节理岩体边坡模糊稳定性分析方法研究
岩质边坡稳定性分析计算
岩质边坡稳定性分析计算引言：岩质边坡是指由岩石构成的边坡体，它的稳定性分析是地质工程中的一项重要内容。
本文将围绕岩质边坡的稳定性分析进行详细讨论，包括边坡的力学特性、稳定性分析的方法和计算步骤。
一、岩质边坡力学特性：岩质边坡的力学特性主要包括边坡坡度、岩性、结构构造、地质构造、坡面覆盖物、地下水等。
这些因素对边坡的稳定性有着重要影响。
1.边坡坡度：边坡坡度是指地面或水平面与边坡倾斜线的夹角，是影响边坡稳定性的重要因素。
坡度越大，边坡的稳定性越差。
2.岩性：岩石的强度、粘聚力、内摩擦角等岩性参数对边坡稳定性有着重要影响。
一般来说，岩性较强的边坡稳定性较好。
3.结构构造：边坡中的断层、节理、褶皱等结构构造对边坡的稳定性有着重要影响。
结构面的发育程度和倾角越大，边坡的稳定性越差。
4.地质构造：地质构造包括岩层倾角、层面、节理等，对边坡的稳定性具有重要影响。
地质构造的研究可以帮助我们了解边坡的受力特点和变形规律。
5.坡面覆盖物：坡面覆盖物通常包括土壤、草地、水层等，这些覆盖物的分布情况和特性对边坡的稳定性有着显著影响。
6.地下水：地下水的存在对边坡的稳定性具有重要影响。
当地下水位上升时，边坡会受到水的浸润，导致边坡强度降低，从而增加边坡失稳的可能性。
二、岩质边坡稳定性分析方法：岩质边坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种，下面将对这两种方法进行介绍。
1.极限平衡法：极限平衡法是一种经典的岩质边坡稳定性分析方法，它基于边坡体在其稳定状态下的力学平衡原理进行计算。
这种方法通常将边坡分割为无限小的切割体，并假设切割体沿着内摩擦边界面滑动，从而得到边坡的稳定状态。
2.有限元法：有限元法是一种基于有限元理论进行边坡稳定性分析的方法。
这种方法将边坡体离散为有限数量的单元，通过求解单元之间的位移和应力，得到边坡的稳定状态。
有限元法能够模拟较为复杂的边坡几何形状和边界条件，但计算复杂度较大。
三、岩质边坡稳定性计算步骤：进行岩质边坡稳定性分析计算时，通常需要进行以下步骤：1.边坡参数确定：根据实地调查和实验数据，确定边坡的坡度、坡高、岩石强度参数、结构面参数等。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。
岩土边坡是一种自然地质体，一般被多组断层、节理、裂隙、软弱带切割，使边坡存在削弱面，在边坡角变化、地下水、地震力、水库蓄水等外因作用下，使边坡沿削弱面产生相对滑移而产生失稳。
边坡稳定性分析过程一般步骤为：实际边坡→力学模型→数学模型→计算方法→结论[4]。
其核心内容是力学模型、数学模型、计算方法的研究，即边坡稳定性分析方法的研究。
边坡稳定分析方法研究一直是边坡稳定性问题的重要研究内容，也是边坡稳定研究的基础。
1 边坡稳定性研究发展状况边坡稳定性的分析研究始于本世纪二十年代，最早是对土质边坡的稳定性进行分析和计算，直到60年代初，岩体边坡的稳定性分析研究才开始进行。
早期对边坡稳定性的研究主要从两方面进行的：一是借用刚体极限平衡理论，根据三个静力平衡条件计算边坡极限平衡状态下的总稳定性。
二是从边坡所处的地质条件及滑坡现象上对滑坡发生的环境及机制进行分析，但基本上都是单因素的。
50年代，我国许多工程地质工作者，在研究中采用前苏联的“地质历史分析”法，也是偏重于描述和定性分析。
60年代初的意大利瓦依昂水库滑坡及我国一些水电工程及露天矿山遇到的大型滑坡和岩体失稳事件，使工程地质学家们认识到边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程或累进性破坏过程，每一类边坡都有其特定的时效变形形式或时效变形过程，这些过程所包含的力学机制只有用近代岩石力学理论才能解释，从而使边坡稳定性研究进入了模式机制研究或内部作用过程研究的新阶段。
进入80年代以来，边坡稳定研究进入了蓬勃发展的新时期。
一方面随着计算理论和计算机科学的迅猛发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。
边坡稳定性分析的研究也开始采用数值模拟手段定量或半定量地再现边坡变形破坏过程和内部机制作用过程，从岩石力学和数学计算的角度认识边坡变形破坏机制，认识边坡稳定性的发展变化。
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。
岩质边坡稳定性分析计算讲解
边坡稳定性计算及案例
边坡力学参数的取值
Hale Waihona Puke 5.2边坡稳定性分析5.3边坡稳定性评价标准
17 工程滑坡防治
《建筑基础工程设计规范》 GB50007-2011
1.陡坡上岩体被一组平行坡面、垂直层面的张裂缝切割长方 形岩块，岩块的重度为25Kn/m3，试计算在暴雨水充满裂隙 时，靠近坡面的岩块最小安全系数（含抗滑动和抗倾覆）
AGHB，坡面AG的坡率为1:0.75。试比较两个方案的优劣。
5.某洞室轴线走向为南北向,其中某工程段岩体实测岩体纵波波速为3800m/ s, 主要软弱结构面产状为倾向NE68度,倾角59度,岩石单轴饱和抗压强度为 Rc=72MPa,岩块测得纵波波速为4500m/ s,垂直洞室轴线方向的最大初始应力
（注不考虑岩块两侧阻力和层面水压力）。
2.某很长的岩质边坡受一组节理控制，节理走向与边坡走向平行，地表 出露线距边坡顶边缘线20m，坡顶水平，节理与坡面交线盒坡顶的高差 为40m，与坡顶的水平距离10m，节理面内摩擦角35度，黏聚力c为
70kpa，岩体重度为23KN/m3，计算其抗滑稳定安全系数。
3.某岩体边坡如图所示，由于暴雨使其后缘垂直张裂缝瞬间 充满水，滑坡处于极限平衡状态，假定滑面长度L=50m，张 裂缝深度为10m，每延米滑体自重为G=15000KN/m，滑面 倾角为30度，滑动带岩体的内摩擦角为25度，试计算滑动带 岩体的粘聚力。
4.顺层岩质边坡内有一软弱夹层AFHB，层面CD与软弱夹层 平行，在沿CD顺层清方后，设计了两个开挖方案，方案1： 开挖坡面AEFB，坡面AE的坡率为1:0.5；方案2：开挖坡面
边坡稳定性评价方法综述
边坡稳定性评价方法综述摘要：随着岩土工程技术的进步，涌现了许多新的边坡稳定性分析方法，本文梳理了常见的边坡稳定性分析方法，分析与归纳各类评价方法的优缺点与适用条件，为合理选择边坡稳定性评价方法提供借鉴。
关键词：边坡稳定性，评价方法1引言随着人类工程活动对工程地质条件改造的日趋频繁和范围的不断扩展，在露天矿开采、水利水电、陆地交通和城市开发建设等方面都出现了大量的边坡工程。
边坡稳定性问题一直是岩土工程的一个重要研究内容，而边坡稳定性评价结果的正确与否直接关系到边坡工程的成败。
本文在分析总结近年来边坡稳定性评价方法的基础上，对边坡稳定性评价方法进行分类，旨在为合理选择边坡稳定性评价方法提供借鉴。
2边坡稳定性评价方法分类边坡稳定性评价应分析边坡的变形破坏模式，确定不同评价方法的适用范围与条件，才能对边坡工程的设计与施工恰当地选用评价方法提供指导意义。
传统的边坡稳定性评价方法分为两大类：定性评价方法与定量评价方法。
3定性评价方法工程地质定性分析法是边坡稳定性评价中起源最早，主要用于工程早期确定方案时的一种定性评价方法。
工程地质定性分析法以岩土工程勘察资料为基础，分析边坡岩土体的地质成因，筛选出影响边坡稳定性的主要因素，建立边坡工程地质模型，推测其可能的变形破坏模式，定性评价稳定性及其演变趋势。
对于地质条件相对简单的岩土质边坡，该法可直接得出可供工程设计和施工使用的结论；对于地质条件相对复杂的情形，该法在确定滑坡模式和变形机制方面具有明显优势，可为进一步定量计算边坡稳定性奠定基础。
定性评价方法中最常用的为工程地质类比法和边坡稳定性图解法。
3.1工程地质类比法工程地质类比法属于定性分析，其内容有历史分析法、因素类比法、类型比较法和边坡评比法等。
该方法主要通过岩土工程勘察，首先对工程地质条件进行分析。
如对有关地层岩性、地质构造、地形地貌等因素进行综合调查、分类，对已有的边坡破坏现象进行广泛的调查研究，了解其成因、影响因素、发展规律等；并分析研究工程地质因素的相似性和差异性；然后结合所要研究的边坡进行对比，得出稳定性分析和评价结果。
边坡稳定分析方法综述
Construction & Decoration148 建筑与装饰2022年3月下 边坡稳定分析方法综述刘琦中铁二十一局集团有限公司 甘肃 兰州 730000摘 要 边坡工程是个十分复杂的系统性工程，其稳定性对于人类的生命财产有重大意义。
如何在复杂地质条件下分析边坡的稳定性历来是学术界和工程界极为关注的课题。
因此，本文从定性分析、定量分析和非确定性三方面进行分析，层次分明地概述了边坡稳定分析方法，综合评述了各自的优缺点，对边坡稳定分析的发展做出展望。
关键词 边坡稳定；定性分析；定量分析；非确定性分析 Overview of Slope Stability Analysis MethodsLiu QiChina Railway 21st Bureau Group Co., Ltd., Lanzhou 730000, Gansu Province, ChinaAbstract Slope engineering is a very complex and systematic engineering, and its stability is of great significance to human life and property. How to analyze slope stability under complex geological conditions has always been a topic of great concern in academic and engineering fields. Therefore, this article analyzes this issue from three aspects: qualitative analysis, quantitative analysis and non-determinancy analysis, clearly outlines the slope stability analysis methods, comprehensively reviews their advantages and disadvantages, and makes a prospect for the development of slope stability analysis.Key words slope stability; qualitative analysis; quantitative analysis; non-determinancy analysis引言我国是一个多山的国家，随着国民经济的发展，工商业及民用建筑剧增，许多工程边坡的分析方法不断产生。
基于Sirovision的节理岩体调查及稳定性分析
基于Sirovision的节理岩体调查及稳定性分析张驰;徐帅;张小辉;何国强【摘要】Aiming at the low efficiency and labor-intensive of obtaining the information of rock mass structural surface by artificial close contact measurement,the Sirovision three-dimensional and non-contact measurement system of rock mass struc-tural surface is researched. The hardware composition and specific features of post-processing software of the system are intro-duced,the suitable method of obtaining rock mass structure surface information and the flow of data processing are proposed and applied to survey and analyze the jointed rock in Tiedanshan iron mine successfully. Firstly,according to the original for-mation of two-dimensional images obtained in the investigation area,the three-dimensional roadway space model data with real coordinates is got. Then,the rock mass structure surface is digitally identified,the obtained indentified data are grouped on the basis of occurrence so as to obtain the spatial orientation of different joints group. Finally,according to the positional relation-ship among different joints group,the wedge of the structure is analyzed based on the post-processing software system to deter-mine the location of dangerous structural body. The above research can provide some reference for the mine safety production and optimization of engineering parameters.%针对人工近距离接触测量获取岩体结构面信息工作效率低，劳动强度大等问题，开展了Sirovision岩体结构面三维不接触测量系统的研究。
岩体稳定性分析的块体理论方法研究_李建勇
有限性定理：JP∩EP=Φ或 BP=Φ且 BP=JP∩EP。 可动性定理：JP≠Φ且 JP∩EP=Φ。 这两个定理已由石根华给予了严格的数学证明，故也称 为 石 氏 定 理 ，是 块 体 理 论 的 核 心 。 在 此 基 础 上 运 用 全 空 间 赤 平 投 影 和 矢 量 计 算 法 可 对 边 坡 、隧 洞 等 的 可 动 块 体 进 行 快 速 有 效 的 识 别 和 判 断 ；然 后 假 定 刚 性 块 体 沿 软 弱 结 构 面 脱 离 或 剪 切 滑 移 ，在 主 动 力 合 力 的 作 用 下 ，即 可 确 定 相 应 块 体 的 滑 动 模 式 ；最 后 根 据 结 构 面 的 内 摩 擦 角 识 别 出 真 实 的 关键块体。 经典块体理论为了理论的完备性，假定结构面为无限大 的平面，然而在实际工程中岩体结构面往往复杂多样，形状各 异，大小不同，位置不定，并且实际上也很难得到结构面的全 部信息；经典块体理论关于块体的刚性滑移模型的假定也是 对现实世界的高度抽象，实际工程岩体的物理力学特性复杂， 往往表现出弹塑性特征，而且块体失稳模式多样，滑移只是最 常见的一种失稳形式之一。
ì无限块体
块体 íï îï有限块体
ì不可动块体
ï í îï可动块体
ì稳定块体 ï í îï非稳定块体
ì潜在关键块体 íî真实关键块体
图 1 块体分类体系图
3 块体理论的典型发展
3.1 随机块体理论
边坡稳定性的影响因素及分析方法
边坡稳定性的影响因素及分析方法边坡稳定问题是最常见的工程地质问题之一，随着我国现代化建设事业的迅速发展，高层建筑等大量工程项目开工建设，在这些工程的建设过程或建成后的运营期内，不可避免地形成了大量的边坡工程。
而且，随着工程规模的加大加深及场地的限制，经常需在复杂地质环境条件下，人为开挖各种各样的高陡边坡，所有这些边坡工程的稳定状态，事关工程建设的成败与安全，会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及效益。
合理有效地选用与之相适应的边坡稳定性分析与加固方法，是值得深入研究的问题。
一、边坡稳定性的影响因素地形是制约边坡稳态的第一控制要素。
边坡变形主要由地形的改造引起，而变形易发部位是地形坡度陡变部位，变形域规模则取决于边坡的高度。
在边坡工程中，区域构造环境问题可涉及四级构造单元及其后续各级构造。
当工程的部位集中分布多个崩滑体时，则是区域构造环境和地震地质环境。
区域构造环境的分析要点是自老至新构造应力场的转化，包括主应力的偏转（移）、压（剪）应力场向张（剪）应力场的转化、初始应力释放环境、蠕(流)变环境以及对渗流场和风化作用的制约作用(优势面)等。
居地地质构造是判断独立变形、运动单元的根本依据。
（一）节理裂隙序次第一序次：周边完整基岩的节理裂隙和劈理；第二序次：破碎岩体各独立块体的节理裂隙和劈理，含微构造、显微构造系列；第三序次：新近出现的变形裂隙(缝)。
（二）坡体结构坡体的整体刚度取决于节理裂隙的发育程度；坡体的变形、失稳类型取决于各类地质结构面产状同坡面产状之间的相互关系。
地层岩性的边坡变形、失稳效应最终反映在各层的刚度与抗剪强度。
如果坡体各组成层位的刚度比值大于1/3，该坡体可作为准均质体考虑；若刚度比值不大于1/3，变形第一控制层位是刚度比值最小的那一层位。
分析塑性域扩展趋势时，各层抗剪强度值都有影响，但控制层位仍然是刚度最小的那个层位。
当一处坡体具备变形、失稳条件时，导致其失稳的直接诱发因素之一是水的作用，包括地表水和地下水的作用，其中地表水及大气降雨又往往是该部位地下水的直接补给源，故对一处坡体的研究，它的研究范围应该是地表水汇水域。
边坡稳定性计算方法与支护实例研究
边坡稳定性计算方法与支护实例研究摘要:边坡工程的稳定性直接关系到人民群众的生命财产安全，因此，对边坡稳定性进行计算与分析十分必要。
本文结合某水库边坡实例，对该边坡的稳定性采用不同方法进行了计算，结果表明该边坡是不稳定边坡，并通过对比分析，选择了最优支护方案进行加固。
关键词:边坡；稳定性；计算The study on calculation method of slope stability and supporting examplesFANG Zhi-hua(Nuclear Industry Geological Survey Institute of Guangdong Province Guangdong Guangzhou 510000)Abstract: the slope stability is directly related to the safety of people's life and property, therefore, it is necessary for the calculation and analysis of slope stability. This paper take a reservoir side slope as an example and the stability of the slope is calculated by different methods, the results show that the slope is unstable, and through comparative analysis the optimal supporting scheme for reinforcement was choosedKeywords: slope; stability; calculation0 引言随着我国国民经济的快速发展，我国工程建设日益增加，边坡工程的数量也越来越多。
开挖诱发斜向节理化岩质边坡变形失稳机制分析
科学技术创新2019.36类别 密度ρ /Kg/m 3 体积模量K /M Pa 剪切模量G /MPa 粘聚力с /MPa 内摩擦角φ/(°) 抗拉强度σt /MPa 黏土 1900 31.1 10.3 0.082 15 0 软弱夹层 2300 666 222 0.008 12 0 强风化板岩 2600 1.08e4 9.48e3 0.01 20 1 中风化板岩28001.47e41.29e40.13031概述贵州省地处西南，岩体节理较为发育，严重削弱岩体物理力学性质及降低边坡稳定性，在开挖等影响下易引发滑坡等地质灾害，极大地影响周围居民的生命财产安全。
目前，大量学者对节理化岩质边坡的稳定性及开挖对边坡稳定性的影响等方面作出了深入的研究。
王金安[1]等通过离散元方法研究了节理发育程度和边坡工程尺度效应对边坡稳定性的影响。
蒋明镜[2]等通过离散元方法研究了共面节理型和非共面节理型边坡的失稳模式。
杨志全[3]等通过相似模型试验模拟了高陡层状岩质边坡开挖，并得出具体的失稳破坏特征。
然而上述研究多偏向于理论分析，实际研究对象将是斜向节理化岩质边坡或更为复杂，因此，开展对斜向节理化岩质边坡开挖破坏模式的研究具有实际的工程意义。
节理化岩质边坡失稳具有启动速度快、块石方量大、波及范围广等特征，一旦失稳将产生巨大的生命财产损失。
因此，在进行开挖等工程活动中，保证边坡稳定性已成为设计人员首要考虑的问题。
2工程地质条件贵州省黎洛香高速公路K21+890～K22+050段左侧路基边坡位于黎平县中潮镇潘老寨村二望冲组镜S202老省道下边坡面上，坡面标高介于550～650m ，相对高差100m 。
边坡地形起伏，倾向为268°，坡角平均为16°，岩层产状为310°∠27°，岩层倾向与坡向呈42°相交，属于斜向边坡。
图1为边坡开挖现场施工图。
图1边坡开挖施工图2.1地层岩性。
节理岩体陡倾高边坡抗滑稳定性研究
Ｈ ｎＳ ｏｄ Ｗａ ｇ ｕｉ ， ｕＪ ｃ ｅｇ ａ ｈｕ ｕ， ｎ ｊ Ｘ ｉ ｈ ｎ Ｙ ｅ ａ
ｆ． ｉ ｉ ｇ ｕｖｙａｄＤ ｓ ｎＩｓ ｔｔｏ ｔｒ ｅｏｒｅ ｎ ｙ ｒｐｗ ｒＵ ｕ ｑ ８０ ０ ， ｉ ｉ ｇＣ ｉａ ２ Ｄ ｐ ｒ ｎ １ Ｘｎ ａ ｒｅ ｎ ｅｉ ｔｕｅ ｆ ｊｎ Ｓ ｇ ｎ ｉ Ｗａｅ Ｒ ｓｕｃｓ ｄＨ ｄｏｏ ｅ， ｒｍ ｉ ３ ０ ０ Ｘｎ ａ ， ｈｎ； ． ｅａｔ ｔ ａ ｊｎ ｍｅ
摘 要 ：在分 析岩 体 节 理 裂 隙发 育 的陡 倾 高 边 坡 的 抗 滑 稳定 性 时 ，滑 移 模 式 的 确 定 和 计 算 方 法 的选 择 是 非 常 重 要 的 。
以 吉林 台 一 级 水 电 站 联 合 进 水 口引 渠 左 侧 边 坡 的抗 滑稳 定性 计算 为 例 ，在 对 岩 体 结 构 面 的 几 何 特 征 进 行 系 统 统 计 分 析 的 基 础 上 ，探讨 了边 坡 的失 稳 模 式 ，并 用 Ｓｒ 法 对 该 边 坡 进 行 了 稳 定 性 复 核 。 ａｍａ 关 键 词 ：岩 质 高 边 坡 ；节理 岩体 ；网络 模 拟 ；Ｓｒ 法 ａｍａ
ｏ ｅｔ ｈ ｉａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｃ ｉａ ｎｔｕｅｏ ｔｒ ｅｏｒｅ ｎ ｄｏ ｏ ｅ ｅｅｒｈ Ｂ ｉｎ ０ ０ ８ Ｃ ｉａ ｆ ｏ ｃ ｎｃｌ ｎ ｉ ｅｉ ， ｈｎ ｓｔｔ ｆ ｅ ｓｕｃｓ ｄＨｙｒｐｗ ｒ ｓａｃ， ｅ ｉｇ１０ ４ ， ｈｎ） Ｇ ｅ ｎ ｎ Ｉ ｉ Ｗａ Ｒ ａ Ｒ ｊ
中图 分 类 号 ： Ｕ ５ （ ４ ） Ｔ ４ ７ ２ ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：５ ９ ９ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ９ ０ ０５ — ３ ２ ２ １ ）２ ０ １ — ３
岩土工程地质勘察及边坡稳定性评价研究
岩土工程地质勘察及边坡稳定性评价研究摘要：岩土工程地质勘察是科学选择桩基础，使地基稳定性得以强化的重要保障，在工程施工中具有重要地位。
因此，岩土工程地质中边坡稳定性是衡量工程质量的一项重要指标，评价边坡稳定性也成为工程建设中必不可少的一个环节。
关键词：岩土工程；地质勘察；边坡稳定性引言地质勘察以自然科学和地球科学作为理论基础，要求专业技术人员充分应用水文地质、工程地质、岩土工程、计算机科学技术在内的诸多知识，在明确工程勘察的目的和任务基础上，对地下土层、地下水的分布等情况进行详细勘察、计算。
如果工程开挖过程中未能重视边坡勘察，边坡工程中的隐患会影响到岩土工程的质量。
在做好土质边坡岩土工程勘察工作的基础上，拟定边坡稳定性评价方案，综合掌握土质边坡的稳定度，为顺利推进岩土工程奠定良好基础。
一岩土工程地质勘察相关概述岩土工程地质勘察的核心内容就是探明岩土工程所在区域的地质条件，掌握地层分布情况，以及各地层的性质，同时对存在的地质问题进行分析研究，以保证地质条件评价的准确性，岩土工程地质勘察的核心内容是根据不同的勘察要求，以真实反映出不同施工区域的地质条件以及岩土的形态，再结合岩土工程具体的施工条件、建设要求等，给出标准、合规的地质勘察成果报告，为岩土工程的选址、规划设计、施工方案编制等提供有效的数据支撑和参考指导。
岩土工程地质勘察涉及到的内容比较多，影响地质勘察质量的因素比较多，为给岩土工程建设提供有效的地质条件支持，需要采取合适的勘察技术。
每种地质勘察技术都有各自的优缺点，在具体应用中需要结合岩土工程所在区域的实际情况，选择其中一种或者两种及两种以上的勘察技术，进行相互验证，以保证岩土工程地质勘察质量。
岩土工程地质勘察程序复杂，是一项系统又繁琐的勘察工作，需要结合实际情况，开展有针对性的勘察工作，才能为岩土工程施工建设提供有效的地质数据支撑，以保证整个项目能够顺利开展。
而且为保证岩土工程的质量和结构的稳定性，在开展岩土工程地质勘察工作中必须进行地震效应分析调查，以掌握施工场地的地质情况，并对深基坑进行全面科学的核算，利用核算结果来确定深基坑支护的方法和相关参数，以免出现基坑坍塌、积水等一系列问题。
边坡岩体稳定性分析的计算方法
边坡岩体稳定性分析的计算方法边坡岩体稳定性分析是地质工程学中的重要研究内容。
它是地质工程的重要基础，可以为精确评价地质环境各种地质斜坡的安全性提供重要的数据支撑。
近年来，随着科学技术的进步，越来越多的科学家和工程师研究了边坡岩体稳定性分析的计算方法，从而有效地改善了地质斜坡的稳定性。
一、边坡岩体稳定性分析的基本原理边坡岩体稳定性分析是通过对斜坡结构的物理性质、水文条件、地质因素等进行系统分析，确定斜坡冒顶、滑坡或不稳定破坏的危险性，从而预防发生灾害的方法。
基本分析步骤主要有滑动面分析、水力分析和稳定性分析3步。
1、滑动面分析滑动面分析是稳定性分析中最基本的部分，它是确定斜坡滑动面的位置和角度的重要步骤。
通过对斜坡物理特征的确定，研究斜坡的水力分布和强度特征的变化，从而确定滑动面的位置和角度；此外，为了准确确定滑动面，需要考虑斜坡节理的布置状况和地质条件的影响。
2、水力分析水力分析是指通过分析斜坡上存在的水文条件，来确定斜坡滑动面上水力变化的模式和范围。
首先，需要确定斜坡上各种水力作用的大小，如水压力和地表渗透力，这是确定斜坡滑动面的重要参数；其次，还需要对斜坡上水力作用分布的变化规律进行分析，并建立相应的水力分析模型，以计算水力作用的大小和方向；最后，要根据滑动面的位置和分布规律，确定在水力作用的情况下的滑动面的变化趋势。
3、稳定性分析稳定性分析是指根据分析出的斜坡滑动面位置，以及其上水力作用的情况，来确定斜坡稳定状态。
首先，根据滑动面的信息，确定斜坡的稳定状态；其次，根据水力作用的变化规律，计算滑动面上的水力变化情况，从而确定斜坡的变形状态；最后，根据稳定性分析的结果，结合当地地质条件，确定斜坡的安全状态。
二、常用的边坡岩体稳定性分析计算方法边坡岩体稳定性分析计算方法有多种，主要有静力法、动力法、水力法等。
1、静力法静力法是地质斜坡稳定性分析中，最为常用的方法之一，是通过对斜坡上地层、节理、岩体、水力等特征参数进行系统分析，确定斜坡的最不稳定位置，从而预测斜坡的压坡、滑坡及其他不稳定破坏的可能性的方法。
边坡稳定性分析方法现状分析
边坡稳 定性分析 方法现状分析
赵建 国
中铁 西北科学研究院有 限公 司
摘要： 从定性分析法与定量分析 法视角入手， 简要介绍 了国内边坡稳定性分析所使用的主要方法、 基本原理以及适用 范围， 以期
为 有 关方 面在 工程 中边 坡 稳定 性 评估 提供 一 些参 考借 鉴 。 关 键词 ： 边坡 稳 定性 ； 方法； 定 性分 析法 ； 定量 分 析法
பைடு நூலகம்
能够满足力矩与力的平衡条件 ， 如此就避免了对称问题的探讨 ， 不需提前知 定性方法的拓展与研究一直备受业内人士关注。 评估边坡稳定性的理论与方 晓滑块方向， 根据滑面的几何特征得知各块的稳定性系数与潜在滑动方 向。 （ ５ ） 摩根斯坦—普赖斯法。 此法设定滑坡体由无数小宽条块组成 ， 在对力 法多种多样 ， 每种方法都有其独特之处与不足之处 ， 因此 ， 在选择评估方法时 确定 边 坡稳 定性 的安 全 系数 。该 法 可 用于 分 应当因地制宜 ， 结合 当地边坡的实际情况选择合理有效的方法。本文将梳理 与 力矩 平 衡微 分方 程 的计 算下 ， 现有 的边坡稳定分析理论与方法 ， 为有关人士的运用提供参考借鉴。 析任意几何特征的滑面 ， 但 由于收敛慢 ， 因而需要进行多次演算。
（ ３ ） 快 速 拉格 朗 日分 析法 。 该 方法 以 流体力 学 为基 础 ， 是 一种 用 于分 析 某 流体质点在任意时段 内的运动轨迹 、 速度 、 加速度等特征 的方法 。 由于它综
合考虑 了岩土体 的大变形与不 连续 ， 求解方便易得 ， 对非线性大变形 问题的 解决较为适宜。但缺点在于计算边界与网格划分缺乏客观标准。 （ ４ ） 不连续变性分析法。该方法同样采用 了类似离散元的块体来模拟切 割开来块体的一种离散数值分析法。该方法还需配套使用变分原理 、 最小势 能原理等。 由于该方法考虑了惯性 ， 立足于力学角度分析了时间因素 ， 因而可 用于计算静力与动力 、 破坏前的小位移和滑坡后 的大位移。但它仍然受连续 性模拟 的困扰 ， 并且计算步骤较为复杂 ， 需要内存较多。 （ ５ ） 数值流形元法。 该方法结合了现代数学分析理论 ， 以拓扑流形和微分 流形 为 基 础 ， 将一 系 列 连续 与非 连续 的 计算 相统 一 ， 可被 用 于计 算 大 变形 、 形 体接触等的边坡稳定性 。 ２ ． ３可 靠度 评价 法 该方法被普遍运用于岩土工程中。 它的计算原理是将边坡稳定性的影响 因素作为随机变量 ， 计算 出其分布概率与特征参数 ， 在利用可靠性分析法求 出边坡 岩 体 的可靠 度 ， 从 而 定量 反 映 出边坡 的稳 定性 。
岩质边坡类型、结构面特征及稳定性分析
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。
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第26卷 第6期岩石力学与工程学报 V ol.26 No.62007年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2007收稿日期：2006–08–11；修回日期：2006–12–25基金项目：国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金项目(50539110)作者简介：徐卫亚(1962–)，男，博士，1982年毕业于华东水利学院，现任教授、博士生导师，主要从事岩石力学与工程方面的教学与研究工作。
E-mail ：wyxu@节理岩体边坡模糊稳定性分析方法研究徐卫亚1，谈小龙1，蒋中明2(1. 河海大学 岩土工程研究所，江苏 南京 210098；2. 长沙理工大学 岩土工程研究所，湖南 长沙 410076)摘要：节理岩体边坡失稳破坏同时受控于节理与岩体抗剪强度。
在对具有两组平行节理的岩体边坡失稳破坏机制研究基础上，探讨节理岩体边坡几何物理参数为模糊数情况下边坡稳定性评价的分析方法，给出节理岩体边坡模糊安全系数的计算公式，编制基于潜在滑动面自动搜索边坡模糊稳定性研究程序。
算例研究成果表明，采用模糊分析方法可以对节理岩体边坡稳定性有更全面客观的了解，能为潜在不稳定边坡的稳定性评价和锚杆设计等提供重要的参考依据，避免发生由于计算参数不确定性引起的加固节理岩体边坡破坏情况。
关键词：边坡工程；节理岩体边坡；失稳机制；模糊分析方法；模糊安全系数中图分类号：P 642.22 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)06–1232–05RESEARCH ON FUZZY ANALYTIC APPROACH FOR STABILITYANALYSIS OF JOINTED ROCK SLOPEXU Weiya 1，TAN Xiaolong 1，JIANG Zhongming 2(1. Institute of Geotechnical Engineering ，Hohai University ，Nanjing ，Jiangsu 210098，China ；2. Institute of Geotechnical Engineering ，Changsha University of Science and Technology ，Changsha ，Hunan 410076，China )Abstract ：The stability of jointed rock slope is controlled by the shear strength of joints and rock block simultaneously. Based on the research of failure mode of jointed rock slope with two sets of joints ，the fuzzy characteristics of mechanical parameters in jointed rock slope are taken into account during stability analysis by fuzzy method. Formulae are proposed for the calculation of fuzzy safety factors of jointed rock slope. A program that can automatically search the potential sliding surface of jointed rock slope is also presented. The case study results indicate that the fuzzy analytic approach for stability analysis of jointed rock slope can offer more objective knowledge for slope stability and reference to bolt design when the jointed rock slope is unstable ；therefore the failure situation because of the uncertainty of parameters can be avoided effectively.Key words ：slope engineering ；jointed rock slope ；failure mechanism ；fuzzy analytic approach ；fuzzy safety factor1 引 言节理岩体边坡的稳定性很大程度上取决于岩体中事先存在的节理强度及分布形式。
节理构成了岩体软弱结构面，从而对边坡工程稳定性产生重大影响。
实践中工程中，分析节理边坡的模型有平面滑动破坏模型、楔形体破坏模型和倾倒破坏模型等[1～4]。
这些模型总体上可以描述节理岩体边坡的失稳破坏特性，并为边坡工程设计提供重要的参考依据。
工第26卷 第6期 徐卫亚，等. 节理岩体边坡模糊稳定性分析方法研究 • 1233 •程实践表明，由于试验手段及分析方法等的限制，要想获得精确可靠的节理强度及几何分布是十分困难的。
众多学者[5～11]的研究结果结果表明，各种力学参数的模糊性、随机性对工程稳定性的评价有着至关重要的影响，并且受到越来越多的重视。
徐卫亚等[5～8]较系统地研究了边坡岩体参数模糊性特点及其对边坡稳定性影响，同时，也初步研究了基于参数模糊化的边坡稳定性分析方法。
房定旺等[12]研究了层面和节理变化对安全系数的影响，说明了节理力学参数的不确定性对边坡稳定性评价的重大影响。
尽管如此，关于节理岩体边坡计算参数模糊不确定性对边坡稳定性评价的影响研究还处在初步阶段。
为此，本研究针对节理岩体边坡中节理和岩块力学参数的模糊性进行研究，并提出考虑力学参数模糊性影响的节理岩体边坡稳定性分析方法，为节理岩体边坡工程设计提供更全面的参考依据，尽可能避免由于计算参数模糊性给工程实践带来的影响。
2 具有两组节理的岩体边坡破坏模型对于含有两组平行软弱面的边坡，如能满足图1所示的几何关系，即一组水平，另外一组平行开挖边坡坡面，则根据屈服设计原理[13]，边坡结构稳定取决于以下3个方面：(1) 结构几何构成：边坡高H ，边坡坡度角β和节理方向。
(2) 荷载参数。
这里只考虑岩体自重，忽略节理水压力的影响。
(3) 材料构成的强度属性：节理强度(j c ，j ϕ)和岩体强度(r c ，r ϕ)。
对岩体和节理均选用Mohr- Coulomb 强度准则，则有τ≤M M c +ϕσtan (1)式中：τ和σ分别为破坏面上的剪应力和正应力(压正拉负)，下标M 取j 或r 。
图1 节理岩体边坡描述Fig.1 Description of jointed rock slope节理岩体边坡的失稳破坏往往是由于岩体中的软弱结构强度不足引起的，因此假定节理岩体滑移破裂面见图2。
在这种模式下，破裂体只发生刚体平移，没有转动现象发生[14]，根据L. Siad 和M.Megueddem [14]的研究结果，节理岩体边坡失稳破坏时的破裂角满足如下关系：j r φφ+≤θ≤β(2)图2 节理岩体边坡滑动破坏机制图 Fig.2 Failure mechanism of jointed rock slope3 节理岩体边坡的稳定性模糊评价方法L. Siad 和M. Megueddem [14]对具有两组优势节理的岩体边坡(见图2)进行了研究，并给出了安全系数的计算方法。
由于边坡岩体节理几何量(节理间距、方向等)及物理量(节理强度j c ，j ϕ和岩体强度r c ，r ϕ)都具有极强的模糊特性，结合模糊数的定义及运算法则[5，6]，将影响边坡稳定性的几何物理量视为模糊数，于是L. Siad 和M. Megueddem [14]的节理岩体边坡稳定性分析计算公式便描述为+k ~≤ADEBCDE DE CD AD W W P P P m F ~~~~~)~~~~~~(j r +++=ϕϕβλθ，，，；， (3)式中：函数，，，；，r ~~~~~(ϕβλθm F )~j ϕ为确定性的清晰函数；AD P ~，CD P ~和DE P ~均为节理和岩石提供的阻滑力模糊值；BCDE W ~和ADE W ~为重力引起的下滑力模糊值；r j ~/~~c c =λ；H h m ~/~~=；且)~~~sin()~2~sin(~sin ~cos )~1(~r j j rϕϕθϕβθϕ−−−−=m P AD (4)βϕλ~sin ~cos ~~~j m P CD = (5) ⋅−=λ~)~1(~m P DE)~~~sin()~~~~sin()~cot ~(cot ~sin ~cos rjj r j r ϕϕθϕϕθββθϕϕ−−−+−− (6)·1234· 岩石力学与工程学报 2007年)~~sin()~cot ~(cot ~)~1(~j ϕββθ−−−=m m W BCDE (7) )~~~sin()~2~sin()~~sin()~cot ~(cot )~1(21~r j j r 2ϕϕθϕβϕθβθ−−−−−−=m W ADE (8)对特定的模糊数λ~，β~，j~ϕ和r ϕ，函数)~~~~~~(j r ϕϕβλθ，，，；，m F 关于变量θ~和m~的最小值给出节理边坡安全系数的最小上限值，记为*~k 。
由此可知，*~k 就是节理边坡稳定系数的解答： )~~~~~~(min )~~~~(j r )(rj ~*ϕϕβλθϕβϕλθ，，，；，，，，，m F k m = (9)且满足几何约束条件：j r ~~ϕϕ+≤θ~≤)~~~~{min j r ϕϕββ−+， 0≤m ~≤14 模糊安全系数的求解为求得岩体边坡安全系数*~k ，可以利用数值方法求解其最小值。
由于模糊安全系数的计算公式中各个变量均为模糊数，因此*~k 的求解计算必须遵循模糊数运算法则[15]。
对各个参数隶属函数引入α水平截集，得到各个模糊数的模糊区间，再根据扩展原理计算出模糊安全系数的隶属度函数[15]。
当对模糊变量取相同的水平截集α时，各模糊 数可表示为区间数：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫======][][][][][][R L RL RL R L R L R L ααααααααααααααααααλλλθθθβββϕϕφ，，，，，，m m m c c c M M M M M M (11) 式中：L 和R 分别为α水平截集下模糊数的左端点值和右端点值。