边坡稳定性分析方法.pdf

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1、《边坡工程学》《边坡工程》Ø１概述Ø２工程类比法Ø３刚体极限平衡法Ø４数值分析方法Ø５稳定性判据Ø６分析实例边坡稳定性分析方法１概述１.1边坡稳定性综合评价方法流程分析模式边坡稳定性分析方法１.2土坡与岩坡土坡：为土质边坡。通常可以视为均质体。其稳定性分析在土力学中有比较成熟的理论，其支挡结构设计也较为规范岩坡：为岩质边坡。其稳定性通常受结构面控制。结构面的不同分布形式控制了边坡的稳定及对其控制方式边坡稳定性分析方法１.3岩质边坡破坏模式及影响稳定的因素1.3.1岩质边坡破坏模式岩质边坡破坏形式是指坡体结构面成为滑裂面的空间组合形态特征和滑动的机理。常见的、简单的破坏形式有：1）简单平面滑

2、动。2）折线（阶梯形）平面滑动。3）双滑面（楔形）滑动。4）圆弧滑动。5）拉裂（倾倒）破坏。边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析方法平班水电站进场所公路滑坡平面滑坡边坡稳定性分析方法漫湾“三洞”滑坡弧面滑坡漫湾左坝肩滑坡天荒坪大溪滑坡边坡稳定性分析方法楔体滑动三峡船闸边坡锦屏库区边坡稳定性分析方法倾倒滑动边坡稳定性分析方法此外，还应重视一种边坡破坏模式，即剥落。剥落是属于一种边坡坡面破坏形式，重庆岩质边坡多为双层结构，当上覆砂岩，下覆泥岩时，由于泥岩被风化剥蚀掏空（形成岩腔），可引起上覆刚度较大的砂岩体失去支撑而发生崩塌、落石。对建筑岩质边坡而言，主要是前三种破坏形式边坡稳定性分析和支护设计，

3、首先应正确判断边坡可能破坏的形式、规模和边界条件。否则，支护设计必然具有盲目性，其结果或者使工程隐含安全风险，或者造成重大浪费。边坡稳定性分析方法1.3.2边坡稳定影响因素边坡的稳定系数（K）是多个地质与工程因素（参数）的函数。稳定系数是一个随机变量，不再是某个确定值，而是按某一规律分布在一定范围内的范围值。稳定系数与边坡存在破坏的可能性大小（破坏概率）并无联系。岩质边坡稳定性分析的初步判定，可采用赤平极射投影与实体比例投影两种方法相结合的图解分析法。可反映出起控制作用的结构面和次要的结构面，反映出边坡可能失稳体的滑动方向、形状与规模。并可在此基础上，应用空间力学的分解法来验算可能失稳滑动

4、岩体的稳定系数及抗滑力。边坡稳定性分析方法在初步判定为不稳定的边坡岩体，才有必要进一步进行定量的力学分析与计算。边坡的失稳破坏实际上都是空间（三维）课题，对平面滑动和圆弧滑动，一般是简化为平面（二维）课题来处理。计算结果的可靠性主要取决于选用的公式与边坡实际情况的适宜性和结构面抗剪强度取值的代表性。对重要的边坡工程，可通过三维有限元分析，了解边坡的应力、位移、塑性区分布范围及其发展过程，以及什么部位是最危险等。有限元分析的可靠性与精度取决于地质因素的查明程度及参数的准确程度（即输入的精度）。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综合表征备注序号大类中类小类反映参数组数结构

5、面发育岩程度间距岩体结岩体体构类型、Ⅰ结合程度完整结完整性程度构形状及大小指数结构体特征咬合程度成分（胶结物）岩性结构（胶结程度）构造（层厚）岩石饱和单岩石Ⅱ坚硬轴抗压强度风化程度等级强度坚硬程度边坡稳定性分析方法１.4岩坡破坏模式识别赤平投影分析结构面产状的地质术语·倾向/走向（相互垂直）·倾斜/倾角（真倾角）·真倾角＞视倾角·地质报告表示：倾向80°，倾角45°（或80°∠45°）走向170°，傾向北東，傾角45°边坡稳定性分析方法16赤平投影边坡稳定性分析方法17一组结构面边坡稳定性分析方法18边坡失稳的三种类型与相应的结构面赤平投影图的对应关系(a)平面破坏(b)楔体破坏(C)倾倒

6、破坏边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析方法１.5岩坡稳定性分析方法类型目前岩质边坡的稳定性分析中主要采用两大类方法。第一类方法是根据滑裂面上的抗滑力和滑动力直接计算边坡安全系数。滑裂面上的力可以由滑体的静力平衡条件求解，这类方法包括刚体极限平衡法、关键块理论等。第二类方法首先采用数值分析方法（如有限元、离散元、块体元和DDA等）确定边坡的位移场和应力场，再采用超载法、强度储备法等使边坡达到极限状态，从而间接地得到稳定安全系数。这种方法不仅考虑了滑移体力的平衡，而且考虑了位移协调条件和岩体本构关系等。边坡稳定性分析方法１.5岩坡稳定性分析方法类型定性、定量Ø工程地质类比法Ø刚体极限平衡法、数值

7、分析法o平面和弧面滑动－Sarma法;o楔体滑动;o倾倒破坏－Goodman－Bray法边坡稳定性分析方法1.5边坡稳定性分析原则传统分析方法－－能合理假定滑裂面形状，建立在极限平衡理论基础上用途：求稳定系数时缺点：没有考虑岩土体内部的应力应变关系无法分析边坡破坏的发生和发展过程无法考虑变形对边坡稳定的影响没有考虑岩土体与支挡结构的共同作用及其变形协调因此，当边坡破坏机制复杂或边坡分析需要考虑应力变形时，宜结合数值分析法