岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则
岩质边坡稳定性分析
作用于CD上的静水压力V
V
2 0.5 w gZw
作用于AD上的静水压力U为
Hw Zw 1 V w gZw 2 sin
边坡稳定性系数为
(G cos U V sin )tg j C j AD G sin V cos
3、有水压力作用与地震作用
水平地震作用 FEK=1G
块体Ⅱ
Q 2W2 sin 2 [C3 BD cos( 2 ) C2 BC W2tg 2 cos 2 ] tg 2C3 BD sin( 2 ) ( 2 tg 2tg3 ) sin( 2 ) (tg3 tg 2 ) cos( 2 )
K s 边坡稳定; K s 边坡不稳定
四、 边坡岩体稳定性计算
(一)、单平面滑动
1、仅有重力作用时 滑动面上的抗滑力 Fs=Gcosβtgφj+CjL 滑动力 Fr=Gsinβ 稳定性系数
Fs G cos tg j C j L Fr G sin
tg j tg
第三节 岩质边坡稳定性分析
一、岩质边坡应力分布特征 二、岩质边坡的变形与破坏 三、岩质边坡稳定性分析步骤 四、岩质边坡稳定性计算
一、 边坡岩体中的应力分布特征
斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质 体,包括天然斜坡和人工边坡。 天然斜坡(简称斜坡)是指自然地质作用形成未经 人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡)是指经人工开挖或改造形成 的斜坡。 研究目的:研究边坡变形破坏的机理(包括应力分 布及变形破坏特征)与稳定性,为边坡预测预报及 整治提供岩体力学依据。其中稳定性计算是岩体 边坡稳定性分析的核心。
(二)、受力条件分析
边坡稳定性分析及评价
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。
3. 边坡稳定性分析及评价3.1 边坡变形主要影响因素及破坏模式分析边坡稳定性影响因素有诸多方面,就该边坡而言,其稳定性影响因素主要有:边坡形态、边坡高度及坡度、边坡的物质组成结构特征、汇水条件及面积、地层岩性、岩土体工程地质特性、降雨、人类工程活动等。
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价发布时间:2022-10-20T08:39:12.964Z 来源:《建筑实践》2022年11期第6月作者:谭伟[导读] 随着我国工程建设的数量和规模逐渐扩大,导致土质边坡越来越多。
谭伟重庆图强工程技术咨询有限公司重庆市 400000摘要:随着我国工程建设的数量和规模逐渐扩大,导致土质边坡越来越多。
在施工过程中,由于山边的开挖会导致边坡工程的形成,一旦出现处理不当的情况有可能导致投资成本增多、工期被延误等情况的出现,因此针对土质边坡的勘探以及稳定性评价工作越来越受到相关工程人员的广泛关注。
关键词:土质边坡;岩土工程勘察;稳定性评价;措施1土质边坡岩土工程勘察1.1勘探目的勘探过程是一个详细的调查阶段。
勘探工作的主要任务是:①为边坡支护的设计和施工提供合理的地质依据和科学的边坡沿线物理力学参数;②对边坡稳定性进行了评价。
1.2调查任务和要求(1)确定项目现场的地形和地貌;(2)分析边坡岩土的来源、类型、成因、形态等因素,进一步探明基岩面边坡及岩土风化程度;(3)进一步阐明了边坡岩土的物理力学性质;(4)探索边坡的基本结构,特别是阐明弱结构面的产状、类型、组合程度、延伸程度、力学性质等因素;(5)澄清项目现场地下水的数量、类型和含水层分布;(6)明确了边坡岩土的地下水含量和透水性;(7)确定项目范围内不良地质现象的范围和性质;(8)澄清了地下水土层挡土结构材料的腐蚀性;(9)探索项目范围周围的环境条件,特别是坡顶区域附近建筑物的结构和埋深。
2土质边坡岩土工程勘察方法2.1勘察方法调查是结合调查的目的和任务进行的。
充分结合相应边坡的地质环境,在收集原始资料的前提下,采用工程地质测绘、钻探等相关手段进行勘察。
2.1.1工程地质测绘选择调查项目场地内部区域的底层分布特征、水文地质、地质构造、项目边坡周边特征和环境条件,为后续调查和施工提供可靠的理论依据。
同时,地质勘测和测绘工作选择了从斜坡的跛脚路边到斜坡所在地区的山顶进行勘探和施工。
岩质高陡边坡稳定性分析
Vo. 9, . 1 2 No 3
西 华 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
J un l f h aUnv ri ・ N trlS in e o ra u iest o Xi y aua ce c
21 0 0年 5月
Ma . 01 y2 0
文章编号 :6 319 2 1 )30 5 - 17 — X( 00 0 -040 5 2
( colfAcic r ad Cv nier g Xha U i rt, hn d 10 9C i ) Sho o r t t e n il gnei ,iu n e i C eg u60 3 hn he u iE n v sy a
Ab t a t T e sa i t n lsso ih a d se p r c lp s a c mp e y tm n i e rn s u .T e p o lm a ss e sr c : h t bl y a ay i fh g n t e o k so e i o l x s s i e e gn ei g i e s h r be a l i ,r — n y sac e r h,e au t n a d d sg r n o v d i t e t s v l ai e in a e iv l e mah mai ,me h n c ,g oo ia a k ru d a d e vr n n a o d t n .A o o n n c c a is e lgc lb c g o n n n i me t lc n i o s o i c m- p e e sv ,i t gae p r a h i o e a n h ay i a d s l t n t h r b e r h n ie n e r td a p o c s t x mi e te a l s n oui o t e p o lm. S o e sa i t n lss u i g ae S d n n s o l p tb l y a ay i sn r we e , i
边坡稳定性评价
一、实验具体需求描述:
1.场景内容描述:边坡稳定性评价
用户界面需要展示的元素:每个过程有操作提示;
一、边坡稳定性分析
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。
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。
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。
采用刚体极限平衡法计算边坡抗滑稳定性时,可根据滑面形态选择具体计算方法:圆弧形滑面的边坡稳定性系数计算,平面滑动面的边坡稳定性系数计算,折线形滑动面的边坡可采用传递系数法。
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。
二、边坡稳定性评价标准
当边坡稳定性系数小于边坡稳定安全系数时应对边坡进行处理场景效果描述:上述资料直接给予;
一、实验具体需求描述:
1.场景内容描述:边坡防治工程设计
用户界面需要展示的元素:每个过程有操作提示;
一、边坡支护结构
1侧向土压力计算与侧向岩石压力计算
2支挡工程设计
锚杆(索)
锚杆(索)挡墙
岩石锚喷支护
重力式挡墙
悬臂式挡墙和扶壁式挡墙
桩板式挡墙
坡率法
二、坡面防护与绿化
三、边坡工程排水
四、边坡工程监测
五、概预算
场景效果描述:上述资料直接给予;。
岩溶地区大型岩质高边坡的稳定性分析
: 级
般 ,未 见有 泥化 夹层 。 ( 4)水文 地 质 条件 。A — B、C - D 段 场地 地 形 为 斜坡 ,不 利
c — D 段边坡高6 — 7 米 ,边坡坡脚拟修建小区公路 ,破坏后果 严重。故将C — D 段边坡工程的综合安全等级划分为一级 。
2 地 质 构造
于大气降水和地表水的汇集和积聚 ,有利于大气降水和地表水的 径流和排泄。而且场地 内未见有地下水出露。地本 区地势较高,
A — B 段边坡为陡倾斜坡 ,边坡最高达8 0 米 ,边坡坡脚拟修建 小 区公 路 ,破 坏 后果 严重 。故该 段边 坡 工 程综 合安 全 等级 划 分为
—
层状 ,偶 夹薄 层 。抗风 化 能 力强 及抗 水性 好 。从边 坡 剖面 可 以看
出,坡体 白云岩单层厚0 . 2 0 . 5 m。层理清晰 ,层面较平整。结合
杂填土 ( Q m1 ):褐灰色 ,为碎石混少量建筑 、生活垃圾等
组 成 ,厚 度2 . 7 ~ 5 . 5 m。分 布于 边坡 坡 脚 。 红粘土 ( Q e d 1 ):灰 、黄 灰 色 ,为 粘 土 含 碎 石 组 成 ,可 塑
2 0 0 。 ,坡 高 l ( ) 7 0 米 ,长 l ( ) ( ) 米 ,局 部岩 体 呈 陡 倾 状 产 出 ,形 成 潜 在 崩塌 危 岩休 。 C — D 段 为 岩 质 边 坡 ,最 低 标 高 为 1 1 9 6 米 ,最 高 标 高 为 1 2 0 3 米 ,高 6 ~ 7 米 ,长 6 ( ) Байду номын сангаас ,边 坡 倾 向 东 ,坡 度 为 4 5 。~ 5 0 。 ,呈 西 高 东 低 态 势 。切 坡 后 将 形 成 6 ~ 7 米 ,长 6 0 米 ,坡 度 为 8 0 。 的 边
岩质边坡稳定坡角影响因素及其确定方法
岩质边坡稳定坡角影响因素及其确定方法刘春龙;张志强;袁继国;刘莹莹【摘要】目前研究岩质高边坡稳定性的方法很多,但研究边坡开挖后稳定性及边坡坡角与结构面倾角的关系却较少,且多运用数值分析方法确定岩质高边坡的稳定性,很少用解析解的方法.基于块体的极限平衡理论,岩质高边坡发生整体破坏,其滑移面为顺层直面,推导出岩质高边坡受结构面控制的最小安全系数解析解.分析解析表达式中各个参数对确定影响边坡稳定性的敏感性因素,表明受结构面影响的岩质高边坡安全系数与岩体的黏聚力、内摩擦角成线性正比关系,与岩体重度、边坡高度和边坡坡角成反比,随着结构面倾角的增加而呈先减后增的趋势,据此得出在既定的安全系数下岩质高边坡稳定坡角的解析解,分析得出受结构面控制的岩质边坡稳定坡角与黏聚力、内摩擦角、边坡坡高和安全系数等的关系曲线.通过对已有工程实例的计算分析,比较理论公式和数值模拟计算结果的差异,证明理论公式可以应用于实际工程之中.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】7页(P23-29)【关键词】岩质边坡;平面滑动;极限平衡;参数敏感性;稳定坡角【作者】刘春龙;张志强;袁继国;刘莹莹【作者单位】西安理工大学岩土工程研究所,陕西西安710048;西安理工大学岩土工程研究所,陕西西安710048;西安理工大学岩土工程研究所,陕西西安710048;西安理工大学岩土工程研究所,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TU457目前,我国大多数山区工程建设项目(路桥或水电工程等)都是在高边坡地形条件下进行,随着工程建设的增多,人们越来越意识到边坡稳定性对工程安全的重大影响。
近年来,国内外研究人员对岩质高边坡的稳定性进行了大量研究。
黄润秋[1-2]对岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制进行了总结分析,提出高边坡稳定控制应该在时效变形的阶段完成,且越早控制越有利。
李宁等[3-4]讨论了岩质边坡在动力荷载作用下的稳定性,认为在动力荷载下应以动安全系数的变化分析边坡的稳定性。
岩质高边坡稳定性分析与计算
地下水对边坡 稳定性 的影响 , 并提 出相应的治理措施 。 1 岩质 高边坡稳定性影响 因素 岩质高边坡 的稳 定性受 到多 种 因素 的制约 , 对 于 实际边坡工程 , 考虑全 部影 响因素对 边坡 进行 稳定性
.
岩体受到 物理 、 化学 和 生物 等 风化 作 用后 , 边 坡
岩体尤其是坡 面附近 岩体力 学性质恶 化 , 主 要表现 在
岩体的强度和变形性 质两个 方面 。每 到雨季 , 地质 灾
害尤其是崩塌 、 滑坡 、 泥 石流集 中的地 段 , 人 工边坡 的失稳
面形态以及 临空 面条件 均 是制 约边 坡 稳定 性 的几何 要素 , 其 对边 坡 的稳 定性 有 明显 的影 响 。总 的来说 , 边坡坡 面 高度越 高 , 整体坡 角越 大 , 坡 面形 态呈 现 凸 形状、 临空 面与 软弱 面倾 向同一 方 向 , 这些 不利 于边
坡稳定 的形态 组合 可使边 坡顶部 产生较 大 的张应力 , 在坡顶 岩体 强度不足 的情 况下产 生拉裂 缝 , 为 大气 降 水、 地表水等提供 了渗流通 道 , 使坡 内岩体 自重 增加 ,
吴晓刚 : 岩质高边坡稳定性分析与计算
1 2 7
D OI : 1 0 . 1 3 9 0 5 / j . c n k i . d w j z . 2 0 1 5 . 1 0 . 0 4 9
岩 质 高边 坡 稳 定性 分 析 与计 算
吴 晓 刚
( 湖南省隧道工程 总公 司, 湖南 益阳 4 1 3 0 0 0)
边坡 的坡面高度 、 坡 角大小 、 坡面形 状 、 平 面 和剖
影响岩质 高边 坡 稳定 性 的 因素 众 多 , 总 的来 说 , 这 些因素主要包括 岩性 、 岩体 结构 、 地质 构造 、 水 的作 用、 风化作用 、 地震作用 和爆破 震 动 、 天然 应力 以及 其 它的一些 人类 工程 活 动等 。在 岩质 边坡 的稳定 性 分 析评 价过程 中, 如何评价 各个 因素对 边坡 稳定性 的影 响程度是分 析评 价 其 稳定 性 的核 心 问题 之一 。国 内 外学者针对 上述 的一些 因素对 边 坡稳 定 性 的影 响程
岩石边坡工程之二-边坡稳定分析与评价
ci li N i tg i
Fs
条件有 (1)
Pi hi hi Hi
i
Hi+1
Pi+1
hi+1
Oi
Ti
i Wi
Ni
i Wi
Nii
Hi=Hi+1-Hi
Pi=Pi+1-Pi
将(2代 ) 入(1并 ) 整理得
根据静力平衡条件
Fzi 0,则 N i cos i Wi H i Ti sin i
2.求解方法:
由于不考虑条块间的用作力,条
块i仅受Wi、Ti、Ni的作用。
根据径向力的平衡条件Fxi 0
有 Ni Wi cosi
(1)
根据径向力的平F衡 xi 条 0,有 件
Ni Wi cosi
(1)
根据滑弧面上极限平衡 条件有
抗剪强度 Ti 安全系数
T fi ci li N i tg i
A
3)条块-2侧面切向力Hi、Hi+1
b
a
Hi+1
Wi
Pi+1
Pi
hi Hi c Ti
hi+1 d
Ni
4)土条底部的法向力Ni、切向力Ti, 条块弧 段长为li
O
R
4. 土条i平衡方程:
bB
C 7
6
5
4
3
力的平A 衡方-1程O: 1 2
Fxi Fzi
0 0
-2
Mi 0
b
a
Hi+1
Wi
Pi+1
Pi
Fs
Fs
ci li Wi cos i tg i
(2)
Fs
根据整体力矩平衡条件 ,外力对圆心的力矩 M i 0,法向
岩土工程稳定性边坡稳定性分析方法综述资料
工程地质类比法 是将已有边坡同新边坡进行类比,将前者的研究设计经验用于拟建边坡的研究设计中去。为此,需对要类比的两个边坡全面分析研究其工程地质条件和影响边坡稳定的各种因素,并考虑采矿技术条件,比较其相似性和差异性。只有相似程度较高的边坡才能进行类比,即类比的原则是相似性。 工程地质类比法虽然是一种经验方法,但在新边坡的设计中,特别是对中小型边坡的设计时通常采用的一种方法。这种方法可以根据边坡的岩性、构造、岩体结构、水文地质条件、坡高等相似性,从经验数据中选取合理的边坡角;根据岩性和岩体结构的相似性,从经验数据中选取稳定计算参数;根据自然条件相似的边坡破坏实例,反算推求边坡稳定性的计算参数,预测新边坡的变形破坏形式和发展变化规律以及根据相似边坡的整治经验,提出边坡整治措施。
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(4/19)
第9页/共28页
基本思路:首先,确定滑动面的位置和形状。实际的滑动面将取决于结构面的分布、组合关系及其所具有的剪切强度。实践证明,均质土坡的破坏面都接近于圆弧形,岩体中存在软弱结构面时,边坡岩体常沿某个软弱结构面或某几个软弱结构面的组合面滑动,因此,根据具体情况假定的滑动面与实际情况是很接近的。其次,确定极限抗滑力和滑动力,并计算其稳定性系数。所谓稳定性系数即指可能滑动面上可供利用的抗滑力与滑动力的比值。由于滑动面是预先假定的,因此就可能不止一个,这样就要分别试算出每个可能滑动面所对应的稳定性系数,取其中最小者作为最危险滑动面。最后以安全系数为标准评价边坡的稳定性。
评价方法
定量分析
定性分析
自然(成因)历史分析法工程类比法边坡稳定性分析数据库和专家系统图解法:赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法
极限平衡分析法数值分析方法模型模拟试验法等。
边坡稳定性分析与评价基本要求及注意事项
2013-08-03 11:35??来源:中国岩土网??阅读:58简要对边坡勘察中技术要求及盲点、注意事项进行了阐述。
一、主要执行规范《建筑边坡工程技术规范》(GB50330)。
二、边坡稳定性分析方法(一)《规范》第边坡稳定性评价应在充分查明工程地质条件的基础上,根据边坡岩土类型和结构,综合采用工程地质类比法和刚体极限平衡计算法进行。
(二)《规范》第边坡稳定性计算方法,根据边坡类型和可能的破坏形式,可按下列原则确定:1、土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算;2、对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算;3、对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法进行计算;4、对结构复杂的岩质边坡,可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析;5、当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析。
这里需要说明的是:1、碎裂结构岩质边坡在三峡库区滑动机理比较复杂,需要用多种计算方法计算分析。
首先采用工程地质类比法,看附近有无此类边坡或治理工程先例,结合建设区边坡对比已有边坡或治理工程调查分析相同点、差异点。
2、对永久边坡,应考虑岩体抗剪强度随时间减低的时间效应。
对岩体内摩擦角、岩体粘聚力按时间效应系数校正。
这点可参照重庆市地标执行。
3、要考虑水对岩土体的软化作用。
水下部分岩土体重度取浮重度。
边坡稳定性必须要按常规、饱水两种状态计算稳定性。
4、边坡稳定性调查计算中要充分考虑岩体层间软弱面或较大裂隙的破坏作用。
三、工作中注意事项1、调查前期已经形成的人工边坡类型、性状、形态;有无发生边坡滑移坍塌破坏。
调查边坡岩土自稳坡角范围值。
2.详细调查本次工作人工边坡类型、性状、形态:高度、、坡角、长度等。
3、岩质边坡(含碎裂结构)确定边坡岩体的等效内摩擦角。
边坡岩体等效内摩擦角按《规范》附录条文说明条公式计算。
4、土质边坡通常采用圆弧滑动法计算,岩质边坡通常采用极限平衡法计算。
四、边坡稳定性综合评价1、首先划分场区建筑适宜性分区为**类,属于建筑**区,场地区域整体稳不稳定。
某公路路基岩质高陡边坡开挖的稳定性分析
c ) 开挖后最大主应力
o r 1 = =
+ j ( a x 一 v ) +
( 3 )
2 . 工 程 实例
本文 以某高 速公路隧道 进 口段 高边坡为研 究对象 , 高边坡 主要 由 片麻岩组 成 , 沿线开挖有 十二个 高陡边 坡 , 对公路 的正常运 营产生极大 的影 响。本文以其 中一段高边 坡为例利用有限元对其稳定性 进行了分
进 行 了评 价 分析 。
[ 关键词 ] 高边坡
0 . 前 言
有限元
稳 定性 分析 3 2 。 , 泊 松 比 = O _ 3 , 土的饱和重度 为 : 2 3 . 0 k N / m , 变 形 模 量 标 准 值 2 3 M P a 。对基本模 型划分网格 , 总共划分 2 6 3 7 个节 点 , 2 5 9 4 个单 元。 2 . 4 应力位移变 化 由模拟结果, 可得边坡在开挖过程 中的开挖面应力变化 睛 况, 见图2 。
析。 2 . 1 边坡特征及工 程概 况
边坡 区原始 地形为一 近南北走 向的山脊 , 天然坡度 3 5 。 , 路线位 于 d ) 开挖后最小主应力 e ) 开挖后最大剪应力 山脊东 侧坡 面上 。在坡 区前 方为小 沟特大 桥 桥台 。本 段为 深挖方 路 图2应力变化 段, 挖 方边坡 设计 坡率第 一 、 二 级为 1 : 0 . 5 , 第三 至八级 为 1 : O . 7 5 , 第 九 3 . 结 果 分 析 级为 1 : 1 , 形成九级边坡 、 八 级平 台、 平 台宽度 2 . 0 m的高边坡 , 边坡 长度 边坡在 开挖后 , 在坡 顶应力增 大 , 在坡 面应力变化 较快 , 岩体边 坡 2 2 2 m, 最大高度 8 6 m, 坡面倾 向6 O 。 。 坡面出现 了张力 带, 拉应力一般在 0 . 0 4~ 0 . 3 6 M P a 之 间, 并且坡 面拉应力 2 . 2有限元模型 的建立 值较大。 本文在 数值模拟 过程 中 , 采用有 限元计算程序 N c A P ~ 2 D 计算 , 对岩体边坡 的稳定性起控 制作 用的主要是岩体下伏 软弱岩 层在 上 计算时不 考虑边坡 防护措施 的作用, 只考虑边坡 的分 步开挖时 , 开挖 面 覆硬质岩 层的压实作 用下产生蠕 变, 从而影 响了边坡 的应力分布, 并 在 内各点的位移 和应力 变化情况 , 认为计算 范围底 部固定 , 其水平 和垂直 边 坡顶部 产生较 大拉应力 。这是 导致岩体 边坡稳 定性较差 , 经常发 生 方 向均被 约束 , 两侧土体水 平方 向被约束 , 但 垂直方 向可以移动, 这样 就 崩塌 、 落石 的主要 原因 。因此, 该地 段的高陡岩体边 坡必须采取工程措 可模拟出边坡 的变形过程 。 施, 进 行有效防治。 由于本文讨论 的是人工开挖 的工程边坡 , 计算 中地应力 的影 响 , 按 4. 结 论 与 建 议 自重应力来考虑 。 根 据该段 高边坡 尚未 开挖及坡 区岩体的工 程地质特性 , 建议对该 段 高边坡采用 如下防护措施 。方案 1 : 维持原 设计坡率 不变 , 施工时逐 级注浆加 固 , 并对坡面采 用拱 型护面墙 防护 ; 方案 2 : 底部三级 1 : 0 . 5 坡 率, 采用坡 面框架锚索加 固 , 中部 三级 1 : O . 7 5 坡率, 采用坡 面框架锚杆 加 固, 顶部一 级 1 : 1 坡率, 采用 拱型护面墙防护。 参考 文献 [ 1 ] 钱 家欢 , 殷 宗泽. 土 工原理 与计算[ M] . 北京 : 中国水利水 电出版
岩质高边坡稳定性分析及支护设计
岩质高边坡稳定性分析及支护设计摘要:随着国民经济的蓬勃发展,我国的基础建设工程也不断在增多。
而在工程建设过程中,由于工程进行填筑、开挖,往往会形成一些岩质高边坡,这些高边坡的稳定性一旦出现问题,会对整个工程建设带来巨大的安全威胁。
因此,必须加强对岩质高边坡稳定性的研究分析,并采取有效的措施对其进行加固防护,保障工程的顺利开展。
关键词:岩质高边坡;稳定性分析;支护设计引言岩质高边坡在长时间暴露在自然环境下,受到自然外力如:氧化腐蚀、昼夜的影响下,使得岩质边坡的稳定度难以持久保持在一个稳定的水平,长期受到这些自然外力的影响边坡易发生变形甚至破坏。
国内外大量的实践经验证实,在利用技术手段将影响岩质高边坡稳定性的因素及潜在的危害程度进行明确后,能够作为评估和预测高边坡稳定性的重要依据,便于构建完善的地质灾害预防体系。
1岩质高边坡稳定性分析1.1关于传统有限元稳定性分析法数值分析方法主要研究岩体中应力和应变的变化规律,通过某种方法求得边坡的变形规律和应力分布,求解边坡的稳定系数。
岩土材料的本构关系模型发展较为完善;计算机的迅猛发展为数值计算提供了良好的条件;勘察、试验的手段和大型有限元软件程序发展已经相当成熟,这些有利条件为数值分析方法的发展提供了优越性。
有限元法是数值分析中常用的一种方法,它也是发展最为完善,它可以处理岩体的各向异性、不均匀性、不连续性等造成的复杂边坡工程问题;可以确定边坡的拉裂、压碎区和塑性区;可以得出不同边坡的位移场、应变场和应力场;可以明确边坡初始破坏位置和展现边坡渐进破坏过程;可以模拟不同工况、施工加固措施以及非线性力学本构模型等问题。
1.2关于刚体极限平衡方法当前边坡稳定性的刚体极限平衡分析方法中仍然有很多不足之处有待改善。
主要有:①岩质边坡破坏并非是各点同时破坏,而是局部到整体,拉剪应力逐渐释放与转移的过程,但刚体极限平衡分析方法破坏的标准是按照滑动面同时破坏而制定的,无法考虑边坡的渐进破坏过程;②刚体极限平衡方法分析时,在选取岩土体强度参数时,强度参数仅能使用一个值,要么是峰值强度,要么均采用残余强度,没有考虑峰值强度向残余强度的变化;但实际上,随着边坡的渐进破坏,其相应的强度从峰值强度逐渐转化为残余强度;③由于边坡地质条件复杂,受开挖过程以及开挖引起的岩土坡体应力变化、加固措施和时机、强降雨和地震等外界条件的影响,其坡体应力随其荷载、含水率、变形等不断变化。
简论高边坡稳定性评价方法
简论高边坡稳定性评价方法一、高边坡稳定性的评价分析第一、影响高边坡稳定性的因素。
1.土质边坡的稳定性主要与以下因素有关,例如:土坡所受的作用力,由于受到来自外界力量的震动会使原来的牢固性受到影响;静水力的作用,当大坝或者基坑中流动的地下水带来的渗透力也是影响边坡失去平衡的一个因素。
2岩质边坡主要的稳定性主要和下面的因素有关:例如:地形因素以及地层岩性以及地质构造因素。
如:石灰岩性质,不仅是含有夹层顺向坡能够出现滑移性失稳,而是甚至会发生塌陷,或者岩石破碎等现象,例如:重庆市武隆县铁矿乡鸡尾山崩滑体大概在800万立方米:如:砂岩层坡体,主要变现为:岩石的风化,侵蚀后形成覆砂岩滑落,不同的风化程度导致了“岩腔”的出现,在岩腔上面表面覆盖一层岩石,实际上里面是空心结构,很容易出现塌陷,形成危岩,例如:重庆市渝中地区的虎头危岩。
除了这些边坡岩制本身的特性以外,还会受到其他外界因素的影响,例如:气候因素以及地下水以及一些地质灾害,例如:地震、火山等要素的影响。
也会受到人为要素的破坏,例如:一些人工不合理的开挖以及堆截等等。
第二、高边坡的稳定标准一般来说,分为四个稳定等级:稳定边坡:边坡的形状以及倾斜度都适合岩土的强度,没有临近的空洞结构,坡体没有地下水,无论从全局还是从部分来看,稳定性都相对合理,稳定系数要比工程安全等级系数更高。
基本稳定边坡:这一稳定等级下,在基本达到上述稳定边坡的标准后,在一些坡体中有冲沟或者碎石陨落的现象。
欠稳定边坡:从大的方向看,处于稳定状态,然而一些部分地区比较陡峭,要比岩土稳定角更加陡峭,由于受到不利因素影响,岩质不具备很高的强度,有临空结构,部分地区有坍塌现象。
不稳定边坡:边坡的形状或者倾斜度没有达到标准的强度要求,有时在一些旧的滑坡上挖土,堆载中导致坡体复活,出现明显的临空结构,岩体有严重的损坏现象,在挖土过程中从整体上看已经失去了平衡,而且稳定系数小于1.00.第三、需要稳定评价的边坡在现实中,一些处于特殊地理位置的边坡需要稳定性测量,例如:被选定用作建筑建设的地方的自然斜坡;在开挖以及注土过程中出现的,必须要对其稳定程度加以计算的边坡;在施工过程中一些对工程建设十分不利的边坡。
岩质陡高边坡稳定性分析方法与治理方案探讨
维普资讯
边坡 是 否会发 生失 稳 , 即判 断 失 稳 的可 能 性 ; )边 4 坡失 稳 的结 果 , 即永久 变形 或永 久位 移 的计算 。
很好 的满足 现 代化工 程建 设 的需求 J 。
2 数 值 模 拟 方 法
数值模拟方法是解决工程实际力学 问题 的有效
1 极 限平衡 法
极 限平衡 法是 通过 分 析边坡 的潜在 滑动 面上 的 荷 载 和抗力 的平衡 状 态 来 定 量 评 价 边 坡稳 定 性 , 其 基 本思 路是 J假定 岩 体 破 坏是 由于 滑 体 内滑 动 面 : 上发 生 滑动 而造成 的 , 动面上 土体 服从 破 坏条件 , 滑 假 设滑 动面 已知 , 形 状 可 以是平 面 、 弧 面 、 数 其 圆 对 螺 旋 面或其 他不 规则 曲 面 , 通过 考 虑 由滑 动 面 形成 的隔离 体 的静 力 平衡 , 定 沿 这一 滑 动 面发 生 滑 动 确
法, 例如 刚体极 限平衡 法 , 数值模拟方 法 , 理论研究与试验研究 方法 以及遗传进化法 , 工程地质分 析等其他研究方法 的应用和特点 。针对 岩质高边坡 的特点 , 讨了岩质高边坡 的治理措施 , 探 介绍
了一些新的边坡治理技术 。高边坡治 理既要注重稳定性 , 还要 考虑生态环境 问题 。 关键词 岩质陡高边坡 稳定性 极 限分 析 植物护坡
时 的破 坏荷 载 。
手段 , 已被 学术 界 和工 程 界 广 泛认 可作 为一 种 力 学 状 态 的分析 工具 , 岩 石 力 学 与 工 程 中 的应 用 和 推 在
岩质边坡的稳定性分析方法综述
及其发展趋势做出评价。常用的方法主要有下面几种。
1 1 专家 系统 . ]
专家系统是一种按某一学科及相关 学科专家 的水平 进 行推 理 和解 决 问题 、 能说 明其 缘 由的计 算 机程 序 。 并 边坡稳定分析设计专家 系统就是进行边坡 工程稳定 性分 析 与设计 的智能化计算机程序 。它把某 一位或 多位 边坡 工程专家 的知识 、 工程经验 、 理论分析 、 分析 、 理模 数值 物 拟、 现场监测等行之有效 的知识 和方 法有机地组 织起来 , 建成一个边坡工程知识库 , 再利用智 能化 的推理机 ( 一个 控制整个 系统 的计算 机程序 ) 来模 拟并再 现人 ( 专家 ) 脑 的思维 ( 推理与决策) 过程 , 吸收其合理 的知识结构 , 寻求 优化的技术路径 , 同时 , 又能建 立计 算机 模 型 , 它 结合 相
1 定性分 析方法
省 时间 , 达到更加优 化的 目的和效 果。 12 范例 推理 评价法[ . ]
范例 推理 (aebsdraoig , cs ae esnn 简称 C R) 由 B 是 斯 坎 克 ( cak 在 18 S hn ) 92年 提 出 的 。18 93年 科 勒 登 ( oo nr开 始在计算 机上 实现 。在范 例推理 中 , 当 K ld e) 把 前所 面 临的新 问题 称为 目标 范例 (agt ae, tre s) 而把 记 c 忆 的 问题 称 为源 范 例 (aecs) bs ae 。范例 推理 就 是 由 目 标 范例 的提示而 获得记 忆 中的源范例 , 由源范例来 指 并 导 目标 范例求解 的一 种 策 略 。基 于 范例 推理 中知识 表 示 是 以范例为基 础 , 例 的 获取 比规 则 获取 要 容易 , 范 从 而大大 简化 了知 识 获取 。为 边坡 稳定 性 评价 这 样 知识
岩石高边坡稳定性工程地质分析.doc
岩石高边坡稳定性工程地质分析
一说到高边坡,相关建筑人士还是比较陌生的,高边坡基本概况如何?对于各类高边坡地质稳定性怎么分析?以下是为建筑人士梳理高边坡基本内容,具体内容如下:
下面通过本网站建筑知识专栏的知识整理,梳理相关高边坡的基本情况,主要的内容如下:
对于土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡,其边坡高度因素将对边坡稳定性产生重要作用和影响,其边坡稳定性分析和防护加固工程设计应进行个别或特别设计计算,这些边坡称为高边坡。
中国下面为了进一步了解公路高边坡相关的内容,为建筑企业人员推荐一本不错的书刊:
《岩石高边坡稳定性工程地质分析》基本内容:
《岩石高边坡稳定性工程地质分析》是黄润秋所著科学出版社出版的书籍。
《岩石高边坡稳定性工程地质分析》结合我国西部特殊的地域地质环境条件,针对边坡高陡、地质环境条件复杂及工程边坡开挖规模巨大等特点,全面阐述岩石高边坡稳定性分析的工程地质基础、变形破坏机理及稳定性分析和评价方法,主要内容包括总论、岩石高边坡工程地质环境条件、高边坡工程地质现场工作方法、高边坡岩体结构分析、自然和人工高边坡变形破坏机理、高边坡变形破坏的全过程模拟理论及渗流、强震条件下的高边坡稳定性评价、高边坡稳定性的过
程模拟与过程控制等,全书共12章。
《岩石高边坡稳定性工程地质分析》可供国土资源开发、地质灾害防治、水利水电、交通土建、矿山开采等领域以及高等院校、科研院所从事工程地质、岩土工程勘测设计的科研、教学、科技人员参考使用。
《岩石高边坡稳定性工程地质分析》基本信息:
作者黄润秋
ISBN 9787030367457
页数657
定价298.00元
出版社科学出版社。
广西田阳某露天矿山岩质边坡稳定性分析评价
169广西田阳某露天矿山岩质边坡稳定性分析评价刘鹏辉(广西壮族自治区地球物理勘察院,广西 柳州 545005)摘 要:边坡是露天矿山最主要的结构要素,露天矿山边坡的稳定是矿山安全生成的基本条件,露天矿山边坡稳定性研究与建筑、公路、水利、铁路等工程边坡对比,具有鲜明的特色、复杂性[1]。
本文先介绍了广西田阳某露天矿山岩质边坡工程概况和工程地质特征,然后选取4个典型边坡断面进行边坡稳定性的定性和定量分析,为后续矿山开挖设计及施工提供了建议。
关键词:露头矿山边坡;边坡工程地质特征;边坡稳定性分析;定性和定量分析中图分类号:TU457 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)16-0169-3Analysis and Evaluation of Rock Slope Stability in an Open Pit Mine in Tianyang, GuangxiLIU Peng-hui(Guangxi Zhuang Autonomous Region Geophysical Survey Institute,Liuzhou 545005,China)Abstract: Slope is the most important structural element of open pit mine, and the stability of open pit mine slope is the basic condition for the generation of mine safety. Compared with the slope of construction, highway, water conservancy, railway and other projects, the research on the stability of open pit mine slope has distinct characteristics and complexity [1]. In this paper, the engineering general situation and engineering geological characteristics of rock slope in an open pit mine in Tianyang, Guangxi are first introduced. Then 4 typical slope sections are selected for qualitative and quantitative analysis of slope stability, which provides suggestions for subsequent mine excavation design and construction.Keywords: outcrop mining slope; Geological characteristics of slope engineering; Slope stability analysis; qualitative and quantitative analysis收稿日期:2023-06作者简介:刘鹏辉,男,生于1989年,汉族,江西赣州人,工程师,硕士,研究方向:岩土工程。
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摘要:对于岩质高边坡而言,其潜在滑动面上力学参数的合理性、边坡开挖后需要的整体加固力以及计算的边坡 安全系数与实际边坡安全储备的接近程度将直接影响岩质高边坡工程的安全性与经济性。从现有的确定边坡潜在 滑动面力学参数的反演分析方法入手,指出其存在的局限性,提出边坡潜在滑动面力学参数最小取值准则;在此 基础上,根据开挖岩体的总压力充其量是诱发边坡失稳的全部不利荷载的思路,提出边坡最大主动加固力准则。 将潘家铮的上、下限原理应用于边坡的数值分析与稳定性评价,提出数值法进行稳定性分析评价的安全系数上、 下限准则,并将其在工程评价中进行验证与推论。该研究可为工程设计人员进行有效经济地选择岩质高边坡加固 方案提供宏观判据与基本原则。 关键词:边坡工程;岩质边坡;稳定分析;宏观判据;滑动面 中图分类号:P 642 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2010)09–1754–06
Abstract:For high rock slopes,the mechanical parameters on the potential sliding surface,the reinforcement forces needed after slope excavation,and the correlation between the calculated factor of safety and actual safety margin will directly influence engineering safety and economy. Based on back analysis methods for determining mechanical parameters of potential sliding plane and their shortcomings , the minimum value criterion of mechanical parameter selection is proposed;and the maximum reinforcement force criterion is then proposed on the basis of the equivalence of the largest reinforcement force needed and the weight of excavated rock body. Finally,the upper and lower limit criteria of the numerical results used for stability analysis and assessment are put forward and applied to engineering design based on PAN Jiazhengs upper and lower limit theory. It will helpfully provide designers with criteria of slope stability analysis and assessment on reinforcement scheme selection of high rock slope. Key words:slope engineering;rock slope;stability analysis;analysis and assessment criteria;sliding plane 和交通铁路工程建设中经常遇到的工程问题。李 宁
在这一领域也进行了诸多探索。
针对近年来笔者承担的锦屏、龙滩、拉西瓦、 三峡船闸和紫坪铺等水电工程大型岩体边坡稳定性 分析与评价研究工作中所遇到的问题,从设计人员 最关心的稳定性分析结果的评价入手,对决定边坡 稳定性的潜在滑动面强度参数的合理确定、边坡 加固力的宏观判断及边坡稳定性数值分析结果的 合理性与安全性等 3 个方面进行探讨,通过对以 上水电工程岩质边坡的分析研究成果以及李 宁 等 [1
结构面名称 潜在滑动面节理 J5
滑动面强度参数 c/MPa 0.11 f 0.595
边坡安全系数 自重工况 0.69 自重+地震工况 0.59
Table 2
表 2 反演后建议的滑动面强度参数 Strength parameters of sliding plane derived from back analysis
FOUR CRITERIA OF STABILITY ANALYSIS AND ASSESSMENT OF HIGH ROCK SLOPE
LI Ning1 2,QIAN Qihu3
,
(1. Institute of Geotechnical Engineering, Xian University of Technology, Xian, Shaanxi 710048, China; 2. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, Gansu 730000,China;3. Engineering Institute of Engineering Corps,PLA University of Science and Technology, Nanjing,Jiangsu 210007,China)
(b) 后缘拉裂缝(潜在滑面)
(a)
图1 Fig.1
猴子岩右岸坝肩边坡计算剖面和潜在滑动面示意图 Sketches of calculating profile and potential sliding plane of right abutment slope 表 1 原设计参数下天然状态边坡的安全系数 Table 1 Factors of safety oframeters
在
此基础上,经多年研究,从塑性理论角度严谨推导 出了土坡滑动问题的极限上、下限解,为边坡稳 定性分析宏观评价提供了新思路与新视角。此外, 崔政权等[5
~13]
原始地面线 强风化界线 弱风化界线 拉裂缝(N20° W/NE∠75° ) 节理 J5(N20° W/NE∠75° ) 开挖轮廓线 岩层分界线 岩层分界线
第 29 卷 第 9 期 2010 年 9 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.29 No.9 Sept.,2010
岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则
李 宁1 2,钱七虎3
,
(1. 西安理工大学 岩土工程研究所,陕西 西安 710048;2. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 冻土工程国家重点试验室, 甘肃 兰州 730000;3. 解放军理工大学 工程兵工程学院,江苏 南京 210007)
第 29 卷
第9期
李
宁,等. 岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则
• 1755 •
计人员而言,对边坡稳定性的判断及最终所采取的 工程整治措施合理与否,主要取决于以下 3 个方面: (1) 边坡潜在滑动面上力学参数的可靠性;(2) 计 算的安全系数与实际情况的接近程度;(3) 整体加 固力设计的合理性。 潜在滑动面上力学参数主要由地质人员确定。 尽管有多种方法确定参数,如室内和现场试验法、 经验公式法、神经网络等智能方法,但由于现有勘 探水平的局限,即使进行较为细致的地质工作,由 于岩质高边坡的地形特点及复杂的组成,能相对准 确地确定出潜在滑动面已属不易,准确地确定能够 真实反映潜在滑动面实际力学特性的参数值则更加 困难。同时,由于确定方法自身的局限,地质工程 师在取舍参数时也犹豫再三,最终的结果往往是从 安全的角度出发,选取的参数过于保守。 对边坡的稳定性进行宏观评价,当前仍是以经 验方法为主,将不论怎样复杂的分析计算成果归结 为一个安全系数,再按规范将该安全系数与规范给 出的标准作比较。这是一个令研究人员、设计人员 无奈的、粗糙的、落后的、不得已的评价方法。笔 者在 2004~2005 年完成的马来西亚巴贡水电站厂 房边坡的稳定性分析与评价中,早已不用单纯的安 全系数,而是对坡体的应力场、变形场特征及变形 趋势进行分析。如何评价复杂的、大型有限元方法 对边坡的分析结果是目前尚在探索的研究课题。潘 家铮[2]在 20 世纪 80 年代就从宏观角度提出过滑动 面的最小值原理与抗滑力最大值原理:滑坡失稳时 将沿抵抗力最小的一个滑面滑动破坏 ( 最小值原 理);滑面确定后,则滑面上的反力能够自行调整 以发挥最大的抗滑力(最大值原理)。陈祖煜等[3
,4]
2 潜在滑动面最小参数取值准则
当前,工程设计人员已经普遍接受了反分析方 法,本文将其总结为最小参数准则:对于一个长期 稳定的边坡,在其所经历的荷载工况下,其潜在滑 动面上的最低强度参数不应使它的安全系数小于 1.0。这个准则已得到较广泛的认可,有一定的合理 性与实际应用性。但是对于复杂的岩质高边坡,其 潜在滑动面上的强度参数选取过于复杂,地质人员 往往从安全的角度出发,过于保守地选取强度参数, 使边坡在经受降雨或地震时,往往认为需要大量的 加固措施。笔者认为,如果该边坡经历了降雨、地 震等工况仍处于稳定状态,那么对于设计的使用期 限通常在一百年的边坡来说,也应该根据未开挖边 坡在地震、降雨等荷载下,其安全系数不小于 1.0 为条件进行反演,确定边坡的最低强度参数。这样 确定出的参数值才能有效地剔除设计参数偏低致使 分析结果过于保守的偏差,从而反映坡体的实际情 况,给工程设计人员提供合理有效的潜在滑动面力 学参数的下限值。 图 1 为猴子岩右岸坝肩边坡计算剖面和潜在滑 动面示意图。表 1 为在原设计参数下天然边坡的安 全系数。 由表 1 可知,采用二维有限元模型进行边坡安 全系数计算,在原设计参数下,天然状态边坡不能 自稳,这说明所提供的潜在滑动面强度参数过于保 守。按天然状态边坡安全系数为 1.05,地震工况边 坡安全系数为 1.0 分别反演各滑面的最小强度参数, 结果如表 2 所示。潜在滑动面强度参数相应得到提 高,采用该参数可大大节省加固工程量。同时,该 参数的反演是建立在边坡长期宏观稳定的实践基础