边坡工程第4章边坡稳定性评价

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1、基本要求：掌握安全系数的定义、设计安全系数的概念、瑞典条分法、平面滑动岩坡稳定性分析方法、双平面滑动岩坡稳定性分析方法；熟悉改进的条分法、楔形滑动岩坡稳定性分析方法、倾倒破坏岩坡稳定性分析方法；了解影响边坡稳定性的因素、工程地质类比法、赤平投影法。难点：边坡安全系数的定义、特殊滑动模式岩坡稳定性分析方法。重点：设计安全系数的确定、定性分析方法和定量分析方法的应用。第4章边坡稳定性评价4.1影响边坡稳定性的因素4.2边坡稳定性的判别标准4.3工程地质类比法4.4赤平投影法4.5刚体极限平衡法4.6特殊滑动模式岩坡稳定性分析方法4.1影响边坡稳定性的因素影响

2、边坡岩体稳定性的因素大体上可以分为两类，即自然因素和人为因素。自然因素包括岩性、岩体结构、地表水、地下水、构造运动、地震以及风雪等因素。4.1.1自然因素人为因素则包括边坡开挖、地表外加荷载、爆破等因素。4.1.2人为因素长期以来，工程界广泛使用安全系数这样的安全度指标来进行边坡的稳定性评价。工程师通常采用抗滑力除以滑动力来定义安全系数。这一做法具有简便易操作的优点，但是也带有较多的经验成分。由于稳定性计算中含有若干不确定性，为保证设计的边坡处于稳定状态，应使计算的稳定系数大于1，以使其具有一定的安全储备，也就是要规定一个稳定系数设计现值——安全系数。4

3、.2边坡稳定性的判别标准安全系数是结构和岩土工程中最早出现、也是使用范围最广的一种衡量安全度的指标。传统的安全系数采用的定义为：毕肖普（Bishop）提出了通过折减强度指标的方式来定义安全系数，公式为：4.2.1安全系数的定义（4.1）（4.3）式中半个世纪的实际应用证明，毕肖普的这一基于强度折减的安全系数具有良好的实用性，已被工程界广泛接受。确定安全系数的允许标准是一个关系到建筑物安全和工程投资的一个重大问题，安全系数即使仅增加0.05，仍意味着工程巨额投资的增加。正因为这个原因，国内外对边坡工程设计安全系数的规定十分慎重。边坡设计安全系数是根据边坡工

4、程的重要性、外界条件对边坡的影响、边坡的性质和规模、边坡失稳的后果及整治的难易程度等因素综合考虑后对安全系数的限值，取值大小与采用的分析方法有关，同时在一定程度上也反映了社会经济水平及风险接受水平。4.2.2设计安全系数目前我国的边坡工程技术规范主要是由涉及到边坡工程的建筑、水利、水电、公路和铁路等行业各自制定的，如《建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）》、《水利水电工程边坡设计规范（SL386-2007）》、《水电水利工程边坡设计规范（DLT5353-2006）》、《公路路基设计规范（JTGD30-2004）》、《铁路路基设计规范（TB10

5、001-2005）》等，这些规范都对相关行业的边坡设计安全系数进行了详细的规定。在进行边坡工程的设计时，必须按照相关行业的技术标准来选择设计安全系数，只有这样边坡的安全稳定才有保障。4.3工程地质类比法工程地质类比法是指把所要研究的边坡与已取得勘查资料、建筑经验地质条件类似的边坡进行对照，并做出工程地质评价的方法，又称工程地质比拟法。主要是对已有边坡的岩性、结构、自然环境、变形主导因素和发育阶段等作全面分析，并与拟建边坡做出相似性的比较，评价拟建边坡的稳定性和发展趋势。例如：从失稳边坡与稳定边坡在地貌上不同的特征来判断边坡的演变和稳定性；从边坡的结构和作

6、用等因素的组合来判断边坡稳定性的变化趋向等。稳定边坡形态要素一般有以下规律性，1）自然斜坡的外形受地质结构、岩性、气候条件、地下水赋存状况、坡向等多因素影响。由于重力因素的作用，通常稳定的高边坡要比稳定的低边坡平缓。2）影响边坡的重力、岩性、岩体结构构造、气候条件、坡向相同时，人工边坡较自然斜坡可维持较陡的坡度。3）研究表明，将同一种斜坡调查所得稳定自然边坡的高度和坡面投影长度存在幂函数关系4.3.1边坡稳定条件形态对比法（4.4）式中：H——自然斜坡高度（m）；L——自然斜坡坡面投影长度（m）；a、b——常数，与不同类型边坡有关。图4.1斜坡坡度、坡面

7、长度经验会聚点4.3.2边坡失稳条件对比法通过对拟建边坡进行长期观测和与邻近同类边坡的相似性对比，结合边坡出现的对稳定性有影响的下列不利地质条件（失稳因素）,确定这些不利条件对边坡稳定影响的程度，做出边坡稳定性判断。1）边坡及其邻近地段滑坡、崩塌、陷穴等不良地质现象；2）岩质边坡中的泥岩、页岩等易风化、软化岩层或软硬交互的不利岩层组合；3）土质边坡中网状裂隙发育，有软弱夹层，或边坡体由膨胀岩土层组成；4）软弱结构面与坡面倾向一致，或交角小于45°且结构面倾角小于坡角，或基岩面倾向坡外且倾角较大，即边坡存在外倾结构面；5）地层渗透性差异大，地下水在弱透水层

8、或基岩面上积聚流动，断层及裂隙中有承压水露出；6）坡上有漏水，水流冲刷坡脚或因河