广州科学城岩质边坡稳定性可靠度分析
岩土工程中的边坡稳定性分析
岩土工程中的边坡稳定性分析岩土工程中的边坡稳定性分析是指通过对边坡的土体力学性质进行研究和分析,以评估边坡的稳定性和确定采取的措施。
边坡稳定性是岩土工程中的重要问题,它直接关系到工程的安全性和持久性。
一、边坡稳定性分析的背景在岩土工程中,很多项目都涉及到边坡的设计和建设。
边坡的稳定性分析是在土壤和岩石等岩土材料力学原理的基础上进行的。
在进行边坡稳定性分析之前,需要从以下几个方面考虑:1.边坡的地质特征:包括岩石和土壤的类型、分布、物理性质等,这是进行边坡稳定性分析的基础。
2.边坡的几何特征:包括边坡的高度、坡度、形状等。
这些几何特征将直接影响边坡的稳定性。
3.边坡所处的环境条件:包括气候、地形、水文地质条件等。
这些环境条件对边坡稳定性分析具有重要影响。
二、边坡稳定性分析的方法1.力学分析方法:力学分析方法是边坡稳定性分析的主要方法之一。
它可以通过应力、应变和强度理论等来分析边坡的稳定性,并给出稳定性评估。
2.数值模拟方法:数值模拟方法是边坡稳定性分析的一种辅助手段。
它通过建立数学模型,利用计算机模拟边坡的变形和破坏过程,从而评估边坡的稳定性。
三、边坡稳定性分析的参数在进行边坡稳定性分析时,需要考虑以下几个参数:1.土体的物理性质参数:包括土壤的密度、含水量、孔隙比等。
2.土体的力学性质参数:包括土壤的抗剪强度、压缩性、黏聚力、内摩擦角等。
3.边坡的几何参数:包括边坡的高度、坡度、埋深等。
4.外界荷载参数:包括自重、雨水浸润、地震等。
四、边坡稳定性分析的结果与措施通过边坡稳定性分析,可以得到边坡的稳定性评估结果。
如果边坡稳定性较差,可能会有滑坡、崩塌等危险。
为了保证工程的安全性,需要采取相应的措施来加固边坡。
常见的措施包括:1.设置防护结构:如安装挡土墙、喷锚支护、铁丝网护坡等,以增加边坡的稳定性。
2.改变边坡的几何形状:如加大边坡的坡度、加宽边坡的底宽等,以减小边坡的自重对稳定性的影响。
3.排除水分的影响:通过排水系统、防渗膜等措施,减少土体中的水分含量,提高边坡的稳定性。
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。
岩质边坡稳定性分析及治理技术探讨
工 业 技 术89科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI:10.16661/ki.1672-3791.2018.05.089岩质边坡稳定性分析及治理技术探讨①王亮 刘洋宇(云南省中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南昆明 650000)摘 要:岩质边坡稳定性评价以后判别其稳定与否,如果其稳定性无法满足安全要求,则需釆取有效的支护或开挖措施对其进行加固处理。
本文先对岩质边坡稳定分析方法进行探讨,并在此基础上结合具体工程就其综合治理措施,谈一下个人的观点和认识,以供参考。
关键词:岩质边坡 稳定性 治理中图分类号:TV22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)02(b)-0089-02①作者简介:王亮(1983,8—),男,汉族,云南昆明人,研究生,主要从事水电站施工导流设计、施工总布置、施工组织设计、混 凝土坝施工仿真模拟、三维设计及BIM设计等工作。
对于岩质边坡而言,其稳定性与整个工程项目的安全稳定、质量可靠息息相关,实践中应当对其稳定性进分析,这有利于确保岩土工程项目建设效益的实现。
1 边坡形态分类与稳定性分析1.1 边坡形态分类实践中为了能够有效满足各种类岩土工程用途需求,通常可对其进行如下分类。
按照构成边坡坡体性质进行分类,主要包括土质边坡、岩质边坡以及岩土混合边坡。
根据边坡成因,主要包括工程(人工)边坡以及天然边坡两种类型。
按照边坡高度进行分类,其高度超过300m时即为特高边坡;100~300m边坡为超高边坡;30~100m边坡为高边坡;10~30m边坡为中边坡;小于10m边坡为低边坡。
根据边坡自身的稳定性,可将分为稳定边坡、潜在不稳定边坡、变形边坡、不稳定边坡和失稳后边坡等几种类型的边坡,该种分类没有进行严格规定。
根据边坡的存在时间,主要有永久边坡、临时边坡。
对于岩质边坡而言,其载体为性质不同的岩土体,其直接影响着边坡自身的稳定性。
岩土边坡稳定性与可靠度分析智能计算方法
要
边坡的稳定性分析是岩土力学与工程中几个最重要的理论与实践课题之一, 也是经 典土力学理论最早试图解决而至今仍未得到圆满解决的课题。 本文首先将自适应遗传算 法(AGA)与禁忌搜索算法(TS 算法)相结合,提出一种新型的智能优化算法—自 适应遗传禁忌搜索算法(AGA-TS 算法) ;然后从安全系数的定值分析和概率可靠度分 析两方面,系统地阐述 AGA-TS 算法在土坡和节理岩质边坡稳定性分析中的应用情况; 最后对三维土坡的可靠性问题进行一些探讨。本文主要研究成果如下: (1) 分析简单遗传算法(SGA)存在的不足,阐述 AGA 和 TS 算法的基本原理和计 算流程。把 AGA 与 TS 算法相结合,并基于两种不同优化策略分别建立自适应遗传禁 忌变异搜索(AGA-TSM)算法和自适应遗传禁忌局部搜索(AGA-TRS)算法(它们均属于 AGA-TS 算法) 。仿真分析表明,改进后的两种优化算法均比单纯的自适应遗传算法和 禁忌搜索算法具有更优的全局搜索性能。 (2) 提出一种 Hoek-Brown 准则经验参数 m、 s 改进取值方法—IBDRMP (Improved Blasting Damaged Rock Mechanical Parameters)法, 并利用基于 IBDRMP 法的 Hoek-Brown 准则对节理岩质边坡稳定性分析方法进行改进; 然后利用 AGA-TS 算法搜索土质边坡和 节理岩质边坡的最危险滑动面及相应的最小安全系数。 大量算例表明, 与其它算法相比, AGA-TS 算法搜索到的结果更优。 (3) 利 用 边 坡 极 限 平 衡 分 析 法 ( 包 括 土 坡 和 节 理 岩 坡 简 化 Bishop 法 、 Morgenstern-Price 法以及它们的改进形式)取代传统响应面法中的有限单元法,建立了 一种新的边坡可靠度指标响应面计算方法;并以最小可靠度指标为目标函数,基于 AGA-TS 算法,建立一种能同时确定边坡最小可靠度指标及相应最危险任意形状滑动面 的全局优化算法, 同时揭示基于最小中值安全系数下和最小可靠度指标下临界滑动面的 不同一性。 (4) 将二维 Morgenstern-Price 法扩展,提出一种改进的三维安全系数计算方法— 三维 Morgenstern-Price 法;并在响应面函数构造时,采用该改进方法取代以往有限元法 进行抽样,建立一种新的三维边坡可靠度指标响应面计算方法。最后探讨滑体宽度 w 的 取值以及土性指标(C、 ϕ )的分布概型和相关性对三维边坡安全系数和可靠度指标计算结 果的影响。 关键词:边坡;稳定性;可靠度;遗传算法;禁忌搜索;响应面;Hoek-Brown 准则
岩质边坡稳定性分析
1.滑动体为刚体的情况
ABCD为可能滑动体,根据滑 动面产状分为Ⅰ、Ⅱ两个块体。 FⅠ为块体Ⅱ对块体Ⅰ的作用力, FⅡ为块体Ⅰ对块体Ⅱ的作用力, FⅠ和FⅡ大小相等,方向相反, 其作用方向的倾角为θ。 滑动面AB以下岩体对块体Ⅰ的 反力R1(摩阻力) 与AB面法线的 夹角为φ1。
2.滑动体内存在结构面的情况
(四)、稳定性系数的计算和稳定性评价
稳定性系数=可供利用的抗滑力/滑动 力 安全系数:根据各种因素规定的允许 的稳定性系数。大小是根据各种影响 因素人为规定的,必须大于1。安全 系数一般=1.05~1.5
(五)、确定安全系数,进行稳定性评价
影响因素: ①岩体工程地质特征研究的详细程度; ②各种计算参数误差的大小; ③计算稳定性系数时,是否考虑了全部作用力; ④计算过程中各种中间结果的误差大小; ⑤工程的设计年限、重要性以及边坡破坏后的后果。
滑动体极限高度Hcr为
H cr
tg
g [sin( ) sin( j)]
j
2 C cos j sin j
忽略滑动面上内聚力(Cj=0)时
tg
∴当Cj=0,φj<β时,η<1,Hcr=0
2、有水压力作用
作用于CD上的静水压力V
V0 .5
2 gZ w w
在滑动过程中,滑动体除沿滑动面滑动外,被结构 面分割开的块体之间还要产生相互错动。 采用分块极限平衡法和不平衡推力传递法进行稳定 性计算。
AB面 BC面
S1
S2
C N1tg 1 1 AB
C N 2 2BC 2tg
BD面
S
C3 BDQtg 3
W s in [ C BD cos ) C ( AB W tg cos ] tg C BD s in ) Q ( tg tg ) s in( ) ( tg tg ) cos ) (
岩质矿坑边坡稳定性分析及加固治理效果评价
88水科学与工程技术2021年第2期岩质矿坑边坡稳定性分析及加固治理效果评价韩国銮(福建力创建设工程有限公司,福州350016)摘要:为研究矿坑边坡重整过程中的现状稳定性,采取相应加固措施进行治理,通过对长沙恒大童世界矿坑边坡BC-FG段共5个边坡进行现状边坡及加固后的数值模拟,通过对其应力松弛带的判断,采用节理控制来模拟其可能的破坏模式,通过强度折减法计算,获得其稳定安全系数°发现矿坑各边坡现在稳定状态处于欠稳定〜稳定状态,现状边坡存在不同种类的破坏模式,由此提出相应的加固措施,经过治理加固后边坡稳定安全系数均达到规范要求,为今后类似工程提供借鉴和参考°关键词:矿坑边坡;重难点分析;破坏模式;稳定性;加固治理中图分类号:TD854文献标识码:B文章编号:1672-9900(2021)02-0088-06D01:10.19733/ki.1672-9900.2021.02.25Stability of rock mine slope and evaluation of reinforcement effectHAN Guoluan(Fujian Lichuang Construction Engineering Co.,Ltd.,Fuzhou350016,China)Abstract:In order to study the current stability in the process of mine slope reorganization and take corresponding reinforcement measures,this paper carries out the numerical simulation of five slopes in the BC~FG section of Changsha Hengda Tong World Mine Slope,through the judgment of its stress relaxation zone,uses joint control to simulate its possible failure mode,and obtains its stability safety factor through the calculation of strength reduction method.XIt is found that the stable state of the mine slope is now in an unstable-stable state,and there are different kinds of failure modes in the current slope.Therefore,the corresponding reinforcement measures are put forward,and the stability safety factors of the slope meet the requirements of the code after treatment and reinforcement.The research results can provide reference and reference for similar projects in the future.Key words: mine slope;analysis of important and difficult points;failure mode;stability;reinforcement treatment1工程概况及难点分析1.1工程概况长沙恒大童世界乐园地块矿坑为南方水泥有限公司一露天开采的石灰岩采石场所遗留的采石坑。
岩体边坡稳定性分析
岩体边坡稳定性分析岩体边坡稳定性分析的基本方法包括稳定性判据方法、数值模拟方法和经验方法。
稳定性判据方法是基于力学和应力分析理论,通过计算边坡上的剪切力和抗剪强度之间的平衡关系判断稳定与否。
常用的稳定性判据方法有穆勒布朗判据、圈内法、切β法等。
数值模拟方法是采用数学模型和计算机模拟手段,通过求解边坡稳定方程来评估稳定性。
经验方法则是基于大量岩体边坡的实测数据和统计分析得出的经验公式,使用方便但适用范围有限。
岩体边坡稳定性分析的主要因素包括地下水、岩体力学性质、边坡几何形状以及外荷载。
地下水对岩体边坡稳定性有着明显影响,当地下水位上升时,岩体边坡的稳定性会降低。
岩体力学性质包括岩石的抗剪强度、内摩擦角、岩石的断裂性质等,这些参数对边坡的稳定性具有重要影响。
边坡几何形状是指边坡的坡度和几何形态,不同几何形状会导致不同的应力分布规律,从而影响边坡的稳定性。
外荷载是指施加在边坡上的荷载,包括重力荷载、地震力、降雨等。
岩体边坡的稳定性评价指标通常包括安全系数、位移、应力等。
安全系数是评价边坡稳定性的定量指标,其定义为边坡承受力与破坏力之比。
一般来说,当安全系数大于1时,边坡处于稳定状态。
位移是指边坡因外力作用而发生的位移量,其用于评估边坡的破坏程度和变形情况。
应力是指边坡内部岩体所受到的力,根据岩石力学理论,应力越大,边坡稳定性越差。
下面以一个具体的岩体边坡案例为例,进行稳定性分析。
假设岩体边坡的长宽比为1:1,坡度为30度,岩体内摩擦角为30度,地下水位在岩体底部,当地下水位上升时岩体的抗剪强度降低。
根据穆勒布朗判据,可以计算出边坡的安全系数。
进一步使用数值模拟方法,进行边坡稳定方程的求解,得到边坡的稳定状态和位移情况。
最后,根据岩体边坡的应力分布情况,评估岩体边坡在不同荷载条件下的稳定性。
综上所述,岩体边坡稳定性分析是岩土工程领域中的一个重要课题,需要综合考虑多个因素,并采用合适的分析方法和评价指标进行分析。
岩土边坡稳定性分析与评估
岩土边坡稳定性分析与评估岩土边坡是指岩石或土壤质地的自然或人工边坡,其稳定性是建设工程和地质灾害防治中的重要问题。
本文将对岩土边坡稳定性分析与评估进行论述,以提供对相关领域的深入理解和应用。
一、岩土边坡稳定性分析方法岩土边坡稳定性分析是通过对岩土边坡的地质、力学性质进行综合评估,预测边坡的稳定性。
常用的分析方法主要包括:1. 落地力分析法:该方法通过分析边坡上下部位的土体重力、抗剪强度和应力状态等指标,以确定边坡的稳定性。
根据力学原理和经验公式,可以评估出边坡的安全系数,从而判断边坡的稳定与否。
2. 数值模拟方法:数值模拟方法通过建立岩土边坡的数值模型,在计算机上进行模拟和计算,得出边坡的稳定性分析结果。
其中,常用的数值模拟方法包括有限元法、有限差分法等,它们能更准确地模拟边坡的力学行为,提供更精确的稳定性评估结果。
二、岩土边坡稳定性评估指标岩土边坡的稳定性评估需要考虑多个指标,常用的指标包括:1. 安全系数:边坡的安全系数是评估边坡稳定性的重要指标。
安全系数是指边坡承受外力作用下抵抗破坏的能力与发生破坏的能力之比。
当安全系数大于1时,边坡稳定;当安全系数小于1时,边坡处于不稳定状态。
2. 边坡位移:边坡位移是指边坡发生变形的程度。
边坡位移较大时,可能导致边坡的稳定性下降,甚至发生滑坡、塌方等地质灾害。
因此,边坡位移的评估对预防岩土边坡灾害具有重要意义。
3. 边坡变形:边坡变形包括水平变形和垂直变形两个方向。
水平变形是指边坡顶部和底部在水平方向上的位移差异,而垂直变形是指边坡顶部和底部在垂直方向上的位移差异。
边坡变形对边坡的稳定性评估具有重要影响。
三、岩土边坡稳定性评估的应用岩土边坡稳定性评估在建设工程和地质灾害防治中有广泛应用。
具体应用包括以下几个方面:1. 工程建设中的岩土边坡稳定性评估:在道路、铁路、水利、矿山等工程建设中,对岩土边坡的稳定性进行评估是确保工程安全的重要环节。
通过分析和评估边坡的稳定性,可以制定相应的防治措施,确保工程的顺利进行。
边坡稳定性分析
边坡稳定性分析1. 引言边坡是在土工工程中常见的一种地形特征,边坡的稳定性是工程建设中必不可少的一个考虑因素。
在土地资源有限的情况下,为了尽可能地把土地利用起来,往往需要进行大规模的平整和填土工程,而边坡的构建就是这些工程中常见的一种。
为确保边坡能够正常使用和安全运营,需要对边坡稳定性进行分析,发现潜在的稳定性问题,并采取有效措施加以解决,以减少边坡因滑坡等稳定性问题带来的危害。
2. 边坡稳定性的主要影响因素边坡稳定性的主要影响因素有以下几个方面:2.1 地质环境因素地质环境因素包括岩土体的层位、结构、断层等特点,以及岩质的物理和力学性质,这些因素会直接影响边坡岩土块体的稳定性。
2.2 气候因素气候因素主要是指气温、降雨等,因为气候因素对土壤的含水量影响较大,土壤含水量直接关系到土体的抗剪强度、摩擦角等力学性质,因此气候因素也会直接影响边坡的稳定性。
2.3 工程因素工程因素主要指在边坡的设计、施工中,采用了哪些工程措施或技术,如施工质量、施工机械的选择等。
3. 边坡稳定性分析方法根据上述因素,边坡稳定性分析可以采用切割平衡法、极限平衡法、有限元法、数值拟合法等方法进行。
其中,切割平衡法和极限平衡法是常用的方法。
3.1 切割平衡法切割平衡法又称切割解析法,是采用力学平衡原理进行切割处理的方法,先将边坡划分为一系列相邻的平衡块,然后逐块进行力学平衡分析,最终确定边坡的稳定性。
3.2 极限平衡法极限平衡法又称极限平衡分析法,是一种抗剪强度理论应用到边坡稳定问题中的方法。
该方法的基本思想是,将岩土体看作由一系列平衡体构成,通过计算边坡中每个平衡体的稳定性系数,然后比较得出最不稳定的平衡体,以此推断边坡岩土体的总稳定性。
4. 结论边坡的稳定性分析是土工工程中的重要内容,它关系到边坡的使用和安全运营。
本文介绍了边坡稳定性分析的主要影响因素和常用的分析方法,希望能够有所帮助。
在实际工程中,需要根据具体情况综合运用多种方法进行分析,以确保工程的安全性和可靠性。
岩土工程中的边坡稳定性分析与预警
岩土工程中的边坡稳定性分析与预警岩土工程中的边坡稳定性是一个非常关键的问题,尤其是在建设大型基础设施项目时。
边坡稳定性分析与预警是为了确保施工和使用阶段的安全,减少灾害风险。
本文将探讨岩土工程中的边坡稳定性分析与预警的一些关键要点。
首先,边坡稳定性分析是评估土壤和岩石斜坡在各种外部荷载和内部力的作用下的稳定性的过程。
这是一个复杂的工程分析过程,需要综合考虑地质、地下水、荷载和结构等因素。
边坡稳定性分析的目标是为了确定边坡的最佳设计参数,以确保其在当前和未来的使用条件下的安全性。
其次,边坡稳定性分析主要采用物理和数学模型来模拟和预测边坡的行为。
常见的方法包括有限元分析、准解析方法和经验公式等。
有限元分析是一种常用的数值方法,可以精确地模拟边坡的力学行为。
准解析方法则是一种常用的解析方法,可以在较短的时间内得到较为准确的结果。
经验公式则是一种经验总结的方法,适用于某些简单场景。
在实际工程中,通常会综合考虑多种方法,以提高边坡稳定性分析的可靠性和准确性。
第三,边坡稳定性分析需要准确的输入数据。
这些数据包括土壤和岩石的力学参数、地下水位和施工荷载等。
力学参数的准确性对分析结果具有重要影响。
因此,在进行边坡稳定性分析之前,必须进行详细的岩土工程勘察,确保获取准确的数据。
此外,边坡稳定性分析还需要考虑地下水的影响。
地下水位的变化会对边坡的稳定性产生重要影响,因此,必须对地下水进行精确的监测和预测。
第四,边坡预警是指在边坡发生变形或破坏之前,提前发出警示信号,以便及时采取措施防止事故的发生。
边坡预警系统通常包括监测设备和数据处理系统。
监测设备主要用于监测边坡的变形、水位和荷载等。
数据处理系统则用于收集、处理和分析监测数据,以提供预警信息。
边坡预警系统可以为工程人员提供实时的监测数据和预警信息,有助于及时采取措施保护边坡的稳定性。
在实际工程中,边坡稳定性分析与预警是一个综合性的工程问题,需要各个专业领域的工程师和科学家的共同努力。
岩质边坡稳定性分析 ppt课件
于其上的房屋29间(孔)。窑洞建于 PPT课件
21
1999年,房屋建于2002年。此次崩塌共
造成27人死亡、17人受伤。
PPT课件
2009年6月5日15时许,重 庆市武隆县铁矿乡鸡尾山 山体发生大规模垮塌,掩 埋了12户民房以及400多 米外的铁矿矿井入口,造 成10人死亡,64人失踪, 8人受伤的特大灾害。
• 你怎么称呼老师? • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你
是否会认为老师的教学方法需要改进?
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我
笨,没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
第六章 边坡稳定性的工程地质研究
均质滑坡
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2. 滑坡的分类
(2)根据滑动带的力学性质
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3.滑动面的形成机制
(1)滑动面受最大剪应力面控制:在滑动破坏之前,坡体内 没有既定的软弱面作为滑面。当剪应力超过岩体的强度极 限时,就将大致沿着最大剪应力面发生剪切滑动,常成弧 形并在斜坡的上缘附近转为陡倾的拉裂面。
(2)滑动面受已有软弱结构面控制:坡体中有软弱结构面或 软弱夹层存在,并能构成有利于滑动的结构面(或几个面的 组合面)产生滑动。因此软弱结构面的抗剪强度和产状起控 制作用,而不决定于岩石本身的强度,岩质边坡的破坏绝 大多数都是属于这种情况。
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一、地貌条件的影响
深切峡谷地区,陡峭的岸坡是容易发生边坡变形和破坏的 地形条件。通常,坡度越陡、坡高越大,对稳定越不利。崩 塌现象均发生在坡度大于60º的斜坡上。而滑坡现象虽在陡 坡地形发育较多,但在较缓的边坡上也可发生,这主要决定 于滑动面的性质。
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)
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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。
岩土工程边坡稳定性分析及治理措施
岩土工程边坡稳定性分析及治理措施摘要:当今,随着我国经济的快速发展,在岩土工程施工中,边坡稳定性施工可以提升工程的整体质量,满足岩土工程施工的需求。
一般情况下,岩土工程施工中边坡的稳定性会受到地震波、施工条件等多因素的影响,若在施工中不能科学控制,就会增强工程施工的安全隐患,严重时甚至还会造成重大的生命及财产损失。
在当前岩土工程施工中,通过强度折减法施工方案的运用,可以保证各项施工工序的稳步进行。
在整个施工中,施工单位应该认识到岩土工程边坡施工会受到裂隙岩体的破坏,因此,在当前岩土工程施工中,为了提高建筑工程施工的整体质量,应该将边坡工程施工作为核心,通过边坡稳定性、加固性施工方案的完善,保证各项施工工序的稳步进行。
关键词:岩土工程;边坡稳定性分析;治理措施引言在现代工程项目建设过程中,需要对岩土边坡的稳定性进行有效地分析,这样才能确保建筑主体结构的安全。
当前在对岩土边坡稳定性进行分析时采用的分析方法具有多样性的特点,因此,需要针对基本原理和适用范围来选择科学、合理的分析方法,有效地降低自然灾害所带来的危害。
文章分析了岩土边坡稳定性的主要影响因素,并进一步对岩土边坡稳定性的常用分析方法进行了具体的阐述。
1岩土工程中边坡稳定性分析1.1岩土工程中边坡稳定性影响因素1.1.1外部因素在岩土工程中,外部环境对边坡的稳定性产生了一定影响。
其中,影响最大的是自然降水。
不同地区具有不同的气候类型,因此其降水量也是存在一定差异的。
不同的降水量对边坡的影响也不一样。
例如,当雨水渗透到土体中,会促使土体空隙压力逐渐呈上升趋势。
在这种状况下,其自身应力是比较低的,很难确保边坡的稳定性,进而加大岩土工程施工难度。
同时,坡体植被对其稳定性也具有重要影响。
另外,虽然风蚀作用对边坡的影响不大,但它会不断促使边坡土层结构面规模扩大,在这种情况下,对边坡也会造成一定程度上的破坏。
1.1.2内在因素边坡的形态与边坡的稳定性是息息相关的,边坡的坡度与其稳定性成正比。
岩质边坡稳定分析.doc
岩质边坡稳定分析
一说到边坡,相关建筑人士还是比较陌生的,岩质边坡稳定如何进行分析?基本概况如何?以下是为建筑人士梳理边坡基本内容,具体内容如下:
中国下面通过相关内容的梳理,岩质边坡稳定分析的基本内容如下:
首先我们先了解边坡稳定性基本概况:
边坡稳定性的一般理解是边坡中的滑动体沿滑面破坏,即抗滑力与滑动力之比。
当比值等于1,为极限平衡状态;大于1,为稳定状态;小于1,为不稳定状态。
这是一种岩体破坏的稳定性概念。
岩质边坡稳定分析方式:
分析方法是以岩体结构为基础,判断边坡变形破坏的形式,应用岩体力学的基本理论和方法,做出定量评价,为边坡工程设计提供科学依据。
分析步骤如下:
①应用岩体结构分析方法,划分边坡岩体结构类型,并根据类型判断边坡破坏形式:块状结构边坡,由多组结构面组合,发生块体或楔形体破坏;层状结构边坡,由单一的层面或断层组成,沿平面发生滑动破坏;碎裂结构边坡,由多组密集的结构面组合,沿多组结构面发生追踪破坏;散体结构边坡,一般是指严重风化岩体,破坏形式近似为圆弧形。
②在岩体结构分析的基础上,根据岩体的受力条件,如岩体自重、爆破力、工程作用力、地下水作用等,用力学分析方法进行计算。
计
算方法有平面的极限平衡解析法;楔形四面体的极限平衡分析法;赤平极射投影与实体比例投影相结合的图解法;边坡岩体应力和应变状态的有限元法。
这些方法都能给出边坡稳定性的定量评价。
③在力学分析的基础上,从地质成因方面着重分析岩石性质、结构面的性质、地下水动态性质等因素随时间的变化,判断边坡稳定性的变化趋势,为确保边坡稳定提出加固措施。
根据以上步骤的综合分析结果,选定边坡设计方案,并进行技术论证和经济比较、确定合理的稳定坡角。
岩质边坡稳定性分析和可靠性评价
岩质边坡稳定性分析和可靠性评价
施戈亮;刘静
【期刊名称】《城市地理》
【年(卷),期】2015(000)008
【摘要】岩质边坡稳定性受到多种随机性因素和不确定性因素综合作用的影响,
是影响边坡工程安全的重要课题。
随着科学的发展和学者们对于岩质边坡稳定性认识的不断进步,其发展逐渐由定性向定量方向发展,表现传统研究方法逐步完善,新理论新方法不断出现并得到应用。
边坡可靠性评价作为一门新学科,其研究方法手段正处于迅猛发展阶段。
本文对这些方法的发展做了简要的总结,并提出了新的发展方向,为研究者提供参考。
【总页数】1页(P127-127)
【作者】施戈亮;刘静
【作者单位】湖北工业职业技术学院,湖北十堰442000;湖北工业职业技术学院,湖北十堰 442000
【正文语种】中文
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岩质边坡持续降雨工况下的稳定性分析
岩质边坡持续降雨工况下的稳定性分析作者:余鹏来源:《科技资讯》 2015年第4期余鹏(广州市市政工程设计研究院广东广州 510060)摘要:伴随着国民经济的日益发展,交通运输、矿山开采、水利及国防设施等项目的建设,工程中遇到岩质边坡的问题越来越多,其不良影响引起了人们的关注,而边坡稳定性评价则是边坡工程的核心问题,是岩土工程领域的一个重要课题,该文针对一岩质边坡采用ABAQUS分析方法对其的稳定情况进行分析,首先根据该边坡工程地质剖面图及其边坡物质组成和工程地质性质建立边坡变形演化计算模型,再在持续降雨工况下进行数值模拟分析,最后得出可靠结论,为该边坡的除险加固提供依据。
关键词:岩质边坡 ABAQUS 有限元数值模拟中图分类号:TV223 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)0049-02边坡滑坡是地质灾害中的一种,是山体斜坡自然或人为的变形现象,能给人类造成巨大的生命财产损失,而边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取防护措施的重要依据,是边坡工程中最重要和基本的问题。
要降低滑坡所造成的危害,则需要对滑坡进行深入的研究,首要任务就是正确的评价滑坡的稳定性。
随着计算机的迅速发展,数值模拟方法也得到迅猛的发展,目前边坡稳定性分析中也大量采用该方法,该文主要采用ABAQUS有限元数值模拟来对某水电站一级厂房后边坡进行稳定性分析与评价。
1 ABAQUS分析方法1.1 计算机模型建立ABAQUS分析方法可根据有限元基本方程、Mohr-Coulomb模型及库仑摩擦模型针对边坡物质组成和工程地质性质进行建模[1]。
(1)有限元基本方程。
有限元分析是在地质体力学形态本构模型和工程地质模型的基础上求解地质体应力及稳定状态过程的数值模拟方法,以达到对地质体变形破坏进行描述的目的。
有限元基本方程包括平衡方程、物理方程和几何方程。
①平衡方程。
②物理方程。
根据塑性增量理论,各向同性材料的应力应变关系可以写成式4。
岩质边坡稳定性分析方法综述
岩质边坡稳定性分析方法综述摘要:就目前情况来看,岩质边坡稳定性分析方法数量较多且分类与适用条件也各有不同。
本文以定性分析方法和定量分析法对岩质边坡稳定性进行相应梳理和分析,并将各种分析方法中的优缺点进行阐述,以帮助边坡工程设计过程中能够选择合理、可靠的分析方法,推动岩质边坡稳定性分析方法持续发展。
关键词:边坡稳定性;定性分析;定量分析伴随我国社会经济的发展,推动国家道路建设的发展,而在道路建设过程中有时会涉及到与岩石相关的工程,自然会遇到边坡稳定性相关问题。
就当前情况来看,虽然有许多可以进行边坡稳定性分析的方法,但这些分析方法都有其各自的局限性与适用条件,所以,在对岩质边坡进行实际分析过程中,应结合工程当中的边坡实际情况,选择合适的分析方法对其进行分析与评价,以保证评价结果足够客观、可靠、合理。
当前大多数工程所采用的分析方法主要有定量分析法与定性分析法,而定量分析法又分为确定性分析法与不确定分析法两种。
一、定性分析方法在对边坡的成因及演化、边坡稳定性影响因素、可能的变形破坏方式、力学机制的失稳等相关方面进行分析时,一般都会采用定性分析法进行研究分析,并对边坡的发展趋势与稳定性给出定性说明。
通过采用定性分析法使边坡的稳定性得到快速的预测与评价,但缺点也较为明显,那就是经验性较强,且没有一定的数量界限。
以下为常用的定性分析方法。
1.历史成因分析法该方法一般适用于对天然边坡进行评价和分析。
通过对边坡的变形破坏程度与迹象进行分析研究,并结合其所处的地质构造环境来进行边坡历史演变的还原,以对边坡进行稳定性评价和其发展趋势进行有效预测。
2.工程地质类比法工程地质类比法比较适合在中小型的工程中应用,因为其具备相应的经验属性与地区属性特点,而若是想要在大型工程中使用该方法,则必须要与其他方法配合使用。
该方法主要是将过去研究过的边坡稳定性情况、影响因素、处理方法及治理经验进行整理,以便将其用在与之情况相似的边坡研究上,并逐渐延伸出专家系统、边坡工程数据库和范例推理评价法。
浅析岩质边坡稳定性分析方法
浅析岩质边坡稳定性分析方法摘要:介绍了影响岩质边坡稳定性的主要因素及相关分析方法,通过对某工程实例进行三维值模拟,分析其应力场特征,对岩质边坡的破坏机理进行了分析和评价,并提出相关结论。
关键词:岩质边坡;稳定性分析;影响因素;数值模拟;破坏机理分析引言随着城市规模扩大以及公路建设的步伐不断加快,城市道路网不断向周边山区延伸,山区公路在建设和运营阶段所遇到的边坡稳定性问题也日渐增多。
由于公路等级要求,山区公路修建时往往需对山体开挖,在一定程度上破坏原有的稳定岩体,形成人工边坡。
边坡的稳定度、可靠度对整条公路的交通运输安全有重大影响。
因此,对边坡的稳定性分析评价,提出合理的防治措施,避免造成人民生命财产安全的损失,提高工程的总体经济效益,是岩土工程中的重要课题,同时也向广大工程技术人员提出了更高的要求。
一、岩质边坡稳定的影响因素边坡受自身结构及强度、自然外力和人类活动的影响,具有许多复杂的影响因素,其实质是内外因综合作用的结果。
1.1 岩体结构岩体结构是决定岩质边坡和失稳形式中最直接和重要的因素[1]。
岩体结构可分为块状、层状、碎裂、松散四大类[2]:(1)块状结构:岩性一般为岩浆岩、中深变质岩、厚层沉积岩,岩体成块状或厚层状,结构面不发育,多为刚性结构面。
所形成的边坡稳定条件好,易形成高陡边坡,失稳破坏形式多为沿某一组结构面崩塌或滑动,边坡稳定性受结构面抗剪强度和岩石抗剪强度控制。
(2)层状结构:岩性一般为沉积岩、层状变质岩或多次喷发的岩浆岩,岩体多成互层状,结构面发育,软弱夹层或层间错动多为贯穿结构面。
边坡稳定性受包括岩层走向、夹角大小、岩层倾角组合、岩层厚度、层间结合能力、反倾结构面发育程度及强度等因素控制。
(3)破碎结构:岩性可为构造影响带、破碎带、蚀变带或风化破碎的各种岩石,岩体的结构面发育,分布无规则,破碎的岩块间存在咬合力。
边坡稳定性一般较差,稳定性受岩块间的镶嵌及咬合力控制。
(4)松散结构:岩性同破碎结构基本一致,岩体多为泥土夹体积较小的破碎岩块构成,软弱结构面发育成网状。
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第25卷增2岩石力学与工程学报V ol.25 Supp.2 2006年10月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.,2006 广州科学城岩质边坡稳定性可靠度分析阙金声1,陈剑平1,石丙飞1,2,王清1,徐佩华1(1. 吉林大学建设工程学院,吉林长春 130026;2. 广东省物料实验检测中心,广东广州 510080)摘要:边坡稳定性问题是边坡工程最关键的问题,如何研究其稳定性也是岩土工程的重点研究课题。
把Monte Carlo 法引入边坡稳定性分析和评价中,借助传统的极限平衡理论,建立边坡稳定性分析的极限状态函数。
运算过程中采用伪随机数的方法生成服从正态分布的抗剪强度参数随机变量,进而求出边坡安全系数、安全系数的可靠度指标和失效概率。
与传统的极限平衡方法相比,可靠性分析可以直观地反映边坡稳定的可靠程度及其失效概率,能为边坡工程支护设计提供更为可靠的参数,同时也能为生产提供指导作用。
因此,可靠度分析方法是边坡稳定性评价的有效方法,具有广泛的应用前景。
关键词:工程地质;边坡稳定性;可靠度指标;Monte Carlo法;失效概率中图分类号:P 642 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006)增2–3737–06 RELIABILITY ANALYSIS OF ROCK SLOPE STABILITY IN GUANGZHOUSCIENCE CITYQUE Jinsheng1,CHEN Jianping1,SHI Bingfei1,2,WANG Qing1,XU Peihua1(1. College of Construction Engineering,Jilin University,Changchun,Jilin130026,China;2. Guangdong Province Material Testing Center,Guangzhou,Guangdong510080,China)Abstract:The slope stability is the most important problem in the slope engineering. How to study the problem is one of the major subjects in geotechnical engineering. The widely used Monte Carlo method is adopted in this paper to analyze and evaluate the reliability of slope stability,which is popular in the geotechnical engineering. Before the simulation is performed,the limit state function is established on the basis of traditional limiting equilibrium theory. During the calculation,the probability theory,mathematical statistics and some other necessary mathematical algorithms are used in the calculation program. The pseudo-random variable will be created by the computer program,and then the reliability index and failure probability of slope can be figured out by the Monte Carlo simulation technique. All the calculation and analysis processes are performed automatically by the computer program designed by Microsoft VC++ program language. Analytical results will be output in the form of charts and tables. The practical application in the reliability analysis of rock slope stability indicates that more effective information about the slope stability can be gained by the Monte Carlo method. The conclusion can be drawn that reliability analysis is a new trend to the slope engineering. Compared with the traditional limit equilibrium method,the reliability analysis can directly reflect the failure probability and degree of reliability of slope,which can provide more reliable parameters for the design of slope engineering and direct the construction. In a word,the reliable analysis method of slope stability is a new and effective method with extensive prospect and will be widely used in the geotechnical engineering.Key words:engineering geology;slope stability;reliability index;Monte Carlo method;failure probability收稿日期:2005–12–31;修回日期:2006–03–21基金项目:教育部优秀年轻教师基金资助项目(120413133);留学回国人员科研启动基金资助项目(20011302008)作者简介:阙金声(1979–),男,2002年毕业于吉林大学勘查技术与工程专业,现为吉林大学建设工程学院地质工程专业博士研究生,主要从事工程地质和岩土工程方面的研究工作。
E-mail:quejs@,chenjpwq@• 3738 • 岩石力学与工程学报 2006年1 引言可靠度分析理论在岩土工程中的应用研究在我国最早是从20世纪70年代后期开始的,起步较晚,但发展很快。
如今可靠度理论在岩土工程中的应用已成为热门研究课题。
由于岩土工程问题的特殊性,再加上研究岩土设计参数的概率特性比建筑材料要困难得多,因此岩土工程领域的可靠性研究滞后于上部结构[1]。
边坡工程是岩土工程的一个方向,其最关心的问题是边坡安全问题,采用可靠度理论来分析其稳定性是非常有效的手段。
边坡可靠性分析的目的就是要把特定的边坡工程性质和工作状态的不确定性定量化,进而把这些不确定性纳入到边坡设计过程[2],或者求得边坡的安全程度或边坡的极限承载力的大小[3]。
在边坡工程稳定性分析中,参数一般是通过勘察取样及现场测定,但是数量有限,不能完全反映具有非线性和各向异性的边坡岩土体参数的总体特征。
边坡体的任何性质都不存在唯一的确定值,而具有一定的随机性。
传统的边坡稳定性分析所得的安全系数都是确定的,这就与岩土体参数本身具有随机性不符。
对于随机事件来说,研究其发生的概率非常重要。
因此在边坡工程的分析设计时,必须采用可靠度分析[4],以便有效地减少岩土材料各向异性带来的影响。
由于边坡抗剪强度参数c,ϕ值是边坡稳定性分析的重要参数,因此应用概率统计的手段来分析基于抗剪强度参数c,ϕ的边坡稳定性可靠度具有重要意义。
但此类参数在统计上往往呈现多重拟合特性,使用哪种分布概型进行可靠度分析非常重要[5]。
在目前经常使用的边坡可靠性分析方法中,几乎所有的可靠性分析方法都对基本变量的统计特征作了服从正态分布且各变量之间统计独立的前提性假设[6]。
2 可靠性分析方法及分析步骤岩土工程中常用的可靠度分析方法有一次二阶矩法、JC法、Monte Carlo法、验证荷载法、有限元法等[7]。
本文应用Monte Carlo法来研究基于抗剪强度参数的边坡稳定性可靠度问题,该方法是研究概率可靠度问题的有效数值模拟方法。
2.1Monte Carlo可靠度模拟简介Monte Carlo法称为随机抽样技术或统计试验方法,是人工产生和利用随机数的方法的总称。
该方法应用抽样理论,借助于计算机研究随机变量,能精确地求解可靠度。
这种方法最初是由冯·诺伊曼(V on Neumann)和乌拉姆(Ulan)提出来的,原理和方法都极为简单,是以赌博闻名于世的摩洛哥城市Monte Carlo命名的。
模拟方法具有许多优点,只要模拟次数足够多,就能得到一个相对精确的可靠度解。
但是模拟方法与所得失效概率和模拟次数有很大关系,需要做大量的重复模拟。
随着计算机运行速度的提高,这个问题也将被迎刃而解[8]。
在边坡稳定性分析中,应用模拟方法,首先要建立一个符合边坡稳定性评价的极限状态方程,它由功能函数来描述。
通常把边坡稳定性分析中的所有参数或变量都认为是随机变量,在此基础上采用基于可靠度理论的计算方法。
当有几个随机变量影响结构的可靠度时,其功能函数Z可表示为Z = g(X1,X2,X3,,L Xn) (1)式中:Xi(i = 1,2,,L n)为影响边坡稳定性的各种因素或者基本变量。
当Z>0时,边坡处于可靠状态;当Z = 0时,边坡处于极限状态;当Z<0时,边坡处于失效状态。
式(1)为边坡稳定性的极限状态方程,表示边坡处于失稳的临界状态,是边坡稳定性可靠度分析的重要依据。
对于边坡工程稳定性分析而言,岩土体抗剪强度参数c,ϕ值是影响其分析计算结果的最重要因素之一。
把这2个参数看作是随机变量,其他影响参数看作既定条件,则可建立如下边坡稳定性极限状态函数:Z = g(c,ϕ) (2) 式(2)中,边坡抗剪强度参数c,ϕ值为相互独立并具有一定分布的随机变量,这里把功能函数Z 定义为安全系数。