑坡，主要诱发因素有：地震；降雨和融雪；人类活动，如开挖坡脚、坡体堆载、爆破、水库蓄（泄）水、矿山开采等都可诱发滑坡。此外，还有海啸、风暴潮、冻融等许多作用也可诱发滑坡。 不同结构类型的岩体中发生滑坡类型是不一样的，也就是说，岩体结构类型在很大程度上决定了边坡的破坏模式。在工程中，最常见到的破坏类型有：平面滑动、圆弧滑动、楔体破坏等。 （1）平面滑动是在重力作用下，滑动体沿着走向大致平行于坡面的滑面滑移。滑面可由节理、断层、层面、软弱夹层、裂隙等组成。这种滑动常常发生于

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

岩质建筑边坡水平推力的计算 (1)

文章编号:1007 2993(2002) 03 0131 04 岩质建筑边坡水平推力的计算 时卫民 郑颖人 (后勤工程学院军事土木工程系,重庆 400041) 摘 要 根据岩质建筑边坡的破坏特点,假定边坡滑移面为直线的前提下,利用极限平衡法,推导了斜边坡与二阶竖直边坡水平推力的计算公式,并在此基础上总结出了一般边坡水平推力计算的统一表达式,供用锚杆、锚索加固边坡设计时使参考。 关键词 岩石;建筑边坡;水平推力计算 中图分类号 T U 457 the Calculation of the Lateral Pressure on Rock Construction Slope Abstract Based on the characters of rock construction slope w ith t he assumptions that the slide surface is straight line,deducing the lateral pressure of inclined slope and two -step slope by limit equilibrium methods,establishing a g ener al fo rmula of the lateral pr essure T he formula can be used to strengthen the slope w ith anchors. Key words rock;constructio n slo pe;lateral pr essure calculat ing 0 引 言 建筑边坡一般是指城市建设中因施工开挖或填方形成的边坡,山城建设中经常会遇到岩质建筑边坡[1] 。建筑边坡的规模一般较小,坡高在20~30m 以下。当坡高较大时,常采用多阶形式。在边坡工程中为了保证安全,一般对稳定系数小于1 15的边坡就需要进行加固,岩质边坡通常采用增设锚杆、锚索的加固方案。要设计锚杆、锚索就要知道滑动块体的水平推力,知道了推力的大小,才能确定锚杆的多少,因此怎样确定边坡中滑动块体的水平推力是解决问题的关键。 土坡一般被视为各向同性的均质连续体,因而在所有方向具有相同的变形特性和强度,其破坏特点是哪里受力大哪里先坏。对于岩质边坡其内部存在节理、裂隙、断层等结构面,一般将其视为各向异性的非均质不连续体,并且结构面的强 度远低于岩体的强度,其破坏与土坡不同。岩坡 主要有两种破坏模式,一类是沿外倾结构面的破坏,其破坏形式一般可认为是直线;另一类为非结构面破坏,其破坏面为直线或圆弧线[1] 。对于这两类岩质边坡稳定系数的计算已经做过研究[2,3],本文仅对岩质边坡水平推力的计算方法进行研究。 1 斜边坡的水平推力 图1所示边坡,坡角为 ,坡高为h ,土体的重度为 ,内摩擦角为 ,粘聚力为c ,楔形体的水平推力为E a ,滑动面上的剪力为cl +N tan 。为简便起见,假设破坏面为直线,其与水平夹角为 。根据楔体的静力平衡可以得到下式: cl +N tan +E a cos =G sin (1)N =E a sin +G cos (2) 由式(1)、式(2)解得: 作者简介:时卫民,1967年生,男,河北灵寿县人,硕士,国家一级注册结构工程师。现为后勤工程学院岩土工程 专业博士研究生,主要从事边坡稳定性方面的研究工作。 岩 土 工 程 技 术 Geotechnical Engineering T echnique 2002年第3期 No.32002

地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析

地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析 发表时间：2019-01-16T11:12:15.093Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：钟小龙周俊[导读] 随着国家经济的不断增长，岩质边坡的稳定性对于国家土木工程建设的重要性越来越突出 钟小龙周俊四川省煤田地质局135队四川泸州 646000 摘要：随着国家经济的不断增长，岩质边坡的稳定性对于国家土木工程建设的重要性越来越突出，边坡稳定性是工程建设中一个至关重要的问题。随着我国经济的发展和社会的进步，需修建交通和市政工程来维持人类物质和精神的需求。岩质高边坡在我国的分布范围非常广，处理类似稳定性问题时，促进了岩质高边坡稳定性分析及新型边坡支护结构的发展。通过阅读各种相关文献，本文系统总结了岩质 边坡稳定性分析近几年来所取得的成就，并对岩质边坡稳定性各种分析方法及边坡加固技术进行了简要评述，还对岩体结构面网络模拟研究现状进行了研究阐述，方便在以后的工作研究当中引用参考学习。关键词：岩质边坡边坡稳定性分析边坡加固 引言 通过阅读各种相关文献，系统总结了岩质边坡稳定性分析近几年来所取得的成就，并对岩质边坡稳定性各种分析方法及边坡加固技术进行了简要评述，还对岩体结构面网络模拟研究现状进行了研究阐述。 一、岩质边坡概念及分类 1.1岩石边坡特性岩坡中岩体结构复杂。断层、节理、裂隙互相切割，块体极不规则。岩坡稳定性的影响因素众多。同岩体的结构、重度和强度、边坡坡度、高度、岩坡表面和顶部所受荷载、边坡的渗水性能、地下水位的高低等有关。结构面对岩坡的稳定性具有控制性作用。 1.2边坡分类边坡简单来说就是具有倾斜坡面的岩土体，但目前边坡分类尚未有统一的标准。常见的分类依据有边坡的成因、岩性、变形破坏形式、高度等。根据边坡的形成原因，分为自然边坡和人工边坡。根据边坡的变形状况，分为变形边坡和未变形边坡。根据岩性，分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡。根据边坡长度，分为稳定坡、不稳定坡和已失稳坡。根据边坡高度，分为超高边坡、高边坡、中高边坡和低边坡。 二、岩质边坡稳定性分析方法 2.1前期 50年代以前的古典土力学方法二次世界大战前后，边坡问题的研究尚属土力学的研究范畴，边坡稳定性分析方法主要借鉴土力学的研究成果：1916年由Prantle提出，Taylor（1922）发展的园弧滑动法。1955年的Bishop条分法。1954年的Janbu条分法。70年代的王复来分析方法等形成极限平衡理论。以刚塑性体模型基础上的破坏理论，是古典土力学解决土质边坡稳定性的核心。 2.2 后期 50年代后期的地质历史分析法简单均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论边坡分析方法用于岩质边坡的稳定性，计算结果与工程实际有较大差异。 2.2.1地质分析与力学机制分析结合刚体极限平衡法。结构面的力学特性对岩体滑动的影响。岩体结构论。岩体工程力学方法。 2.2.2考虑时效过程的稳定性分析边坡破坏的时间历程。边坡变形破坏预测。 2.2.3数值模拟分析方法有限元分析法，离散元分析法，Flac分析法。 2.2.4 90年代后的现代边坡工程学将传统的边坡工程地质学、现代岩土力学和现代数学力学相结合，形成现代边坡工程学。 2.2.5圆弧法岩坡稳定性分析对于均质的以及没有断裂面的岩坡，在一定的条件下可看作平面问题，用圆弧法进行稳定分析。圆弧法是最简单的分析方法之一。 三、边坡加固技术在50年代，我国治理边坡主要采用地表排水、清方减载、填土反压、抗滑挡墙及浆砌片（块）石防护处治等措施。70年代开始逐步形成以抗滑桩支挡为主、结合清方减载、地表排水的边坡综合治理技术。在80年代末期，我国开始采用锚喷防护技术处治边坡。在90年代，压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多地用于边坡。目前主要技术有削坡减载技术、排水与截水措施、锚固措施、混凝土抗剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、护面等。在边坡治理工程中强调多措施综合治理的原则，以加强边坡的稳定性。随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡的处治技术要求也越来越高。在处=治公路边坡的灾害时，不能单一的考虑一种方法，应对具体特征进行综合分析，从而选择最为有效的措施，达到彻底治理的效果。边坡治理的方法多种多样，对于岩质高边坡的稳定性，主要有排水、力学平衡和护坡工程等三方面的治理措施。其中，排水分为地表和地下排水，地表排水有截水天沟和边坡内排水沟，地下排水有截水盲沟、盲洞和排水孔等；力学平衡分为刷稳定坡和加固工程，加固工程包括挡土墙、抗滑桩、锚杆和锚索工程；护坡工程包括浆砌片石护坡、柔性防护网及植物护坡等。植物防护是目前运用得比较多的新型支护形式。由于地质条件的复杂多变，使我们不得不采用综合防护方式。它既有工程防护有效加固可能失稳边坡、迅速提高坡体的康华能力的特点，又有生态防护对已破坏生态环境迅速恢复、成本低的特点。 四、结论

岩质边坡稳定性分析方法综述

岩质边坡稳定性分析方法综述 发表时间：2018-08-10T11:33:57.300Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期作者：潘哲敏[导读] 就目前情况来看，岩质边坡稳定性分析方法数量较多且分类与适用条件也各有不同。 广州市市政工程设计研究总院 摘要：就目前情况来看，岩质边坡稳定性分析方法数量较多且分类与适用条件也各有不同。本文以定性分析方法和定量分析法对岩质边坡稳定性进行相应梳理和分析，并将各种分析方法中的优缺点进行阐述，以帮助边坡工程设计过程中能够选择合理、可靠的分析方法，推动岩质边坡稳定性分析方法持续发展。 关键词：边坡稳定性；定性分析；定量分析 伴随我国社会经济的发展，推动国家道路建设的发展，而在道路建设过程中有时会涉及到与岩石相关的工程，自然会遇到边坡稳定性相关问题。就当前情况来看，虽然有许多可以进行边坡稳定性分析的方法，但这些分析方法都有其各自的局限性与适用条件，所以，在对岩质边坡进行实际分析过程中，应结合工程当中的边坡实际情况，选择合适的分析方法对其进行分析与评价，以保证评价结果足够客观、可靠、合理。当前大多数工程所采用的分析方法主要有定量分析法与定性分析法，而定量分析法又分为确定性分析法与不确定分析法两种。 一、定性分析方法 在对边坡的成因及演化、边坡稳定性影响因素、可能的变形破坏方式、力学机制的失稳等相关方面进行分析时，一般都会采用定性分析法进行研究分析，并对边坡的发展趋势与稳定性给出定性说明。通过采用定性分析法使边坡的稳定性得到快速的预测与评价，但缺点也较为明显，那就是经验性较强，且没有一定的数量界限。以下为常用的定性分析方法。 1.历史成因分析法 该方法一般适用于对天然边坡进行评价和分析。通过对边坡的变形破坏程度与迹象进行分析研究，并结合其所处的地质构造环境来进行边坡历史演变的还原，以对边坡进行稳定性评价和其发展趋势进行有效预测。 2.工程地质类比法 工程地质类比法比较适合在中小型的工程中应用，因为其具备相应的经验属性与地区属性特点，而若是想要在大型工程中使用该方法，则必须要与其他方法配合使用。该方法主要是将过去研究过的边坡稳定性情况、影响因素、处理方法及治理经验进行整理，以便将其用在与之情况相似的边坡研究上，并逐渐延伸出专家系统、边坡工程数据库和范例推理评价法。 3.图解法 图解法常用于对边坡稳定性进行初步性阶段分析，通过图解法分析能够有效发现岩制边坡当中存在的问题，并立即配合其他方法对其进行有效计算与验证，从而使问题得到解决。图解法主要包括实体比例投影法、极射赤平投影法、等密图法、双面投影法、节理极点图、摩擦圆法等。而以上图解法中最常用的要数实体比例投影法与极射赤平投影法，其可以对有效反映出边坡各组织结构面间的组合关系及边坡的变形破坏边界，并能够将滑体规模、滑动方向与滑体形态做出一定的判断，进而实现对边坡稳定性的初步评价。 二、确定性分析方法 作为对边坡稳定性进行定量分析方法中的一种，确定性分析方法主要包括数值分析法、极限平衡法与图表法。 1.数值分析法 该方法主要是利用其他方法所求得的边坡变形情况与其应力分布，并结合岩体中的应力与应变的变化过程，得出各点所对应的局部稳定系数，从而对边坡的稳定性进行判断。数值分析法常用来进行处理具有非线性、非均质、较复杂的边界边坡稳定性分析，并有效弥补极限平衡法的不足之处。而在进行对岩质边坡稳定性的评价过程中，常用的数值分析法主要包括边界元法、有限元法、离散元法、块体理论、不连续变形分析法（DDA）、拉格朗日法、流行元法等。 2.极限平衡法 极限平衡法被誉为当前最为成熟的确定性分析方法，同时也是最常用的一种方法。在采用极限平衡法进行边坡稳定性的研究分析时，需要将处于滑动趋势范围内的边坡岩体按照摩尔-库仑准则划分为若干个小块，并通过其平衡条件来完成静力平衡方程，进而得出安全系数。其方法的关键之处在于对滑体范围、滑体荷载、临界破坏位置及地质参数的恰当选择进行正确地判断。虽然该方法较为直观，且计算比较简单，但也存在相应缺点：①临界破坏面的位置难以确定；②计算模型在力学方面被简化；③将岩体作为刚体处理，从而无法反映岩体内的真实应力-应变关系。 3.图表法 图表法，如果按性质可以将其分为两类，一类是以赤平极射投影作为基础的分析方法；另一类是通过简化力学计算法，并根据计算公式，将表示边坡相关参数之间的定量关系以图表形式展现出来。这两种方法都将其中复杂的计算环节省去，并只需要根据已知条件进行查图，便可得知相应结果。由于图表法具有简单、直接的特点，所以比较适合计算结构类型相对简单的边坡，如果是面对类型较为复杂的边坡时，则由于其计算相对复杂，而无法进行图表绘制，造成无表可查的现象。 三、不确定性分析方法 随着土木工程行业的发展，促使边坡稳定性分析方法获得一定程度的发展，且逐渐受到更多人的关注，而伴随各种相关技术理论与信息技术的发展，逐渐发展出新的不确定性分析方法，主要有以下几种： 1.灰色分析法 该方法比较适合对具有较为复杂的地质环境、结构组合、力学性质等不确定因素的边坡进行分析与评价。其主要通过灰色关联度分析原理，对大量不完整信息进行相应的数据处理，并从中有效找出其内在关联性，以确定各影响因素对边坡稳定性的影响程度，进而通过多种因素的叠加对边坡稳定性进行分析评价。

岩质边坡稳定计算

引水发电洞进口及出口高边坡稳定分析计算 一、进口边坡的稳定分析计算 进口边坡为斜向结构，一、二期开挖底线均在强松动岩体下限以上，主要破坏形式为圆弧面滑动，故只需按圆弧破坏面寻找最危险滑弧，并求出稳定系数。对三期及四期开挖，除可能在强松动岩体内发生圆弧面滑动破坏外，边坡还可能沿层面、层间挤压带或裂隙面发生平面滑动破坏，计算时先按圆弧面滑动破坏在三期和四期的开挖范围内找出最危险滑弧，并结合实际裂隙面的位置，确定出三期、四期开挖的直线和折线滑动破坏面，再对同一滑面取不同的强度参数（层面参数和岩体参数）分别计算出相应的稳定系数。 1、计算方法 对圆弧滑动面，稳定计算采用瑞典条分法，设计安全系数取K=1.2。 瑞典条分法法的基本假定是： （1）剪切面是个圆弧，所以安全系数K可根据绕圆心的抵抗力矩与滑动力矩的比来确定；（2）计算中不考虑分条之间的相互作用力，所以每个分条底部的反力可以直接由该分条上的荷载算出。 对直线或折线滑动面，稳定计算采用传递系数法，并用Sarma法进行较核，设计安全系数根据不同的计算工况取不同的值。 传递系数法是极限平衡条分法中的一种，也叫剩余推力法，其基本假设为条块间的相互作用力的方向平行于上一条块的底滑面，各条块的剩余下滑力计算公式如下： F i=(W i sinαi+Q i cosαi)-(c i l i/k+(W i cosαi-U i-Q i sinαi)f i/k)+F i-1.ψi-1 式中：ψi-1=cos（αi-1-αi）-f i sin（αi-1-αi）/k 上式中第一项表示本条的下滑力，第二项表示本条的抗滑力，第三项表示上一条块传下来的不平衡下滑力，ψi-1称为传递系数，k为安全系数。 2、计算参数取值 边坡的滑动破坏形式可分为沿层面或裂隙面的破坏和在岩体内的破坏，前者计算时，滑动面按层面参数计算，抗剪强度指标见表1。后者滑动面按岩体参数计算，抗剪强度指标见表2。

匀质粘性土体边坡稳定性计算

匀质粘性土体边坡稳定性计算中 极限平衡法与强度折减法数值分析比较 1边坡的种类和滑面类型 边坡按形成的原因大致可以分为三类：自然边坡、人工开挖边坡和人工填筑边坡；边坡按土层的种类也大致可以分为三种：匀质黏土边坡（人工填筑边坡一般为匀质边坡）、非匀质粘性土边坡（自然的黏砂性土边坡，或者人工开挖黏土边坡）和存在潜在软弱面或层面强度差异较大的边坡（如存在既有滑面的滑坡和上层为黏土层下为岩层的边坡）。使边坡失稳的外因大致有：外荷载（地震、列车荷载、房屋和填土等）、重力和水的渗流、岩土的膨胀力等。边坡失稳时滑动及滑面类型主要取决于边坡的外部荷载和边坡土层的类别，匀质粘土边坡的失稳滑面主要为圆弧型，非匀质边坡的失稳滑面主要是曲面型（复合型、对数螺旋型等），存在潜在软弱面或层面强度差异较大的边坡一般沿既有软弱面或者沿强度差异较大的两层面层间滑动（一般多为折线型，也有直线型）。本将对匀质边坡进行有限差分强度折减法数值分析法和经典极限平衡法进行稳定性分析计算，并就安全系数的计算及粘性土边坡潜在滑动面的确定进行比较分析。 2匀质边坡的极限平衡法计算和数值模拟 2.1匀质粘土边坡的极限平衡法概述 粘性土边坡中，危险滑动面在土体的内部，常与圆弧面相似。经典的基于圆弧滑动面 的边坡稳定分析方法称为圆弧滑动法，属极限平衡法⑴，本文对几种常用的经典分析方法进行简单概述如下。 （1）整体圆弧滑动法。又称瑞典圆弧法，用于分析均质黏性土边坡的稳定性，即只能分析内摩擦角u =0时的边坡稳定问题。边坡稳定安全系数为抗滑力矩与滑动力矩之比， n '、' cl i i ± n ' (W i sin : i) i 土 （2）简单圆弧条分法。又称瑞典条分法，仍假定滑动面为一个圆弧面。为分析摩擦角u >0时粘性土边坡的稳定性，将土坡分成若干个条块，但只考虑作用在条块上的重力、滑 弧面上的法向力和切向抗滑力，忽略条块侧面法向力和切向力的作用。一般公式为： n Z (W i §cos ct j gan + cl i) M r i ± K n --------------------------------------------------- s、(W i :sin : i) M i =1 （3）简化毕肖普（Bishop）法。简化毕肖普法仍假设滑动面为圆弧,将滑动土体分为若干个条块。在进行第1个条块的受力分析时，考虑条块侧面法向力的作用，但忽略切向力 的作用。一般公式为：