边坡稳定分析及其设计中的有关问题探讨_张瑞鹤
高倾顺向岩质边坡稳定性分析及防治探讨
K
W cos U tan cF
W sin
综合评价： （1）天然工况下，边坡稳定性系数 K＝1.3362＞1.3， 边坡处于稳定状态，但安全储备不高，现场调查表明，边坡 中上部曾多处出现岩体滑移及局部崩塌掉块现象。 （2）天然+暴雨工况下，该边坡稳定性有所降低，稳定 性系数 K＝1此应采取一定的工程防治（支挡、锚固等）措施，以 增强边坡的稳定性。 3 防治工程设计 3.1 防治方案 该不稳定斜坡为高倾顺向斜坡，坡面坡度 45-57°，层 间夹有薄层状泥岩，厚度 3-5cm，泥岩亲水性强，易风化、 遇水易软化，泥化，故边坡主要破坏模式为沿层间泥化夹层 产生滑动。为保证矿山公路的通行安全，防治工程必须达到 两个目的：一是稳固边坡及防护坡面，提高边坡稳定性，同 时防止边坡表层松散块体掉落及局部滑移；二是公路内侧支 挡防护， 保证边坡的稳定性及保障矿山施工安全。 根据上述， 结合工程区的地形特征，拟采取以下治理方案： （1）清理坡面活动危岩块体。 （2）在高程 820～875m 之间布置 4.5×4.5m 砂浆锚杆 （长度 4m） ，坡面采用主动柔性防护网系统。 （3）在边坡前缘陡壁坡脚处设置浆砌石挡土墙，以提 高边坡的整体稳定性。 （下转第 232 页）
施工技术
高倾顺向岩质边坡稳定性分析及防治探讨
——以华新水泥秭归矿山公路边坡为例
徐 勇 中国地质调查局武汉地质调查中心，湖北 武汉 430205
摘要：本文根据华新水泥秭归矿山公路边坡的实际情况，分析了矿山公路内侧高倾顺向岩质边坡基本特征，并对其稳定性进 行了探讨，总结出了矿山公路高倾顺向边坡防治工程设计。 关键词：高倾顺向边坡基本特征；稳定性分析；防治工程设计 中图分类号： TV223 文献标识码： A 文章编号：1671-5810（2015）45-0230-02 引言 华新水泥（秭归）有限公司下属矿山位于厂部南侧和尚 堡，主要为生产车间提供石灰岩矿石。矿山开采工作面位于 童庄河右岸斜坡顶部，地势陡峻，矿山公路呈“之”字形蜿 蜒迂回而上，通行条件较差。矿山公路所经之处为一高倾角 的顺向岩质斜坡，受构造裂隙及人工切坡影响，矿山公路内 侧边坡稳定性较差，尤以 830m 高程带的不稳定边坡最为显 著，严重威胁矿山作业人员和工程设备的安全。 1 不稳定边坡基本特征 1.1 形态特征 该不稳定边坡位于矿山公路内侧，分布于 820m-875m 高 程之间，相对高差约 30-50m，坡度约 57－65°，纵向长度 （斜长）约 77m，斜坡沿公路走向方向的横向宽度约 77.5m， 2 斜面面积约 5967.5m 。工程区斜坡结构类型属高倾顺向岩质 斜坡，坡面即为层面，倾角 57－65°。剖面呈直线形，不稳 定岩块体主要沿层面产生滑动变形，单层岩体厚 80-120cm， 3 不稳定斜坡规模约 6000m 。 1.2 斜坡变形特征 工程区斜坡属高倾顺向岩质斜坡，受上述两组构造裂隙 及层间软弱夹层影响，岩体完整性较差，多被切割成块状， 后期人工切坡，使公路内侧形成坡度大于坡面倾角的临空 面，更不利于坡体稳定，在重力卸荷、风化剥蚀及降雨等外 部因素综合影响下，形成规模不等的危岩体，对矿山公路通 行安全构成较大威胁。 1.3 主要的工程地质问题 1.3.1 块体塌落 这些部位位于斜坡的中上部，岩体节理裂隙发育，岩体 被切割成不同形态大小的块体，在重力、雨水冲刷等作用下 3 容易塌落，块体体积大小不等，一般约 0.5～15m 不等，对 矿山公路通行安全存在较大危害。 1.3.2 崩滑 这些部位位于斜坡中下部，岩体沿层面下滑，崩塌物质 堆积往往在坡下形成崩滑堆积体。根据野外调查与类比可 知，其破坏模式主要取决于边坡岩体结构面组合及其与边坡 面的关系，以浅表层岩土体滑移或节理切割的块体崩滑和风 化崩落为主。 2 边坡稳定性分析 2.1 边坡安全等级 简易矿山公路属一般建设项目，工程区内地形复杂，地 貌呈陡倾台阶状，地质构造较复杂，岩性单一，岩土体工程 地质性质，水文地质条件简单，故地质环境条件总体属中等 类型，根据《建筑边坡工程技术规范》 ，该边坡属高倾岩质 顺向坡，综合评定边坡的安全等级为二级。 2.2 计算方法 该不稳定边坡为顺向岩质斜坡，层面夹有 10－50mm 厚 泥质软弱夹层，其潜在滑移面即为层面，因此计算方法采用 平面滑动法。平面滑动法的安全系数通用计算公式为： 2.3 计算工况 由于工程区内基本地震烈度为 6 度，故不考虑地震的影 响。计算时分析高倾顺向边坡及影响范围内可能遇到的各类 情况，特别是最危险的情况，综合确定以下两种计算工况： 工况一：天然状况（坡体自重） 工况二：天然状况+暴雨（坡体自重+暴雨） 2.4 岩土体物理力学参数选取 根据试验数据、结合邻近地区的经验类比数据和参数反 演分析结果，综合确定工作区内岩土体物理力学参数如表 2-1。 表 2-1 稳定性计算参数表
边坡稳定分析极限平衡方法的讨论(续)
边坡稳定分析极限平衡方法的讨论（续）邵龙潭大连理工大学工程力学系，辽宁大连（116024）摘 要：对《边坡稳定分析极限平衡方法的讨论》一文做进一步的讨论说明。
关键词：边坡稳定分析；安全系数；极限平衡法，强度折减在《边坡稳定分析极限平衡方法的讨论》一文中，作者曾讨论极限平衡边坡稳定分析中安全系数的定义，指出“可以用沿任意形状滑面阻滑力和滑动力的代数和之比定义安全系数，它具有明确的物理意义”。
即边坡稳定安全系数定义为：d K d =∫∫fl ll l ττ (1) K 的物理意义是“使土体沿滑面l （可以是非圆弧）整体达到极限平衡时强度折减系数（函数）的平均值。
式(1)是在整体平均（中值定理）意义上土体沿滑面l 达到极限平衡的充分必要条件。
”就平面应变问题而言，设l 为通过土体区域的任意形状连续曲面（线），土体沿l 整体达到极限平衡是指：在曲面每一点的微元长度上沿曲面切线方向土体的滑动力与阻滑力平衡；在整个曲面上滑动力的合力与阻滑力的合力平衡；对曲面外任意一点，滑动力矩与阻滑力矩平衡。
实际上，若曲面每一点微元长度上土体的滑动力与阻滑力平衡，那么整个曲面上土体滑动力（矩）和阻滑力（矩）的合力（矩）也平衡，如图1所示。
图1 曲面上一点力和力矩的平衡即若： 0fi i T T −=u r u r (2) 则 110n n i fi i i T T ==−=∑∑u r u r (3)和对任意一点110i fi nn T T i i M M ==−=∑∑u r u r uu r uu r (4) 上两式中fi fi i T l =⋅∆r r τ，i i i T l τ=⋅∆r r 分别是曲面上一点土体微元长度上的滑动力和阻滑力，i τ和fi τ是土体剪应力和抗剪强度，n 代表整个曲面上土体微元的数量。
下面将证明，曲面上每一点土体微元长度上的滑动力和阻滑力平衡的充分必要条件是：f l l dl dl ττ=∫∫ (5)即沿曲面l 土体剪切力和抗剪力的代数和相等。
边坡稳定性的研究
边坡稳定性的研究边坡是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。
按照其成因可以分为人工边坡和自然边坡，前者主要是人工开凿的一些堤坝边坡。
按照物质组成，边坡分为岩体边坡、土体边坡，以及岩、土体复合边坡3种。
按照稳定程度，分为稳定边坡、不稳定边坡，以及极限平衡状态边坡。
而一提到稳定性就离不开力学的分析，在一定的范围内边坡是稳定的，超出范围坡体的移动，就会造成应力和剪力的重新分布，有可能就会造成应力集中的现象，一旦出现这种情况，就有可能使边坡滑动甚至崩裂。
所以对边坡稳定性的研究，我们先开始从对力分析方面开始。
对边坡岩石应力分析必须在边坡岩体处在自重应力场的理想状态下和边坡岩体是均质的情况下。
边坡形成后，岩体中的应力状态就会有很大的改变。
如右图所显示的那样，斜坡的主应力明显发生了倾斜，在越靠近破面的位置其中的原为竖直方向的应力就越发的与斜坡面平行，原来水平方向的应力就会趋近于垂直斜坡面。
从图中我们还可以看出在两种应力差值最大的区域会产生一个最大的剪应力区，最大剪应力区由原来的直线变成了近似于圆弧的曲线，其中凹面朝着临空面。
而且也可以明显看出在坡脚的位置会出现应力集中的现象，同样在河谷谷底也会出现应力集中，这都是斜坡具有的现象。
边坡岩体在破坏之前，总要经历一定的变形作用。
岩质边坡的变形以坡体未出现贯通性的破坏面为特点，但在坡体的局部区域，特别在坡面附近也可能出现一定程度的破裂与错动，然而整体而言，并未产生滑动破坏。
在变形和破坏之间存在着从量变到质变的一个过程，对坡体的变形研究具有重大的意义。
通过研究岩体变形的整个过程，并且演化出来坡体变形的整个过程，用过岩体的力学分析来预测坡面什么时候破坏，这对人身安全和财产安全具有重大的意义。
边坡岩体的变形分为松弛张裂和蠕动变形这两种。
在边坡形成的初始阶段，往往在坡体中出现一系列与坡面近于平行的陡倾张开裂隙，使边坡岩体向临空方向张开。
这种过程和现象称为松弛张裂(也称松动)。
浅谈高边坡稳定性影响因素与设计原则
浅谈高边坡稳定性影响因素与设计原则1、高边坡的稳定性取决于以下主要因素1）边坡的形态：边坡越高，影响坡体稳定的控制因素越多；自然坡度越陡，反映坡体的力学性质相对越好。
2）坡体结构：自然界中的坡体形成是多种多样的，造成了坡体结构的多样性。
不同的坡体结构是控制高边坡稳定性的主要内在因素。
如土质或类土质边坡，不同成因、不同时期的堆积体，往往是堆积体内部出现滑移的结构面；二元结构边坡中土岩界是控制坡体稳定性的一个主要因素；岩质边坡中的顺层、切层、破碎岩层、块状岩层等均由于坡体结构表现出不同的稳定性。
3）基岩性质：基岩的成因、强度、风化程度，其稳定性明显不同，岩体的风化状态，产状等是影响岩体稳定性的因素。
4）开挖坡率：不同性质的岩土体适应不同的挖方坡率，过缓则对坡体扰动较大，过陡则可能造成坡体滑塌。
5）加固防护工程：边坡开挖后往往稳定性损伤，故必要宜采用相应的工程措施进行坡体加固和坡面防护。
6）水的作用：坡体地表水和地下水是影响坡体稳定性的主要因素。
7）其它：开挖速度、方式、季节、施工质量等。
2、高边坡加固原则1）定性分析与定量计算相结合：高边坡设计是典型的概念设计，因此，依据地质资料建立合理的地质模型，抽象形成概念模型，确定合理的坡体结构、坡体参数、边界条件等，继而确定相应的计算模型和数值模拟模型，方能形成高边坡设计的合理性和有效性。
2）治坡先治水：截排坡体的地下水和地表水，提高坡体自身稳定性。
3）固脚、强腰、锁头：加强高边坡应力集中的坡脚加固，防止剪应力过高造成坡体基底失稳；加强高边坡中部加固，防止高边坡从中部附近剪出形成越顶；加强高边坡坡顶的适当防护加固，防止边坡上部开挖后影响后部自然坡体的稳定性。
4）分级加固：高边坡由级边坡组成，高度较大，工程措施应确保每一级边坡是稳定的。
5）兼顾整体与局部：高边坡的稳定包含坡体的整体稳定与局部稳定。
所谓整体稳定，即应确保高边坡作为一个完整体系的整体正常；所谓局部稳定，即应确保构成整体体系的各个边坡子体系的单独稳定。
边坡稳定性分析及治理措施研究
边坡稳定性分析及治理措施研究摘要：边坡工程的安全稳定性分析是国内外岩土工程领域的一个研究热点。
由于边坡失稳发生的地质条件相当复杂,作用因素多且具有不确定性,使得现阶段岩土工程界技术人员还不能完全掌握边坡失稳的发生机理,也不能从定量上完全把握坡体变形的演化过程。
目前边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务,因此对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。
关键词：边坡稳定性定性分析治理措施引言由于城市发展需要，对某公路的路边边坡进行了开挖，形成了约30m高的路堑边坡。
设计开挖坡率为1:1.0，台式放坡，每台阶高约10m，该边坡于2010年7月开挖施工后，自然边坡的稳定性被破坏，边坡中部的部分土体失衡形成滑坡，并在施工过程中滑坡规模逐渐扩大，对沿线的车辆存在一定的安全隐患。
1.边坡工程概况1.1地质条件根据地质调绘和钻孔揭露，主要存在4个岩土工程单元层，岩土层的分布、结构及工程性状分述如下：①素填土：灰黑色，松散，梢湿；由粉质粘土、碎石组成。
厚度一般1.20～2.70m，最厚5.50～10.60m，为坡顶建筑弃渣填土，填土年限＞10年。
②-1次生红粘土：灰黄色，硬塑～坚硬为主，局部可塑。
成分以粉粘粒为主，含少量砾石。
该土层孔隙度大，该土体为液限≥45%的高塑性、高孔隙比的特殊性岩土，具有干燥时易干裂，遇水易软化的特征。
厚度2.60～31.96m。
②-2含碎石粉质粘土：灰黄色，硬塑～坚硬；成分以粘粉粒为主（次生红粘土），碎石占30～40%，粒径20～60mm，成分为强～弱风化泥岩、泥质粉砂岩。
该土层孔隙度较大，有利于地表水下渗，同时遇水易软化。
场地绝大部分孔有分布，厚度2.30～29.50m。
③红粘土：棕红～褐黄色，可～硬塑。
成分为粉粘粒，为灰岩或碳酸岩系风化残积土；该土体为液限≥50%的高塑性特殊性岩土，具有干燥收缩干裂、饱和膨胀的特性。
厚度7.90～16.08m。
④微风化石灰岩、硅质灰岩：灰色，致密结构，块状构造。
某高速公路路基下边坡滑塌工程稳定性分析及处治设计
１ ． 路肩 挡 土 墙 现 状 稳 定 性 评 价 根 据 现 场 调 查 ， 目前 挡 土 墙 墙 顶 及 路 基 面 结构 未 发 现 有 裂 缝 及 变 形迹 象 ， 墙 身 表 面 完 好 ，未 发 现 有 剥 落 及 裂 缝 。上述 现 象表 明 ，挡 土 墙 现 状 条 件 下 ， 是 处 于 稳 定 状 态 的 。挡 土 墙 的 部 分 仰 斜 排 水 孔 已被 泥 沙 堵 塞 ，如 再 遇 强 降 雨 ， 雨 水 入 渗 至 墙 后 填 土 而 无 法 及 时排 出 ，墙 后 静 水 压 力 增 大 ， 将 会 降 低 挡 土 墙的稳定性。 ２ ． 滑 塌 区稳 定 性 评 价
①在 原挡墙墙脚平 台处增设平 台排 水沟 。②滑
塌 区 坡 面 应 结 合 现 有 坡 面 情 况 ，在 少 开 挖 、 回 填 的
情况下，增设 １ ～２道 平台排 水沟 ，加 强排 水。③在
滑 塌 区 北 侧 增 设 加 大 型 急 流 槽 ，将 涵 洞 出 口汇 水 、
似垂直 。滑 塌后缘张裂缝 宽约 ４ ０ ￣５ ０ ａ ｍ ，延伸约
Ｋ １ ４ ＋ ２ ２ ０段 ，东侧下边坡为 半填半挖型，设路肩式
挡土 墙 。２ ０ ｌ ６年 ７月 ｌ ９ 日 ，泽 州 突 降 大 雨 ，雨 水 如注 ，受 强 降 雨 影 响 ，收 费 站 东 侧 下 边 坡 发 生 滑 塌 ，
收费站东侧下边坡表层主要 由路 基填土和石炭 系本 溪组全强风化泥岩组成 ，较松散 ，受强降雨影 响，大量雨水和东侧涵洞排水汇集于此 ，超 过排水 沟及 急流槽极限， 同时挡土墙 的排水孔及直 接将水 排放 于 墙底 ， 造 成 大 量 雨 水 下 渗 ，使 岩 土 体 软 化 呈 饱和 状态，抗剪强度降低 。加上坡面暴 雨的冲刷 作 用，特 别是收费站顶棚的雨水汇集成瀑布状 ，直接 流 向于 滑 坡 后 缘 ，从 而 引发 坡 体 滑 塌 。
建筑岩质边坡稳定与控制浅析
建筑岩质边坡稳定与控制浅析在本论文中，笔者首先介绍了建筑岩质边坡的相关内容，而后分析了加强建筑岩质边坡稳定性控制的原理，最后对加强建筑岩质边坡稳定性控制的策略进行了深入探讨。
标签：建筑岩质边坡稳定控制策略作为建筑工程的重要组成部分，岩质边坡的稳定与否将会对整个建筑工程的质量产生十分重要的影响。
随着社会经济的迅速发展，人们生活水平的不断提高，对建筑物的需求量也在不断增多。
同时，建筑岩质边坡在城市工程建设中得到了更为广泛的应用。
但就目前情况来看，部分建筑工程的岩质边坡并不稳定，影响了建筑工程的可行性、经济性及使用性能等。
究其原因，一方面是因为相关工作人员对建筑岩质边坡的破坏机制认识不到位，另一方面是岩质边坡的设计工作不完善。
在未来的工作过程中，我们必须慎重对待岩质边坡的建筑过程，并采取各种控制措施，提高边坡的稳定性。
1建筑岩质边坡概述所谓岩质边坡，就是指在山區城市建筑物建设过程中建筑物周边的环境边坡。
一般来说，建筑岩质边坡的工程规模较小，坡高也偏低。
因此，在这些工程建设中，滑坡等地质灾害的发生频率也相对较小。
但同时，大部分建筑岩质边坡都处于经济比较繁荣的市区，很容易会受到各种人类建设活动的影响。
由此可见，建筑岩质边坡的稳定性与否将会对城市建设以及人民财产安全息息相关。
因此，提高和控制建筑岩质边坡的稳定性是当前城市建设过程中面临的重要任务之一。
为了充分了解建筑岩质边坡的特点，笔者将从以下几个方面进行分析：首先，从建筑岩质边坡的工程环境方面来说，南方的山区城市气候都较为湿润、雨量丰富，同时由于水流冲刷或者风化侵蚀的强烈作用，这些地区的地形沟壑纵横，高低不平，地质条件较为复杂。
同时，由于人工开挖大多在坡脚或者坡腰进行，这些地区的稳定性本身就不好，对边坡的稳定性也产生了一定的不良影响。
其次，从岩质边坡的开挖方面方面来看，该过程会受到地形条件的限制，同时会对临近的房屋建设及市政基础设施等产生一定的影响。
因此，开挖方式的合理与否会对建筑岩质边坡的稳定与加固产生十分重要的影响，必须选择合理的开挖方式。
边坡稳定分析及其设计中的有关问题探讨
城啼 析与 道 枋珙
２６ 月 期 ０ 年１ 第１ ０
边坡稳定分析 及其 设计中的有关 问题探讨
张 瑞 鹤
（ 州 骏 达 市 政 工 程 设 计 咨 询有 限公 司 ， 肃 兰 州 ７ ０ ３ ） 兰 ３０ ０
摘 要 ： 工 程 角 度 出 发 对边 坡 稳 定 分 析 方 法 的 实 质 及 选 用 、 度 参 数 的 取 值 问 题 、 水 对 边 坡 稳 定 的 影 响 等 进 行 从 强 雨 了探 讨 ， 出 了公 路 边 坡 稳 定 与 防 护 的 措 施 提
Ｃ ｔｑ一 一土体 实 际 的抗 剪 强度参 数 、ｇｐ Ｃ ｔｑ ——土体 达 到 极 限状 态 时 的抗 剪 强 度 、ｇｐ 参数
为止 ， 限平 衡条 分 法 仍 然是 边 坡 稳 定 性 分 析 的 主 极
要方 法 。
极 限平衡 条 分法 的基本 要点 是 当坡体 的抗 剪参
度 与实 际产 生剪 应力 的 比值 ， 使得 物理 意义更 明确 。
经 过长 期工 程实 践 ， 条分 法 已 成 为 边坡 稳 定 分 析 的
主要方 法之 一 。
ｌ 边 坡 稳 定 分 析 方 法
１ １ 极 限平衡 法 ．
条分 法 也存 在 一 些 问题 ， 作 的人 为假 定 的合 所
限平 衡状 态 的滑 面， 体处 于临界 失 稳状 态 。其 中 ， 滑 Ｆ 为坡 体 的安全 系数 ， 于极 限 平 衡状 态 的滑 面 满 ’ 处
性 ， 坡 的稳定分 析 、 数选 用 ， 边 参 至今 仍 是 ～－ 技 术 大
难题 ， 特别是 一些 特 殊 土 质 的边 坡 ， 岩质 边 坡 ， 如 尚 没有实 用 的分析 方法 等 。本文 就边 坡分 析方法 的选 用 、 剪强度 的参 数 取 值 问 题 以及 边 坡 防护 措施 方 抗 面作螳 探讨 。
岩土工程边坡的稳定性分析与设计
岩土工程边坡的稳定性分析与设计摘要：对于岩土边坡，国内很多部门一直还在按照单一的地质勘察、分析设计、实际施工的思路，这实际是一种静态的设计施工过程，是不完善的，并不能对施工过程中出现的变化情况作出分析，其不确定性因素带来的缺陷是明显的。
本文对岩土工程边坡的稳定性分析与设计进行了阐述。
关键词：岩土工程边坡的稳定性分析与设计一、边坡稳定性的影响因素1、地质构造。
地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。
通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。
2、岩体结构。
不同结构的岩体物理力学性质差别很大，边坡变形破坏的性质也不同。
3、风化作用。
边坡岩体长期暴露在地表，受到水文、气象变化的影响，逐渐产生物理和化学风化作用，出现各种不良现象。
当边坡岩体遭受风化作用后，边坡的稳定性大大降低。
4、地下水。
处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻; 水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。
5、边坡形态。
边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。
一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。
6、其他作用。
此外，人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
二、岩土工程边坡稳定性分析的方法1、定性分析法定性分析方法分为成因历史分析法、工程地质类比法、赤平极射投影法。
1）成因历史分析法成因历史分析法研究内容包括两方面：首先是边坡所处的区域背景，大地构造，地质结构特性；其次是边坡的坡形和坡高，坡体外部和内部的变形迹象。
因此，该分析方法适合于自然形成的斜坡。
2）工程地质类比法工程地质类比法类比的原则是相似性，只有相似性较高的边坡才能进行类比，类比的方面包括边坡的工程地质条件和影响边坡稳定性的各种因素。
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。
边坡的稳定分析及设计
第一章前言一、路基概述1、路基的基本形式路基的组成路基本体:该病害点为路堑，包括路肩、基床、边坡、基底。
排水设备：地面排水沟、侧沟、急流糟。
2、路基的组成路基本体:该病害点为路堑，包括路肩、基床、边坡、基底。
排水设备：地面排水沟、侧沟、急流糟。
3、路基的性质特点路基主要由松散的土具有足够的强度、具有足够的水温稳定性、具有足够的整体稳定性，公路土的分类和工程性质：砂土、砂性土、粉性土、粘性土、重粘土，路基干湿。
类型和填土高度：路基干湿类型、路基最小填土高度，路基的变形和破坏：路堤变形：沉陷、溜塌、滑坡、路堤下滑、坍散。
路堑变形：溜塌、滑坡、碎落和崩塌。
二、路基主要技术标准路基主要技术标准：总的来说，根据路基的性质为了控制路基的质量，路基主要技术标准保证路基有足够的坚固性、稳定性和耐久性，需要在设计、施工和养护维修方面制定反映路基质量的技术标准。
这些技术标准体现为各种相应的技术规范（或规程）。
涉及的内容包括路肩高程、路基面形状和宽度、基床、路堤、路堑、路基排水、路基防护和改建与增建第二线路基等。
达到路基标准需要考虑的因素：（1）路基结构的受力及变形要求主要考虑: 在列车荷载作用下, 路基表层最大动应力和动变形值, 在列车荷载作用下, 路基表层最大动应力和动变形值, 以及经地基处理后满足铁路路基平顺性要求的路基工后沉降值. 地基处理后满足铁路路基平顺性要求的路基工后沉降值.（2）路基结构形式及尺寸要求主要考虑: 路基表层,路基底层,路基本体, 路基表层,路基底层,路基本体,路肩等部分组成的路基断面形式.以及路基结构厚度,路基宽度,路肩宽度,边坡坡度等尺寸. 形式.以及路基结构厚度,路基宽度,路肩宽度,边坡坡度等尺寸.（3）路基填筑材料类型要求主要考虑:对路基不同结构部位填筑材料的要求,如级配碎石, 土及改良土等. 料的要求,如级配碎石,A, B ,C 组土及改良土等.（4）路基压实度要达到标准要求等。
边坡稳定性分析中的几个问题
边坡稳定性分析中的几个问题作者：华道柱，张曜辉来源：《创新科技》2013年第06期[摘要] 边坡工程对人们的日常生活有着重要的影响，本文对边坡稳定性分析中的几个问题进行了分析，包括：边坡的破坏类型及影响因素问题，边坡的稳定性分析方法问题，降雨对边坡稳定性分析影响问题，边坡的防护加固问题，并对这几个问题进行了简单总结。
[关键词] 边坡工程，影响因素，分析方法，加固边坡[中图分类号] U418.5 [文献标识码] A我国的高速公路发展迅速，交通、水利、矿山等相关部门都会涉及很多边坡问题，特别是山区的边坡，由于各种地质环境的影响，处于山区地段的边坡稳定性直接影响着山区老百姓的人身安全，滑坡灾害严重危及到国家基础建设，所以对边坡的稳定性研究十分必要。
在各种外在环境作用下，不同岩质边坡在发生变形破坏时其变形破坏机理和破坏模式各异，当进行工程建设时，如果对于填料的工程特性、工程边坡的变形规律及施工工艺、现场堆载等认识不足，极易导致发生滑坡等事故。
1 边坡的破坏类型及影响因素边坡分为人工边坡和自然边坡。
由于受设计和施工以及其他因素的影响，边坡土体会出现失稳破坏现象，具体可分为：1.1 边坡崩塌。
崩塌往往发生在地形陡峭的山坡或高陡的路堑边坡上。
1.2 边坡滑坡。
滑坡一般是缓慢地、长期地往下滑动，位移速度在突变阶段显著增大，滑动过程可以是几年、几十年甚至更长。
1.3 边坡流动。
流动往往缓慢地沿坡面或地面沟谷方向呈流体移动。
边坡的稳定性受很多因素的影响，根据各种因素影响的大小和特点，可分为内部因素和外部因素两类：内部因素——边坡土体的材料构成和物理力学指标，以及边坡的地形地貌和岩石的矿物组成，边坡岩土体中的地质结构面和边坡的形状等。
外部因素——边坡外在所受的雨水、地震、构造应力、植被和风化作用的影响和人为因素等。
2 边坡的稳定性分析方法2.1 极限平衡分析法。
极限平衡分析法主要是对边坡稳定性进行定量评价，不考虑土体自身的变形，只对滑动面上的受力情况进行研究分析，对于滑坡体内部的应力状态不进行研究。
边坡稳定影响因素及稳定分析方法探讨
Ａｂ ｔａ ｔ ａｅ ｎ ｖ ｒ ｉａｉｎ ｏ ｌｐ ｔｂｌ ｆ ｃｅ ｙ ｉ ｓ ｅａ ｄ ｏ ｔｉｅ ｆｃ ｒ ，ｓ ｃ ｓｏ ｎ ｓ ｕ ｔｒｌ ｈ ｒ ｃ ｓｒ ｃ ：Ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｉ ｃ ｔ ｆ ｏ ｅ ｓａ ｉ ｔ ａｆ ｔｄ ｂ ｎ ｉ ｎ ｕ ｓｄ ｔｓ ｕ ｈ ａ ｉ ｗ ｔ ｃ ａ ａ ａ ｆ ｏ ｓ ｉ ｙ ｅ ｄ ａ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔｒ ｔ ｓ ａｅ ，ｖｂ ａｉｎ，ｈ ｍａ ｃ ｖｔ ，ｃｉ ａ ｃ ｃ ｎ ｉ ｏ ，ｗ ａｈ ｒ ｇ ａ ｄ ｖ ｇ ｔ ｔ ｎ ｃ ｖ ｒ ｈ ｅ ｅｏ ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｅ ｓ ｃ ，ｗ ｔ ｉ ｉ ｒ ｉｒ ｔ ｏ ｕ ｎａ ｔ ｉ ｉ ｙ ｌ ｔ ｏ ｄｔ ｎ ｅ ｔｅ ｎ ｅ ｅａｉ ｏ ｅ ．Ｔ ｅｄ ｖ ｌｐｎ ｒｃ ｓ ｍ ｉ ｉ ｉ ｎ ｏ
边坡稳定性分析中的几个问题
发生滑坡等事故。
用连续介质中的虚功原理可证明两个极限 体失稳，易形成崩塌体；边坡坡角失稳后，
1 边坡的破坏类型及影响因素
边坡分为人工边坡和自然边坡。由于 受设计和施工以及其他因素的影响，边坡
分析定理即下限定理和上限定理。
3 有限元强度折减法边坡稳定性 分析
引起其上部土体的沉降。边坡受影响程度 不同沉降量也不同，受浸泡边坡上部的沉 降量最大，向另一侧逐渐减小；边坡最大不 均匀沉降发生在受雨水浸泡的中间区域，
新 创 科技
CHUANGXINKEJI
边坡稳定性分析中的几个问题
华道柱 张曜辉
（1.河南万里路桥集团有限公司，河南 许昌 461000；2.中铁隧道股份有限公司，河南 郑州 450001）
[摘 要] 边坡工程对人们的日常生活有着重要的影响，本文对边坡稳定性分析中的几个问题进行了分析，包括：边坡的破坏类型及影响因素问 题，边坡的稳定性分析方法问题，降雨对边坡稳定性分析影响问题，边坡的防护加固问题，并对这几个问题进行了简单总结。
ι 实际强度包线
a
逐步 降低
b 强度
c 折减后
０
极限强度强包度线包线 σ
当前应力状态对
应的摩尔圆
[1]谢磊.边坡稳定性分析若干问题的 研 究 [D]. 合 肥 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文 ， 2009.
[2]李广信.高等土力学[M].清华大学出 版社，2004.
[3]沈志伟.富阳来龙山滑坡分析研究 [D].硕士学位论文，浙江大学，2003.
题，特别是山区的边坡，由于各种地质环境 以求解黏弹性、黏塑性等问题，且计算较快 为边坡的安全系数。因此，通过不断的折
的影响，处于山区地段的边坡稳定性直接 速，准确性较高。
岩土工程项目边坡稳定性方法及质量控制分析
岩土工程项目边坡稳定性方法及质量控制分析【摘要】随着社会基础性建设的高速发展，在岩土工程项目的建设中，边坡的不稳定性严重妨碍工程的正常运转。
所以，对岩石边坡结构的认识和了解，以及设计合理的操作方案至关重要，通过一系列有效的措施，争取在岩石工程项目中因边坡失稳造成的危害降到最低，达到更好的质量保证。
本文讲述了影响边坡稳定性的因素，对岩土工程项目中边坡稳定性方法以及质量控制进行有效地分析。
【关键词】岩土工程；边坡；稳定；质量控制一、影响边坡稳定性的因素众所周知，在岩石工程项目的建设过程中，如果边坡不稳定，在施工的过程中会存在很大的风险，怎样有效地避开风险，将伤害降低到最小，因此必须要了解影响边坡稳定性的因素有哪些。
而影响边坡稳定性的因素主要分为内部因素和外部因素。
（一）内部因素1、岩土的结构岩土边坡的失稳与岩土结构有着很大的关系，岩土结构与地质构造有着千丝万缕的联系，地质构造的发展程度、形状、规模、连续性等影响着岩土结构，岩土的结构面经常会因地质结构的变化造成岩土连续性和强度受到影响，严重影响岩石边坡的稳定性。
2、岩土的类型不同的岩石，岩土的类型也会不一样，它们所反映出来的性质也是千差万别，每块岩土体，它内部所承载的作用力也会表现出差异，所以对边坡的影响程度也就有所不同。
3、边坡的形态边坡的整体形态，直接影响边坡的稳定性，坡顶会由于物理性的张力或者应力发生变化时，容易破坏坡顶局部甚至大部分，从而出现裂缝，存在极大的安全隐患。
（二）外部因素1、水文因素水是流动性的，水的流动是影响边坡稳定性的关键性因素，我们所熟知的滑坡、泥石流都与水相关，不管是地表水，还是地下水，由于具有流动性，会通过岩土的裂缝，对边坡结构造成影响，从而破坏岩土的强度，致使边坡变形、滑移。
所以，分析岩土边坡周围的水文情况，对边坡的稳定性分析至关重要。
2、气候因素季节的变更，气候的变化，降雨程度、气温变化、湿度大小都会影响岩土边坡的稳定性，不同的气候条件下，岩土边坡发生不同的物理变化，甚至影响到岩土的内部结构，使岩土内部构造或者岩土土质等发生变化，对其边坡的稳定性带来较大的影响。
边坡稳定分析及其设计中的有关问题探讨_张瑞鹤
收稿日期:2005-09-29作者简介:张瑞鹤(1966-),男,甘肃兰州人,高级工程师,董事长兼总经理,从事市政工程技术管理工作。
边坡稳定分析及其设计中的有关问题探讨张瑞鹤(兰州骏达市政工程设计咨询有限公司,甘肃兰州 730030)摘 要:从工程角度出发对边坡稳定分析方法的实质及选用、强度参数的取值问题、雨水对边坡稳定的影响等进行了探讨,提出了公路边坡稳定与防护的措施。
关键词:土木工程;边坡稳定;强度参数;雨水;边坡防护中图分类号:U 416.14 文献标识码:A 文章编号:1009-7716(2006)01-0122-040 前言随着经济的发展、国家基础设施的大规模建设以及西部大开发战略的进一步深化,西部一大批公路、铁路和水利工程的重大项目相继动工兴建。
这些工程中一个普遍遇到的问题就是边坡稳定的问题,这一问题是土木工程和岩土工程中的重要研究课题,在岩土工程或土木工程领域占据相当重要的地位。
多年来,许多学者致力于这方面的研究,取得了丰富的研究成果,但是由于土质的复杂性、特殊性,边坡的稳定分析、参数选用,至今仍是一大技术难题,特别是一些特殊土质的边坡,如岩质边坡,尚没有实用的分析方法等。
本文就边坡分析方法的选用、抗剪强度的参数取值问题以及边坡防护措施方面作些探讨。
1 边坡稳定分析方法1.1 极限平衡法极限平衡法是边坡稳定分析中最常用的方法。
它是通过分析在临近破坏状况下,土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡,计算土体在自身和外荷作用下的土坡稳定性程度,通常以边坡稳定系数表示:F =s=c c =tgtg 式中:s 抗剪强度实际剪应力c 、tg 土体实际的抗剪强度参数c 、tg 土体达到极限状态时的抗剪强度参数边坡中最小的稳定系数称为边坡稳定安全系数,它表示了该边坡的稳定程度。
边坡稳定分析的极限平衡法包括解析法和条分法,其中条分法研究应用最为广泛,由于条分法力学模型简单,可以对边坡进行定量的稳定性评价,成为边坡稳定分析理论中重要的内容,已被工程人员广泛地采用。
岩质边坡稳定性设计与监测分析
岩质边坡稳定性设计与监测分析发表时间：2019-05-23T11:29:32.640Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：王平[导读] 边坡稳定性问题一直是道路工程中的重点问题，而且边坡一旦失稳，造成的损失和伤害不可估量，因此对它的监测与研究工作势在必行。
中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北省秦皇岛市 066004摘要：边坡稳定性问题一直是道路工程中的重点问题，而且边坡一旦失稳，造成的损失和伤害不可估量，因此对它的监测与研究工作势在必行。
文中结合边坡地质条件，详细分析了边坡锚杆拉力的变化，使用多点位移计对边坡的变形进行长期的跟踪监测，对锚杆应力计和多点位移计的监测数据进行总结和反馈。
分析结果表明：文中边坡的锚杆拉力及坡内多点位移均趋于稳定，说明该边坡整体上处于相对稳定的状态，提出的锚杆设计方法是成功的。
断面的坡顶位置在雨季最为危险，在雨季存在发生滑动的风险，应作为重点监测对象。
连续降雨对边坡的稳定性有重要影响。
降雨会增加边坡的锚杆拉力和坡内位移。
随着雨季结束，锚杆内力和坡内位移会逐渐下降并趋于稳定。
关键词：边坡；锚杆应力计；多点位移计；稳定性分析锚杆由于其安全可靠、施工简单、成本较低，已成为当前边坡支护工程中最基本的组成部分之一，在各类边坡支护工程中得到广泛应用。
它实质上是位于岩土体内部并与岩土体形成一个新的复合体。
通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点，从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。
锚杆加固边坡时，依赖其与周围岩土体相互作用传递锚杆拉力，限制岩土体变形与发展，改善岩土体的力学参数和应力状态，以使边坡保持稳定。
由于边坡地质条件和锚杆荷载传递机理都很复杂，而前期的工程实地勘测不能完全准确揭示边坡的地质情况，因此对实际边坡工程的变形特征和应力状态进行检测，为认识边坡稳定性提供途径。
部分学者基本是通过对锚杆受力的数值分析，来研究锚杆对边坡稳定性的影响。
鹤大公路路堑边坡稳定性分析及治理措施
鹤大公路K197+606~K197+646段边坡稳定性分析及治理措施摘要：公路滑坡崩塌是一种重要的灾害。
这种破坏形式对国家财产和生命安全都有可能产生较大的破坏效果。
本文以鹤岗至大连段公路K197+606～K197+646段路堑边坡为研究对象，针对不同的边坡破坏形式，开展了深入的工程地质条件调查，通过分析得出其破坏机制与破坏过程；同时对岩性及结构面进行了物理力学试验，对不同破坏类型结合其破坏机制进行了评价，准确的分析了此路段边坡的稳定性。
在上述工作的基础上，提出适合本路段的治理方法即锚索加固方法，以确保边坡治理达到既保证安全稳定、又使治理经济可靠，为该公路边坡的治理方法提供了重要的参考依据。
关键词：滑坡破坏机制稳定性锚索加固0引言鹤岗至大连高速公路是连接黑龙江与辽宁的重要交通要道，对东北地区城市建设发展有至关重要的作用。
该公路在黑龙江省内山区地段地质构造较为发育，地质条件比较复杂。
同时，由于在公路建设过程中的不切合实际开挖路堑，使得边坡天然土的稳定性遭到了比较严重破坏，由于以上诸多原因，目前该段公路沿线边坡都普遍产生看来崩塌及滑坡的现象，其中具有代表性的是七台河市附近的K197+606～K197+646段边坡。
该路段的崩塌及滑坡已经影响了公路的正常运营以及过往车辆和行人的安全。
因此，有必要对该路段场边坡稳定性分析，从而提出切实可行的边坡治理方法。
1工程地质条件K197+606～K197+646段边坡位于鹤岗至大连方向公路的右侧，坡面较陡。
由于修筑公路切坡而导致山体中上部产生大量张拉裂隙，造成了崩塌及滑坡现象的产生。
该段边坡体由花岗岩构成，岩石坚硬、致密。
主要为块状结构。
目前，滑坡仍在发展，尤其是雨水过后，很可能会产生大规模整体性滑坡，从而严重危害交通。
该地区年均降水量为841mm。
降雨多集中在六、七、八三个月份，约占全年降水量的55％左右。
地震烈度Ⅵ度。
2岩土体物理力学性质对该路段排土场内，取肉红色花岗岩由水银、量筒、天平进行容重试验测试，每组取三个岩样。
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收稿日期:2005-09-29作者简介:张瑞鹤(1966-),男,甘肃兰州人,高级工程师,董事长兼总经理,从事市政工程技术管理工作。
边坡稳定分析及其设计中的有关问题探讨张瑞鹤(兰州骏达市政工程设计咨询有限公司,甘肃兰州 730030)摘 要:从工程角度出发对边坡稳定分析方法的实质及选用、强度参数的取值问题、雨水对边坡稳定的影响等进行了探讨,提出了公路边坡稳定与防护的措施。
关键词:土木工程;边坡稳定;强度参数;雨水;边坡防护中图分类号:U 416.14 文献标识码:A 文章编号:1009-7716(2006)01-0122-040 前言随着经济的发展、国家基础设施的大规模建设以及西部大开发战略的进一步深化,西部一大批公路、铁路和水利工程的重大项目相继动工兴建。
这些工程中一个普遍遇到的问题就是边坡稳定的问题,这一问题是土木工程和岩土工程中的重要研究课题,在岩土工程或土木工程领域占据相当重要的地位。
多年来,许多学者致力于这方面的研究,取得了丰富的研究成果,但是由于土质的复杂性、特殊性,边坡的稳定分析、参数选用,至今仍是一大技术难题,特别是一些特殊土质的边坡,如岩质边坡,尚没有实用的分析方法等。
本文就边坡分析方法的选用、抗剪强度的参数取值问题以及边坡防护措施方面作些探讨。
1 边坡稳定分析方法1.1 极限平衡法极限平衡法是边坡稳定分析中最常用的方法。
它是通过分析在临近破坏状况下,土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡,计算土体在自身和外荷作用下的土坡稳定性程度,通常以边坡稳定系数表示:F =s=c c =tgtg 式中:s 抗剪强度实际剪应力c 、tg 土体实际的抗剪强度参数c 、tg 土体达到极限状态时的抗剪强度参数边坡中最小的稳定系数称为边坡稳定安全系数,它表示了该边坡的稳定程度。
边坡稳定分析的极限平衡法包括解析法和条分法,其中条分法研究应用最为广泛,由于条分法力学模型简单,可以对边坡进行定量的稳定性评价,成为边坡稳定分析理论中重要的内容,已被工程人员广泛地采用。
极限平衡条分法是1916年瑞典人彼德森最早提出的。
他假定土坡稳定问题是平面应变问题,并对圆弧形滑裂面以上的土体划分垂直条块,计算中不考虑土条间的作用力,定义安全系数为滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比。
之后,许多学者对条分法进行了改进[1]~[3]。
其中,Bisho p(1955年)[1]重新定义安全系数为沿整个滑裂面的抗剪强度与实际产生剪应力的比值,使得物理意义更明确。
经过长期工程实践,条分法已成为边坡稳定分析的主要方法之一。
条分法也存在一些问题,所作的人为假定的合理性直接影响到稳定分析的准确性。
合理地确定临界滑裂面也是提高条分法准确性的关键。
当滑动面形状任意时,确定临界滑动面的位置存在很大的困难。
由于介质和状态方程的复杂性,滑动面位置决定的安全系数泛函不仅具有多重极值,有时还不连续。
另外,该法完全不讨论岩体的应力应变关系,也不研究边坡岩体的变位情况,但由于条分法抓住了问题的主要方面,所以若使用得当,分析结果可以与实际符合得较好。
再就是极限平衡条分法在边坡稳定分析的实际工程中积累的经验最为丰富,到目前为止,极限平衡条分法仍然是边坡稳定性分析的主要方法。
极限平衡条分法的基本要点是当坡体的抗剪参数(c 和tg )降低F s 倍以后,坡体内存在一达到极限平衡状态的滑面,滑体处于临界失稳状态。
其中,F s 为坡体的安全系数,处于极限平衡状态的滑面满足摩尔 库仑准则,即:=c+ tg对坡体进行极限平衡分析时,一般采用比较特殊的垂直条分方式,但Sarm a 法可以对更一般的任意条分方式进行分析。
1.2 有限元法由于建立在极限平衡理论基础上的各种计算土坡稳定的方法,无法考虑土体内部的应力 应变关系,无法分析稳定破坏的发生和发展过程,更无法考虑局部变形对土坡稳定的影响。
同时实践又证明,稳定和变形有着十分密切的关系。
一个土坡在发生整体破坏之前,往往伴随着相当大的垂直沉降和侧向变形,利用有限元法,考虑到土的非线形应力 应变关系,求得每个计算单元的应力及变形后,便可根据不同强度指标确定破坏区的位置及破坏范围的扩展情况;若设法将局部破坏与整体破坏联系起来,求得合适的临界滑动面位置,再根据力的平衡关系推得安全系数。
这样就将稳定问题与应力分析结合起来。
在有限元法稳定分析中,确定圆形临界面不是困难问题,通常采用对称地改变圆心和变化半径长度找到临界滑面。
选用不同的初始点、搜索方法,都可以找到临界滑面。
而对于寻找非圆形滑面的技术却比较复杂。
概括来讲,边坡稳定分析中应用最多的上述两种方法,无论采用哪种方法都需要分两步来进行[4]:第1步,求抗滑安全系数的函数关系式:F =F{y (x )}(1)第2步,确定最小安全系数F s F s =min F {y (x )}=F {y e (x )}(2)从意义上来分析,第1步是个力学过程,更确切地说是个岩土力学问题。
在20世纪80年代以前边坡稳定分析的成果主要集中在定义抗滑安全系数的概念上,并且分析方法广泛采用极限平衡法。
第2步是个数学问题,是个利用数字手段优化处理目标函数的过程,近年来边坡稳定分析的成果主要集中在这个方面。
在工程实际中,一般采用极限平衡条分法是完全可以满足工程需要的,对复杂、特殊岩体的边坡稳定问题应该采用有限元法进行分析。
实际操作中可以采用我国港口工程规范《港口工程地基规范》(JT J 250 98)进行边坡稳定分析,该规范采用了较为先进的基于可靠度理论的设计方法:即以概率理论为基础的极限状态设计法,以分项系数表达式表征的边坡稳定设计方法。
应用起来实用、方便、可靠,同时由于规范采用了考虑条间力的简化的Bish -op 法,计算的可靠度指标与实际更加接近。
2 边坡稳定分析的强度参数取值问题边坡稳定分析中,计算参数选取的合理与否是关系到分析结果是否准确、可靠的关键。
对西部大量存在的黄土地质尤为如此,大量的研究表明,在黄土边坡稳定计算中,由于计算方法不同引起的计算结果偏差与参数选取不当引起的偏差相比要小得多,因此正确地选取计算参数使计算结果符合实际,就成为边坡稳定分析设计中最关心的问题。
而要正确地选取计算参数,必须准确把握各参数的来源及机理。
在边坡稳定设计中,往往需要确定滑面上的抗剪强度参数 ,c 值。
,c 值一般可根据实验室内试验或现场原值试验获得。
同时要有足够的试验组数,尽可能减小试验误差。
1984年在加拿大举办的第四届国际滑坡学术会议上,许多学者提出了抗剪强度参数与粘性土基本性质之间的关系问题,即粘性土中粘粒含量及与之有关的塑性,是决定这类土的性质的重要因素。
对粘性土,当粘粒含量小于30%,塑性指数低于35时,在剪切过程中,颗粒间不会发生定向排列,故其抗剪强度峰值与残余值接近,基本不显脆性性状。
如图1曲线1。
当粘粒含量大于30%,塑性指数高于35时,在剪切过程,颗粒会定向排列,而形成滑动镜面,致使剪切强度降低,因此峰值与残余值之间有较大的差值,如图1中曲线2。
非粘性土质,当颗粒结合紧密时,其 ~ 曲线也表现为峰值与残余强度值有较大差异。
对尚未滑动过的滑体,其滑面上的抗剪强度参数可取峰值。
对古滑坡体,或多次滑动过的滑体,应取其残余强度值。
图1 粘性土的 ~ 关系曲线图应该注意,试验不能完全模拟真实的自然条件,因此滑坡的反算分析法,是估算真实强度有价值的方法。
只有沿着不稳滑面的抗剪强度已接近残余值时,边坡才变得不稳定。
因此,对不稳定边坡的逆分析,推算滑面上的强度参数,为边坡的原位强度提供了下限值;相反,对天然边坡的类似分析,将得到接近上限值的强度参数。
3 雨水对边坡稳定的影响水是产生边坡失稳的重要条件之一,崩塌、滑坡、泥石流等边坡失稳现象的发生和发展多受降水等因素的控制。
有关资料统计显示,我国的边坡失稳大多与水有关。
无论是少雨的西北地区,还是多雨的华南地区,从南到北,自东向西,绝大多数的崩塌、滑坡、泥石流发生在雨季。
特别是在暴雨之后往往出现大量的滑坡、崩塌等边坡失稳现象,而且损失惨重。
3.1 雨水对不同土质和岩石边坡的影响一般情况下,土质边坡可以分为砂土边坡、粉质土边坡、粘土边坡等。
砂土边坡:正常情况下砂土边坡表层土体呈干燥状态,砂土颗粒之间的粘聚力很少,边坡的稳定取决于土的内摩擦角,雨水增大了土颗粒之间的孔隙水,空隙水压力减小了土颗粒之间的内摩擦力,内摩擦角减小。
孔隙水含量越高内摩擦角越小。
因此,砂土边坡的稳定性是相对的。
在实际工程,可以看到砂土边坡可能在短期内多次滑动,砂土边坡在滑动到一定程度后即达到稳定,当孔隙水含量继续增加,砂土边坡还会发生滑动,直到形成新的稳定状态。
原状山体的粗颗粒砂土,土颗粒之间存在一定的机械咬合力,它对边坡的稳定十分有利,且不受孔隙水含量的影响。
粘土边坡:正常情况下的粘土边坡呈硬塑~可塑状态,粘土颗粒之间有较大的粘聚力,土体抗剪强度较大,粘土边坡具有很好的稳定性,在雨水的作用下,土颗粒间的孔隙水含量逐渐增大,孔隙水的增大减小了土的粘聚力,土中孔隙水含量增大到一定程度时土体由硬塑变为软塑~流塑状态,土体的抗剪强度迅速减小。
当土体自重产生的滑移大于土的抗剪强度时,边坡产生滑动。
事实上土中的孔隙水含量不能无限增大,而粘土也具有较好的隔水性,雨水只能作用于土层表面。
因此粘土边坡一般具有较好的稳定性,但干裂的粘土边坡,由于裂缝受雨水冲刷作用会发生局部滑坡。
粉质土边坡:粉质土边坡的破坏是常见的边坡破坏,粉质土的下卧土层一般都是性质不同的土层,或存在粘性土隔水层或是透水砂层,下卧层为岩层时可能发生大面积滑坡。
粉质粘土具有一定的透水性,在雨水的作用下内摩擦角减小,但由于内聚力的存在使它不会象砂土那样很快发生滑坡,随着孔隙水含量的增加土体抗剪强度降低,当某一个薄弱面所承受的应力大于土层抗剪强度时,边坡发生滑移。
一定的透水性使粉质粘土可能会使下卧隔水层表面土体抗剪强度降低很多,边坡发生较大范围的滑移,土体有较大的滑移距离,具有较大的破坏性。
岩石边坡:对于岩石边坡稳定来说,起控制作用是的岩体结构面的强度。
岩体结构面分为硬质结构面与软弱结构面。
水的介入对于硬质结构面的强度并无影响,而软弱结构面遇水后,特别是在原来充填介质含水量很少,降雨后却显著加大时,充填的软弱物进一步软化,其抗剪强度则显著降低。
如长江三峡流域龙羊峡虎山坡,底孔泄流以前由于该地区年降雨量甚少,山体处于干燥状态。
在泄流雨雾长期作用下,含水量大幅度增加,致使岩体强度大幅度降低,从而导致边坡失稳。
在强风化带和软弱岩层区,灾害性滑坡常常发生。
3.2 降雨时间对边坡的影响降雨时间越长对边坡稳定破坏作用越大是显而易见的,降雨时间越长,雨水渗入地表层的厚度就越大,表层土的含水量也越大。
雨水使表层土的自重加大,抗剪强度降低。