边坡稳定性分析模式及流程
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。
边坡稳定性分析方法
(2) 条分法中的和求解条件
第 i 条 土 的 作 用 力
Hi+1 Wi Pi hi Hi Ti Ni Pi+1 hi+1
边坡稳定性分析方法
共n条土的未知量数目
(2)条分法中的力和求解条件
Pi o Wi是已知的 o 作用在土条体底部的力与作用点： h i Hi n Ni Ti ti 共3n个 o 作用在边界上的力及作用点： Ti o Pi Hi hi 共3(n-1)个 o （两端边界是已知的） o 假设总体安全系数为Fs (且每条Fs都相等) o Fs 共1个 o 未知数合计=3n+3(n-1)+1=6n-2
3) 假设 Hi=0（不计条间切向力） — (n-1)
(2)．安全系数公式
1 m (Cibi Witgi ) i Fs Wi sin i
sin i tg i mi cos i Fs
其中
边坡稳定性分析方法
圆心O，半径R
(3) 毕 肖 甫 法 计 算 步 骤
讨论
o 由于未知数为6n-2个 o 求解条件为4n个 o 二者相差(2n-2)
•因而出现了不同的假设条件，对应不同计算方法
§整体圆弧法：n=1, 6n-2=4个未知数，4个方程 §简单(瑞典)条分法：Pi=Hi=hi=0, ti=li/2 共2（n+1）个未知数 §其他方法： 大多是假设力作用点位置或忽略一些条间力
边坡稳定性分析方法
影响边坡稳定性主要因素及其表征参数
因 素 序号 大类 中类 组数 岩 体 结 构 结构面发育 程度 间距 结合程度 形状及大小 结构体特征 咬合程度 岩性 Ⅱ 岩石 强度 风化程度 坚硬程度 成分（胶结物） 结构（胶结程度） 构造（层厚） 岩体 完整 程度 岩体结 构类型、 完整性 指数 小类 综合 反映 表征 参数 备注
边坡稳定性分析—
第一章绪论1．1引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。
滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
边坡稳定性分析方法
极限平衡法-条分法
B D
A
C
q
w一些常见的条分法 Nhomakorabea方法
瑞典法
简化Bishop法 简化Janbu法 陆军工程师团法 Lowe法 余推力法 广义Janbu法 严格Bishop法 Spencer法 Morgenstern-Price
• 边坡滑动面形状
• 平面 直线
• 曲面 曲线
•
折线
边坡稳定性验算的计算参数
1、多层土体验算数据的确定
C1h1+c2h2+c3h3+
C =————————
∑h
h1 c1 h2 c2 h3 c3
2、边坡坡度的取值
• 平均坡度法 • 连线法
2.1.3 边坡稳定性分析基本理论
边坡稳定分析的方法较多，归为两大类，即 以极限平衡理论为基础的条分法和以弹塑性理论 为基础的数值计算方法。
2.滑动面上的浮托力
因水从张裂隙进入滑动面，并在滑动面出露处流 出，即设地下水在出露处压力为零，滑动面上水压力 呈三角形分布。由于浮托力为静水压力，故其沿滑面 平行方向分力为零。
浮托力：
Ff
Ffv
1 2 Zw
H Z
sin
w
3.滑动体重力 垂直于滑面的分力：Wv=Wcosα 平行于滑面的分力：Wp=Wsinα 4.爆破震动力 垂直于滑面的分力：Fv=Fsin α 平行于滑面的分力：Fp=Fcosα
➢滑动面在坡面上出露，滑面倾角β小于坡面角α，大于滑 面内摩擦角φ
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法至今为止，广大学者针对边坡稳定性的分析方法主要包括以下两个方面。
(一)定性分析方法此方法的研究对象主要包括边坡稳定性的影响因素、边坡失稳破坏时的力学作用、边坡的工程价值等，以及结合边坡的形成历史，从定性的角度解释和说明了边坡的发展方向及稳定性情况。
该方法的优势在于充分地分析了影响边坡稳定性中各个因素的相互作用关系，能够快速地评价边坡的自稳能力。
具体包括以下几个方面：(1)自然历史分析法自然历史分析法主要是通过分析边坡发育历史进程中的各种自然影响因素，包括边坡自身的变形情况、发育程度以及边坡分布区域的地貌特征、岩层性质、构造活动等，进而评价边坡的总体情况和稳定性特征，同时也可以预测将来可能导致边坡变形和失稳的触发因素。
该方法对边坡稳定性所做出的评价是从边坡的自然演化方面入手的。
(2)工程地质类比法工程地质类比法首先需要对边坡概况进行充分了解，包括组成边坡的岩体岩性、产状和结构面特征。
然后将目前已知的边坡稳定性情况和需要研究的边坡进行对比，记录两者之间的相似性与差异性，以此分析出所要研究边坡的稳定性情况和破坏模式。
为了能够准确地类比分析，就需要对现有边坡的环境地质条件进行全面的调查记录，并建立数据库。
该方法能够大致判断出研究对象的稳定性发展状况和趋势。
(3)图解法图解法通过在示意图上表示出边坡本身各类参数的组合关系来对边坡的稳定情况、破坏特征、破坏因素以及未来的发展方向进行分析。
常用的图解法包括极射赤平投影、边坡等比例投影等。
该方法的优势在于可以直观地表示影响边坡稳定性的因素。
(二)定量分析方法此方法主要通过数值法和极限平衡法等数学手段，依靠计算软件，更加精确地给出满足实际情况的边坡稳定性分析结果。
(1)极限平衡法主要是按照摩尔-库伦强度准则，通过分析作用在土体上的静力平衡条件来判断边坡的稳定性情况，最常见的极限平衡法是条分法，该方法经过100多年的发展，已经成为目前工程实践中使用最为广泛的一种方法。
边坡稳定性分析模式及流程
一、土岩混合边坡分析土岩混合边坡稳定性分析一般有四种:1、上部土层及风化层内部的破坏（圆弧或折线，受土体强度控制，软件自动搜索最危险滑面）；2、沿土岩交界面滑动破坏（土与风化层面或土、风化层与基岩面，受交界面强度控制，软件指定交界面进行计算稳定性，采用圆滑滑动（均质土体时）和折线滑动（覆盖层与基岩面时）两种计算）；3、下部岩体结构面破坏（受结构面控制，平面或楔形体破坏，倾倒破坏也可能。
先用赤平投影定性分析（龙海涛和理正结合使用），根据定性情况，若不稳定，则用理正进行定量稳定性计算（平面滑动和楔形体滑动））。
4、上部土体圆弧滑动，下部岩体沿结构面滑动破坏（分析了1和3后，二者都不稳定时，则对边坡整体进行计算，采用1的最危险滑动面与3的平面滑动面组合成上部圆弧，下部直线（层面、某节理裂隙或结构面组合的交线）的整体滑动面，采用传递系数法进行稳定性计算），则1.2.3.4得到四种稳定系数，根据稳定系数进行综合评价。
5、极软岩边坡可能受岩土体强度控制，也可能受结构面控制，故也应对边坡整体进行稳定性计算，采用圆弧滑动（简化毕肖普法）和折线滑动（传递系数隐式解法）分别进行计算。
6、若1.2稳定，3不稳定，则会发生下部岩体沿结构面滑动破坏，从而带动上部土体一起滑动破坏。
故下部岩体稳定性很重要。
综合內摩擦角是对平面滑动的，若提粘聚力很小，甚至为零，只有內摩擦角，则破坏模式为平面滑动，如砂砾石层，岩层等。
若判断破坏模式为圆弧滑动，则必须提粘聚力与內摩擦角，如破碎岩层、强风化层与上部土层可能发生圆弧滑动破坏。
故，提不提粘聚力，可否换算成综合內摩擦角，取决于判断其破坏模式是圆弧还是平面滑动。
下部为极软岩的土岩混合边坡除按岩质边坡分析外，还需计算五种滑动面稳定系数，如下：（下部为硬质的边坡，可不计算整体圆弧滑动，整体折现滑动视基岩内部裂隙及破碎带二、岩质边坡分析（综合内摩擦角计算公式见《建筑边坡工程技术规范2002版》条文说明4.5.5,规范公式错误，应为）1、岩体c、ψ值根据规范及试验综合确定，边坡高度取最大高度。
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。
如何进行边坡稳定性分析与预测
如何进行边坡稳定性分析与预测边坡稳定性是土木工程中非常重要的一个问题，它涉及到土地开发、公路建设、建筑物设计等方方面面。
因此，进行边坡稳定性分析与预测是土木工程师必须要掌握的技能之一。
边坡稳定性分析与预测的目的是确定边坡在外力作用下是否稳定以及其破坏形式。
通常来说，这个过程可以分为多个步骤，以确保边坡的安全性和稳定性。
首先，我们需要了解边坡的基本特征和土质情况。
这包括边坡的高度、坡面倾斜角度、土壤类型和土壤湿度等。
对土壤类型的了解对于确定边坡的强度参数和水文参数至关重要。
我们可以通过采样和实验室测试来获取土壤的物理和力学特性数据。
接下来，我们需要分析边坡的稳定性。
通常，我们会使用力学模型或数值模拟来对边坡进行分析。
这些模型可以通过使用数学方程和力学原理来描述边坡所受力的平衡情况。
通过应力和变形的分析，我们可以评估边坡的稳定性。
然而，为了得出更准确的结果，稳定性分析还需要考虑到边坡所受到的外部力量。
这些外部力量包括地震、降雨、洪水等自然灾害因素。
这些因素都会对边坡的稳定性产生重要影响。
因此，在进行稳定性分析时，我们需要考虑这些外部力量的作用，以确保边坡在任何可能的情况下都能保持稳定。
除了稳定性分析，边坡的预测也是非常重要的。
预测边坡的行为可以帮助我们采取相应的措施来保护人身安全和财产安全。
通过模拟和预测，工程师可以评估不同的工程方案，确定最优解决方案，并制定相应的应对措施。
在进行边坡稳定性分析和预测时，还需要考虑随时间的变化。
因为边坡稳定性是一个动态过程，随着时间的推移，边坡的稳定性可能会发生变化。
因此，我们需要对边坡的长期行为进行预测，并采取适当的措施来确保其稳定性。
总之，边坡稳定性分析与预测是土木工程中至关重要的一环。
通过对边坡的基本特征和土壤情况的了解，以及使用适当的力学模型和数值模拟，我们可以评估边坡的稳定性并预测其行为。
同时，考虑到外部力量以及时间的变化，我们能够制定合理的对策来保护人身安全和财产安全。
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
边坡稳定性分析原理及防治措施
第一部分边坡稳定性分析原理及防治措施1.边坡稳定性基本原理1.1边坡稳定性精确分析原理要对边坡稳定性问题进行精确分析，首先要对材料性能进行透彻的的研究实验，查清它的各种应力--应变关系以及它的屈服、破坏条件。
假定这些问题都已查清，那么从理论上讲，边坡在指定荷载下的稳定性问题是可以精确解决的。
七步骤大致如下：（1）进行边坡在指定荷载下的应力、变形的精确分析。
分析过程中，要采用合理的数学模型来反映材料的特性，务使这种数学模型能够如实表达出材料的主要性能，例如应力—应变间的非线性、卸载增荷性质、屈服破坏性质等等。
分析工作要通过计算机和非线性有限单元法进行。
（2）这种精确计算的数学分析将给出各点应力、应变值。
例如，就抗剪问题讲，通过分析得到了每一点上的抗剪强度τ= c +fσ，从而可以算出每一部分点上的局部安全系数。
如果每一点上的K均大于1，整个计算体系在抗剪上当然是安全的。
如果有个别点已达屈服，则由于在计算程序中已反映力材料性质，这，表明这些部位已进入屈服状态。
只要这些屈服区是些部位的τ将自动等于τf孤立的、小范围的，而没有形成连贯的破坏面，那么，在指定荷载下该体系仍是稳定的。
进入屈服状态的部位大小，野可以给出一个安全度的概念。
反之，如果屈服的部位已经连成一个连贯的破坏面，甚至已求不出一个满足平衡要求的解答，就说明该体系在指定荷载下已不能维持稳定。
（3）如果要推算“安全系数”，首先要给出安全系数的定义。
第一种方法，是将荷载乘以K，并将K逐渐增大。
每取一个K值就进行如上一次分析，直到K达到某临界值，出现了连贯性断裂面或已无法求得解答为止。
这个临界值就是安全系数。
显然，这样求出的K具有“超载系数”性质。
第二种方法，是将材料的强度除以K，并用于计算中，逐渐增加K,使其强度逐渐降低，直至失稳。
相应的K值就是安全系数。
显然，这样求得的K具有“材料强度储备系数”的意义。
上述方法虽很理想，但是近期内还不能实现。
首先，要进行这种合理分析，必须对材料的特性有透彻、明确的了解。
02边坡稳定性分析
§2.1概述
2.1.4刚体极限平衡法 条分法就是一种刚体极限平衡分析法。
其思路为：假定边坡的岩土体破坏是由于边坡 内产生了滑动面，滑动面以上坡体沿滑动面滑动而 造成的。假设滑动面已知，取滑动面以上的滑体为 隔离体，通过考虑隔离体的静力平衡，来确定滑动 面上的滑体的稳定状态及下滑推力。
隔离体由若干个人为分隔的竖向土条组成。 常用的条分法包括瑞典圆弧法、毕肖普法、不 平衡推力传递系数法等。
§2.2平面滑面边坡
2.2.2岩质边坡 边坡有张节理时，计算也不复杂。即将静水压力产 生的效果(沿坡面切向分力会增大下滑力，沿坡面法向分 力会减小阻滑力)考虑进去，重新计算安全系数即可。
U-水压力在 滑动面上产 生的浮力 V-张性断裂 面上的水压 力
W cos
V W
W sin
V sin
§2.1概述
2.1.6条分法的应用 条分法种类较多，工程中用极限平衡理论进行 边坡稳定性分析时，常用“瑞典圆弧法、毕肖普 (Bishop)法、简布(Janbu)法和不平衡推力传递系数法” 等方法计算。主要是由于不同的滑动面形式，需要进 行不同的计算简化，也就对应着不同的计算方法。 1. 滑面为单一平面。这种滑动形式的稳定性计 算分析方法较为简单，主要应用于砂土类非粘性土质 边坡以及有软弱夹层的岩石类边坡稳定性分析。 2. 滑面为圆弧面或近似圆弧面。这种滑动形式 的稳定性计算分析方法常用瑞典圆弧法或毕肖普 (Bishop)法 ，是最常用的条分法，主要应用于大多数 的粘性土质边坡稳定性分析。
常用边坡稳定条件形态对比法和边坡失稳条件 对比法两种方法。
§2.1概述
2.1.3工程地质类比法 1.稳定条件形态对比法
研究稳定边坡形态的规律性，并与待分析的边 坡进行比较，然后定性第判断该边坡的稳定性。
土木工程知识点-边坡工程稳定性及处理方法
土木工程知识点-边坡工程稳定性及处理方法我国是一个多地质灾害的国家，在众多的地质灾害中，边坡失稳灾害以其分布广危害大，而对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。
因此，研究边坡变形破坏的过程，分析其失稳的主要影响因素，对正确评价边坡的稳定性、采取相应有效的边坡加固治理措施具有重要的现实意义。
1 、边坡工程稳定性分析1.1 边坡稳定性的影响因素边坡在形成的过程中，其内部原有的应力状态发生了变化，引起了应力集中和应力重分布等。
为适应这种应力状态的变化，边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏，这是推动边坡演变的内在原因；各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化，这些条件是推动边坡演变的外部因素。
1.1.1 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。
1.1.2 气候因素极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。
1.1.3 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。
1.1.4 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。
1.1.5 人类活动据统计，50%以上的滑坡事件与人类活动有着直接或间接的关系。
随着社会经济的发展，自20世纪中期以来，人类活动的力量日益剧增，并表现出逐渐取代自然营力。
在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。
边坡稳定性分析方法
第二节边坡稳定性分析方法力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。
1．力学验算法(1)数解法假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行验算，从中找出最危险滑动面，按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。
此方法计算较精确，但计算繁琐。
(2)图解或表解法在图解和计算的基础上，经过分析研究，制定图表，供边坡稳定性验算时采用。
以简化计算工作。
2．工程地质法根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究，通过工程地质条件相对比，拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据，作为确定路基边坡值的依据。
一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算，用工程地质法进行校核；岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。
3．力学验算法的基本假定滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。
一、直线滑动面法松散的砂类土路基边坡，渗水性强，粘性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力。
失稳土体的滑动面近似直线状态，故直线滑动面法适用于砂类土：如图2-2-4所示，验算时，先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面，将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD，沿假设的滑动面AD滑动，其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计)：验算的边坡是否稳定，取决于最小稳定系数Kmin的值。
当Kmin＝1.0时，边坡处于极限平衡状态。
由于计算的假定，计算参数(r，Ψ，c)的取值都与实际情况存在一定的差异，为了保证边坡有足够的稳定性，通常以最小稳定系数Kmin≥1.25来判别边坡的稳定性。
但Kmin过大，则设计偏于保守，在工程上不经济。
当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时，其粘聚力很小，可忽略不计，则式（2-2-3）变为：式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。
二、圆弧滑动面法用粘性土填筑的路堤，边坡滑坍时的破裂面形状为一曲面，为简化计算，通常近似地假设为一圆弧状滑动面。
边坡稳定性分析模式及流程
一、土岩混合边坡分析土岩混合边坡稳定性分析一般有四种:1、上部土层及风化层内部的破坏（圆弧或折线，受土体强度控制，软件自动搜索最危险滑面）；2、沿土岩交界面滑动破坏（土与风化层面或土、风化层与基岩面，受交界面强度控制，软件指定交界面进行计算稳定性，采用圆滑滑动（均质土体时）和折线滑动（覆盖层与基岩面时）两种计算）；3、下部岩体结构面破坏（受结构面控制，平面或楔形体破坏，倾倒破坏也可能。
先用赤平投影定性分析（龙海涛和理正结合使用），根据定性情况，若不稳定，则用理正进行定量稳定性计算（平面滑动和楔形体滑动））。
4、上部土体圆弧滑动，下部岩体沿结构面滑动破坏（分析了1和3后，二者都不稳定时，则对边坡整体进行计算，采用1的最危险滑动面与3的平面滑动面组合成上部圆弧，下部直线（层面、某节理裂隙或结构面组合的交线）的整体滑动面，采用传递系数法进行稳定性计算），则1.2.3.4得到四种稳定系数，根据稳定系数进行综合评价。
5、极软岩边坡可能受岩土体强度控制，也可能受结构面控制，故也应对边坡整体进行稳定性计算，采用圆弧滑动（简化毕肖普法）和折线滑动（传递系数隐式解法）分别进行计算。
6、若1.2稳定，3不稳定，则会发生下部岩体沿结构面滑动破坏，从而带动上部土体一起滑动破坏。
故下部岩体稳定性很重要。
综合內摩擦角是对平面滑动的，若提粘聚力很小，甚至为零，只有內摩擦角，则破坏模式为平面滑动，如砂砾石层，岩层等。
若判断破坏模式为圆弧滑动，则必须提粘聚力与內摩擦角，如破碎岩层、强风化层与上部土层可能发生圆弧滑动破坏。
故，提不提粘聚力，可否换算成综合內摩擦角，取决于判断其破坏模式是圆弧还是平面滑动。
下部为极软岩的土岩混合边坡除按岩质边坡分析外，还需计算五种滑动面稳定系数，如下：（下部为硬质的边坡，可不计算整体圆弧滑动，整体折现滑动视基岩内部裂隙及破碎带二、岩质边坡分析（综合内摩擦角计算公式见《建筑边坡工程技术规范2002版》条文说明4.5.5,规范公式错误，应为）1、岩体c、ψ值根据规范及试验综合确定，边坡高度取最大高度。
边坡稳定性分析
第三章 边坡稳定性分析
第一节 概 述
路基的稳定性，一般取决于边坡的
稳定性和地基的稳定性，路线在跨 越深沟或高架桥的桥头引道都要修 筑高填土路堤，一般对此要进行个 别设计，进行稳定性验算。 路基的稳定性分析的目的，就是要 确定一个合理的路基形式，选择一 个经济、稳定的边坡值，为是否进 行路基防护、加固提供依据。
把小段的重量Q分解为垂直于小段滑
动面的垂直方向N（N=QCOSα）和 切于该滑段的切向方向T（T= QSINα）
α Q
滑动面上的可能反力有摩擦力Nf和
粘聚力CL，假定土条间无侧向力作 用，或若有但于滑弧的切向方向。
2、圆心辅助线的确定
4.5H法 36°角法
4.5H法
查表得β1、 β2
要分析：
1）地质情况
工程特点、成因、成分、密实程度 2）自然条件 气候、水文、温度 3）其它 边坡方位、高度、开挖方法、深孔爆破 4）配合土工实验
设计方法的选择:
应根据土石成分及其表现的性质来确 定，一般的的选择方法是： 土质 采用“力法” 岩质 采用“工法”为主，“力法” 为辅
是刚体；
2、极限平衡状态只是在破裂面上达到； 3、不考虑内应力作用。
适用于松散土体（砂、砾、石 等）填筑的路堤、多坡滑坍时的 力学验算，验算的方法是假设滑 动面通过坡脚或变坡点，计算填 土沿滑动面下滑的稳定系数K。
α
下滑力
T=Qsinα
抗滑力
R= Qcos αtanφ +CL
K=R/T
验算数据的选择
验算时所采用的数据，最好都有试验依据。不可 能时应按P24页表格选用数据。 在参数的选择中C， 较难确定，在基底开挖台阶 时，可在填土与基底的C， 值中取两者中较小的。 再不设台阶的山坡上，考虑到水沿滑动面的渗流 影响，C值一般较小可以忽略不计。f值一般在 0.25~0.60之间。 按滑动面的形式，可分为单坡滑动面和多坡滑动 面。
常用的边坡稳定性分析方法
常用的边坡稳定性分析方法土坡就是具有倾斜坡面的土体。
土坡有天然土坡，也有人工土坡。
天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。
本章主要学习目前常用的边坡稳定分析方法，学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。
第一节概述学习土坡的类型及常见的滑坡现象。
一、无粘性土坡稳定分析学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。
要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程，坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。
二、粘性土坡的稳定分析学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。
要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。
三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。
四、土坡稳定分析讨论学习讨论三个问题：土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。
第二节基本概念与基本原理一、基本概念1．天然土坡(naturalsoilslope)：由长期自然地质营力作用形成的土坡，称为天然土坡。
2．人工土坡(artificialsoilslope)：人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土坡。
3．滑坡(landslide)：土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位移，以至丧失原有稳定性的现象。
4．圆弧滑动法(circleslipmethod)：在工程设计中常假定土坡滑动面为圆弧面，建立这一假定的稳定分析方法，称为圆弧滑动法。
它是极限平衡法的一种常用分析方法。
二、基本规律与基本原理（一）土坡失稳原因分析土坡的失稳受内部和外部因素制约，当超过土体平衡条件时，土坡便发生失稳现象。
1．产生滑动的内部因素主要有：（1）斜坡的土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。
边坡稳定性分析
（3）根据边坡走向和倾向，再通过M
点做边坡投影DMD。 （4）根据边坡投影DMD，利用吴氏
网可求得坡面倾角为54°，此角即为
稳定坡角。
c.特殊情况一：
结构面走向与边坡走向成直交时，稳定坡角最大，为900。
d.特殊情况二：
结构面走向与边坡走向平行时，稳定坡角最小，结构面倾角即为稳定
坡角。
e.一般情况： 结构面走向与边坡走向斜交时，稳定坡角由结构面倾角α变到900。
⑨地震基本烈度和动参数；
⑩边坡施工开挖方式、开挖程序、爆破方法、边坡外荷载、坡脚采空和开挖坡的 高度和坡度等。
边坡稳定性的评价方法
一、地质分析法
1. 地质历史成因分析法 地质分析法是根据边坡的地貌形态、地质条件和边坡变形破坏的基本 规律，追溯边坡演变的全过程，预测边坡稳定性发展的总趋势和边坡变形 破坏方式，对边坡的稳定性作出定性评价。对发生过滑坡的边坡，则判断
简化Janbu法通过以上假定计算所得安全系数为F0，然后利用一个修正系数
f0
H tan
c
来考虑条间剪力的影响。修正后的稳定系数为 F f 0 F0
2. 假定条间力倾角 i 的值或分布 此类方法有陆军工程师团法、罗厄法、不平衡推力法、Spencer法和M-P法。 （1）陆军工程师团法假定条间力的方向与坡面平行，即
（2）二组结构面边坡稳定性分析 a.最稳定结构： 两结构面交线位于两边坡投影弧对侧。
b.稳定结构： 两结构面交线位于两边坡投影弧内侧。
c.较稳定结构： 两结构面交线位于两边坡投影弧外侧。
d.较不稳定结构： 两结构面交线位于两边坡投影弧之间，但结构面 离坡面较远，在坡面没有出露点.
e.不稳定结构： 两结构面交线位于两边坡投影弧之间，且结构面在坡面有
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1、上部土层及风化层内部的破坏（圆弧或折线，受土体强度控制，软件自动搜索最危险滑面）；
2、沿土岩交界面滑动破坏（土与风化层面或土、风化层与基岩面，受交界面强度控制，软件指定交界面进行计算稳定性，采用圆滑滑动（均质土体时）和折线滑动（覆盖层与基岩面时）两种计算）；
3、下部岩体结构面破坏（受结构面控制，平面或楔形体破坏，倾倒破坏也可能。
先用赤平投影定性分析（龙海涛和理正结合使用），根据定性情况，若不稳定，则用理正进行定量稳定性计算（平面滑动和楔形体滑动））。
4、上部土体圆弧滑动，下部岩体沿结构面滑动破坏（分析了1和3后，二者都不稳定时，则对边坡整体进行计算，采用1的最危险滑动面与3的平面滑动面组合成上部圆弧，下部直线（层面、某节理裂隙或结构面组合的交线）的整体滑动面，采用传递系数法进行稳定性计算），则得到四种稳定系数，根据稳定系数进行综合评价。
5、极软岩边坡可能受岩土体强度控制，也可能受结构面控制，故也应对边坡整体进行稳定性计算，采用圆弧滑动（简化毕肖普法）和折线滑动（传递系数隐式解法）分别进行计算。
6、若稳定，3不稳定，则会发生下部岩体沿结构面滑动破坏，从而带动上部土体一起滑动破坏。
故下部岩体稳定性很重要。
综合內摩擦角是对平面滑动的，若提粘聚力很小，甚至为零，只有內摩擦角，则破坏模式为平面滑动，如砂砾石层，岩层等。
若判断破坏模式为圆弧滑动，则必须提粘聚力与內摩擦角，如破碎岩层、强风化层与上部土层可能发生圆弧滑动破坏。
故，提不提粘聚力，可否换算成综合內摩擦角，取决于判断其破坏模式是圆弧还是平面滑动。
下部为极软岩的土岩混合边坡除按岩质边坡分析外，还需计算五种滑动面稳定系数，如下：（下部为硬质的边坡，可不计算整体圆弧滑动，整体折现滑动视基岩内部裂隙及破碎带发育情况计算）
二、岩质边坡分析
（综合内摩擦角计算公式见《建筑边坡工程技术规范2002版》条文说明规范公式错误，应为）
1、岩体c、ψ值根据规范及试验综合确定，边坡高度取最大高度。
2、若不考虑产状，仅对边坡整体而言，破裂角θ=45°+ψ/2。
3、当边坡为顺层边坡，且控制结构面只有岩层层面时，经赤平投影分析为岩层不稳定时，应进行以下两种分析：
①本计算得等效内摩擦角分析。
本计算取岩层间的c、ψ值，θ取岩层倾角，以判别边坡沿岩层面滑动的稳定性。
若岩层倾角小于岩层间综合内摩擦角，则本判别为稳定。
（参见边坡与滑坡工程治理第二版）
（参见文献方玉树的“破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用探讨”，其实计算等效内摩擦角没有意义，可直接采用②计算出稳定系数来判别稳定性。
当滑面是直线形滑面时，没有必要增设一个等效内摩擦角的计算环节，直接用岩体粘聚力和岩体内摩擦角计算稳定系数即可。
）
②岩层面的平面或折线滑动计算。
以岩层面为结构面，取岩层间的c、ψ值进行稳定性计算（理正岩土），根据稳定系数判别稳定性。
通过二者分析再综合赤平投影，可分析岩质边坡是否可能发生整体沿岩层发生滑动破坏，其稳定系数为多少。
(无论整体可能与否，顺层边坡均要说明可能发生局部崩塌、楔形体滑塌。
)
4、当存在软弱结构面即结构面（岩层、节理裂隙灯）充填有软土，软弱泥质充填等时，应对该结构面进行平面或折线滑动计算。
5、岩质边坡的三个常用分析方法为：赤平投影、等效内摩擦角、平面或折线（或楔形体）滑动计算。
（赤平投影定性、滑动计算定量）
6、当只有一组结构面时（岩层层面或无岩层产状只有一组节理裂隙时），其破坏模式一般为沿该结构面发生平面滑动（单面滑动）。
当有多组结构面时（断层、岩层、节理等），其破坏模式一般为沿外倾结构面组合线发生楔形滑动（双面滑动）。
7、一般先由赤平投影定性分析其稳定性及受控制情况（受单结构面还是多结构面组合控制），再针对受控制类型采用相应定量计算模型（平面、折线、楔形体）进行稳定性安全系数计算。
若赤平投影定性分析为不稳定，而定量计算为稳定，则结论为：边坡整体稳定，但可能产生局部沿层面发生顺层滑动或易发生楔形体掉块。
若定量计算为不稳定，则结论为：边坡易沿层面或裂隙x或某某结构面组合线发生平面或楔形体滑塌。
（理正岩土计算稳定系数：单结构面用平面或折线、组合结构面用楔形体；赤平投影也可用理正分析，每次算2个结构面，当有多个结构面时，按俩俩组合分别计算。
计算时，按最不利因素考虑的话，将坡顶面倾角设为0，倾向与坡面一致，则判断结果与龙海涛的一致；若坡顶面设有倾角，则当结构面交点落于坡顶面之外，即交割线倾角小于坡顶面倾角时，理正判断为较稳定，而龙海涛版默认坡顶面水平，即倾角为0，其判断结果则为不稳定，二者不一致。
龙海涛版考虑情况为最不利因素，可按此执行，分析时，应二者结合，互相验证。
另外，当只有一组结构面时，用龙海涛版定性判断稳定性，用理正平面滑动定量判断稳定系数）
8、对赤平投影分析中，应区别分析单结构面稳定性、交割线稳定性和边坡整体稳定性。
当单结构面不稳定，交割线稳定，整体稳定时，应分析优势结构面是哪个，若该单结构面为优势结构面，则实际结论应考虑边坡整体可能沿该结构面滑动。
若组成交割线的结构面均为
优势结构面，则应考虑边坡整体基本稳定，但可能局部沿单结构面发生平面滑动。
三、土质边坡稳定性分析
参见土岩混合边坡1、2模式。
暴雨工况（饱和工况）下的稳定性分析，见《如何考虑暴雨工况下边坡的稳定计算》。