顺层边坡演化状态与稳定性分析
顺层岩质边坡的稳定分析
1 顺 层 岩 质 边 坡 的 破 坏 模 式 及 其 稳 定 分
析 方 法
11 岩 质 边 坡 的破 坏模 式 .
在 工 程 基 本建 设 中 ,存 在 大 量 的高 陡岩 质 边 坡。 确保 边 坡 在 施 工 阶段 和运 营 阶 段 的稳 定 , 保 对 证 工程 建 设 的J N 开 展及 充 分 发 挥 工 程 建设 的 功 m  ̄ ,
主 要破 坏 模 式 。 ( ) 坡 岩体 受 各 种 裂 隙 , 2边 以及 层 面 的 交 叉 切 割形 成 的楔 形 块 坍 塌 破 坏 。 由 于边 坡 主 要 受 层 面 的影 响 ,而 主要 裂 隙 的走 向决 定 其 对 边 坡 的 切 割 分块 效 应 并 不 显 著 ,因此 该 类 型 的破 坏 模 式 在 该
( 中风 化 与 强 风 化 ) 间形 成 的层 面 , 直 线 形 滑 之 为 移 面 ,采 用 滑 移线 为直 线 的平 面 滑 动 法 对 岩 质 边
坡 的稳定进行计算 , 计算模型见 图2 所示 。
图1 支 挡布置 示意 图( 位 : 单 mm)
4 4
道路交通
城 市道桥 与 防 洪
能 , 到 至 关 重要 的作 用 。 起 研究 发现 , 体结 构的复杂性 、 岩 多样 性 , 以及
楔块是由两条或两条以上 的结构面对岩体切 割而 形成的。 滑体 同时 沿 这两 个 面发 生 滑移 , 其 滑移 故 方 向必 然 是 沿 着 该 两 个 结 构 面 的 组 合 交 线 方 向 , 且该 交 线 的倾 角 必定 缓 于 边 坡 坡 角 ,并 在坡 面 出 露。 由于滑 体 同时 沿 两个 滑 面 滑 动 , 力 学 机制 比 其
收 稿 日期 :0 0 1 一 2 2 1— 1 O 作者简介 : 春波 (96 )男 , 刘 17 一 , 山东 人 , 士 , 程 师 , 事 土 硕 工 从 木工 程教学 与研究 工作 。
北京双大路顺层岩质边坡稳定性分析与评价
c h s v te g h,s o e r t n rc i n la g e o l p o e i e sr n t l p
sa ii h o g x mp e . I i d c d t a so e r to a d f c i n l a g e h v b iu i fu n e o h o iin o tb l y t r u h e a l s t s e u e h t l p a i n r t a n l a e o v o s n e c n t e p st f t i o l o c iia l i g S ra e o u g a e,wh l o e i e s r n t a it n l e c n t a . Co e i e sr n t rt lsi n l f c f s b r d c d l i c h s v te g h h s lt e i fu n e o h t e l h s v te g h,so e r t n lp ai a d o fi t n l a ge a l h v b i u n u n e o t b l y f c o f s b r d . rc i a n l l a e o v o s i f e c n sa ii a t r o u g a e o l t
中 图 分 类 号 :U 1. 4 461
0 弓 言 I
文献 标 志码 :A
文章 编 号 :10 82 (0 0 0 0 3 0 0 3— 85 2 1 )6— 0 9— 3 算 方 法 ,重 点 分 析 了边 坡 支 护 前 后 的稳 定 性 ,校 验边
双 大 路 ( 塘 涧一 柏 峪 ) 工 程 边 坡 ( 1 双 K 2+5 5 3
工程地质知识:边坡稳定性分析方法.doc
工程地质知识:边坡稳定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制的分析,给出边坡的稳定性状况及发展趋势的定性说明和解释。
1.自然(成因)历史分析法
该方法根据边坡发育地质环境、边坡发育历史中各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素的分析,追溯边坡演变的全过程,对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征做出评价和预测。
2.工程类比法
该方法实质上是把已有边坡的稳定性状况及其影响因素等方面的经验应用到类似边坡的稳定性分析和设计中去的一种方法。
通过分析,来类比分析和判断研究对象的稳定性状况、发展趋势、加固处理设计等。
3.图解法
图解法实际上是数理分析方法的一种简化方法,如Taylor图解、赤平极射投影图法、实体比例投影图法、MarklandJJ投影图法等。
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。
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。
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析一、研究背景和意义随着全球经济的快速发展,能源需求不断增长,煤炭作为主要能源来源之一,其在能源结构中的地位日益重要。
煤炭开采过程中产生的环境问题也日益凸显,其中露天煤矿的开采对生态环境造成的影响尤为严重。
露天煤矿作为一种非传统的采矿方式,其开采过程中的边坡稳定性问题尤为关键。
由于地质条件的变化和开采条件的限制,露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题越来越受到关注。
露天煤矿顺倾边坡的渗流与稳定性问题涉及到地质、工程、环境等多个领域,对于保障矿山安全生产、保护生态环境具有重要意义。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题直接影响到矿山的生产效率和经济效益。
边坡失稳可能导致矿井生产中断,甚至引发严重的安全事故,给企业带来巨大的经济损失。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题对周边生态环境产生影响,边坡失稳可能导致土壤侵蚀、水土流失等环境问题,破坏生态平衡,影响人民生活质量。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题,对于提高矿山安全生产水平、促进绿色发展具有重要的理论和实践价值。
1.1 研究背景随着煤炭资源的日益减少,露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式,在我国得到了广泛的应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性,如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题,对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
随着我国经济的快速发展,煤炭需求量持续增长,煤炭开采行业面临着巨大的压力。
为了满足能源需求,我国不断加大对煤炭开采的投入,露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式得到了广泛应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性,如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题,对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
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2篇
边坡稳定性分析2篇边坡稳定性分析(一)引言边坡是指在道路、河道、铁路、水库、矿山等山区地带或特殊地质条件下,因建设需要而开挖或局部破坏岩土体,形成的斜坡或峭壁。
由于其受自然环境、地质条件、工程施工等诸多因素的影响,边坡容易发生滑坡、崩塌和塌方等不稳定现象,给工程运行和周围环境造成极大的危害与损失。
因此,边坡稳定性分析对于确保工程安全运行和人民生命财产安全具有十分重要的意义。
稳定性分析方法边坡稳定性分析常见的方法有多种,主要包括力学分析法、有限元数值模拟法、模型试验法等。
以力学分析法为例,首先需要对边坡的主要信息进行调查,包括边坡地质、工程地质、水文地质、地下水位、工程建设历史等。
其次,根据荷载和载荷的方向、大小、分布等条件,选取合适的地质模型、荷载模型,并采用合理的力学方法进行稳定性分析。
最后,根据分析结果,提出相应的加固和治理方案。
分析评估指标边坡稳定性分析的主要指标包括破坏形式、安全系数以及承载能力等。
其中,破坏形式是指发生破坏时边坡的形态和特征,它直接影响到治理方案的制定和实施。
安全系数是衡量边坡稳定性的重要指标,其定义为承载力与荷载的比值,即:$${\rm {安全系数}}={\rm {承载力}}\div{\rm {荷载}}$$三种承载状态及相应的安全系数如下:1.安全状态:安全系数大于1.5;2.可疑状态:安全系数介于1.0-1.5,需要加强监测和治理;3.失稳状态:安全系数小于1.0,已进入失稳状态,需立即采取加固措施。
承载能力是指边坡抵抗荷载的能力和承受破坏的最大荷载。
在进行稳定性分析时,需要根据边坡的承载能力和荷载特点来确定合适的安全系数范围,以确保边坡的稳定性。
结论边坡稳定性分析是确保工程安全的重要手段,其目的是找出边坡存在的问题,并提出相应的加固和治理方案,以保障工程的长期运行和人民生命财产安全。
稳定性分析方法多种多样,需要根据具体情况选择合适的分析方法和指标,并在稳定性分析的基础上,制定科学合理的加固和治理措施。
顺层边坡稳定性分析及优化设计
顺层边坡稳定性分析及优化设计摘要:我国山区面积在全国总面积中的占比约在百分之七十左右,由于山区地带地势崎岖,经济发展较为落后,亟需通过加强基础设施建设,拉动山区地带经济建设与发展。
受地形地势原因影响,山区地带建设项目较易出现边坡垮塌或是滑移等问题,从而引发安全事故,尤其是顺层边坡滑坡问题极为常见,故而如何保证顺层边坡稳定性可以说是工程施工企业考虑的核心问题。
基于此本文主要开展顺层边坡稳定性影响因素及优化设计研究,以期为同类设计作业提供参考。
关键词:顺层边坡;稳定性分析;优化设计引言随着建设交通强国战略的提出,价值扶贫攻坚战的持续推进,铁路、公路线路不断向边远地区延伸。
边远地区地形地质情况复杂,在该种地势条件下开展道路工程建设,最重要的就是借助科学合理的边坡设计保证边坡稳定性,因为一旦出现滑坡或是边坡坍塌等问题,会直接危害道路工程质量及工程建设安全性。
经统计对比发现,顺层边坡失稳问题发生概率更高,所以更有必要立足于多个角度,详细分析影响顺层边坡稳定性的各种原因,并深入探讨如何促进顺层边坡优化设计。
1顺层边坡稳定性影响因素1.1环境因素1.1.1水的影响因素当水分存在于边坡土体内部或附近时,其会增加土体的重量和自重力。
这会导致边坡上土体的应力增大,进而增加边坡的不稳定性。
水含量的增加会使土体饱和度升高,饱和土体的摩擦角和抗剪强度通常会降低。
因此,饱和度的变化会影响土体的可剪切性能,使边坡易受滑动和塌方的影响。
当水通过边坡土体的孔隙流动时,会形成渗流压力。
渗流压力可以改变土体的内部应力状态,导致边坡的稳定性减弱。
尤其是当渗流压力过大时,会降低土体的抗剪强度,增加边坡发生滑动的风险。
1.1.2边坡开挖高度边坡开挖高度的增加对工程产生负面影响,主要表现为边坡稳定性减弱、工程成本增加、土体侧方位移以及水文条件变化。
1.1.3地震影响地震的强烈震动可能导致边坡支护结构(如挡墙、土工布等)的破坏或位移,降低其稳定性和功能。
顺层岩质边坡稳定性分析
顺层岩质边坡稳定性分析发布时间:2023-02-01T08:52:07.406Z 来源:《工程管理前沿》2022年第18期作者:武钰华[导读] 顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏,影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多,武钰华中冶沈勘工程技术有限公司辽宁大连摘要:顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏,影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多,如:岩层倾角、水的影响、边坡高度、风化作用、地震效应、爆破震动效应等都可能影响顺层岩质的边坡稳定。
本文通过分析影响顺层边坡稳定性因素的作用机理,分析其失稳的机制以及破坏的模式。
关键词:顺层岩质边坡、岩层倾角及结构面、水的作用、开挖坡角、边坡高度。
前言顺层岩质边坡是包含层面和其它类型结构面的一种复杂边坡结构。
根据大量的工程实践经验发现,顺层岩质边坡是稳定性最差、危害程度最大的一种边坡,顺层岩质边坡的变形毁坏给边坡工程的建设重大的损失和人民群众的生命财产带来了重严重的威胁,因此对顺层岩质边坡的研究很深远的意义。
1 顺层岩质边坡类型影响稳定性的因素影响边坡稳定的因素有很多,首先取决于岩层倾角、地层岩性及其组合特征、结构面等内因。
除此以外还包括地下水的作用和开挖坡角、边坡高度、爆破震动效应、地震效应等其他因素。
2岩层倾角及结构面影响边坡稳定性的重要因素之一就是岩层的倾角。
开挖边坡坡角,当坡角中夹杂着的软弱夹层在坡面出露时,边坡极易发生沿软弱夹层滑动的顺层滑坡。
正常来讲,岩层倾角较大时,因为没有下滑空间,所以边坡相对较稳定,虽然在一定的条件下还是会产生顺层弯曲破坏和倾倒破坏。
岩层倾角接近并小于边坡开挖角时,下滑力和下滑空间都相对较大,边坡也就相对不那么稳定。
岩层倾角较小时,不稳定的岩体下滑力较小,开挖后的边坡相对较为稳定。
3地层岩性及其组合特征组成边坡的物质基础是地层,地层岩性的不同对边坡稳定性的影响也不同。
自然界中将地层岩性分为软质岩与硬质岩两种。
由软质岩体组成的顺层边坡坡高通常较低,所以岩层的倾角通常较小;而由硬质岩体组成的顺层边坡坡高通常较高,所以岩层倾角通常较大,由此可以知道地层岩性的不同对顺层边坡稳定的影响极其明显。
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。
顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性分析的开题报告
顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性分析的开题报
告
题目:顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性分析
一、选题背景
边坡是地质灾害中造成严重经济损失的重要因素之一。
在顺层岩石中,由于天然的构造及周围环境的复杂因素,容易形成较为复杂的边坡
形态,对于其稳定性的研究具有重要意义,能够有效避免灾害的发生。
二、研究意义
本次研究旨在针对顺层岩质边坡的变形破坏特征及稳定性进行分析,在进行分析的过程中可以加深我们对于边坡稳定性相关特征的认识,为
边坡治理提供重要依据。
三、研究方法
本次研究将采用多种方法进行分析,其中包括现场实测、实验模拟
以及数值模拟等方法,通过研究分析边坡的稳定性,探究边坡何种因素
会影响其稳定性,了解边坡变形破坏的过程,进而为边坡治理工作提供
重要参考。
四、预期结果
通过对顺层岩质边坡稳定性的研究,我们预计可以提取出一系列稳
定性相关的特征指标,并且找出造成边坡破坏的主要原因,为未来边坡
治理提供重要依据。
同时,我们还将通过数值模拟的方式进行边坡稳定
性分析,预期得到数值模拟的精度。
顺层岩质边坡稳定性影响因素综合分析
四川建筑 第卷5期 1顺层岩质边坡稳定性影响因素综合分析牛双建1,东兆星1,李顺波1,杨大方2(11中国矿业大学建筑工程学院,江苏徐州210008;21河南理工大学土木工程学院,河南焦作454003) 【摘 要】 基于正交试验设计方法,采用极限平衡法借助理正岩土分析软件中的岩质边坡稳定性分析模块,分析了边坡高度H 、结构面倾角α、结构面粘聚力c 、结构面摩擦角φ、张裂隙距坡顶距离L 、裂隙水的埋深H w 、地震作用E 、水平外荷载P x 、竖向外荷载P y 等9种因素对顺层岩质边坡稳定性的影响,每个因素考虑了4个水平,利用理正岩土分析软件计算出各种组合下的安全系数,最后利用极差分析得出各影响因素的影响程度由大到小排序为:H >φ>α>L >H w >c >E >P x >P y 。
【关键词】 顺层岩质边坡; 安全系数; 正交试验设计; 极限平衡法 【中图分类号】 T U432 【文献标识码】 A 倾斜的地面称为坡或斜坡,露天矿开采形成的斜坡构成采矿区的边界也称为边坡;在铁路、公路建筑施工中,所形成的路堤斜坡称为路堤边坡;开挖路堑所形成的斜坡为路堑边坡;在水利建设中开挖所形成的斜坡也是边坡。
因此,边坡工程在国民经济建设中具有重要的意义。
在边坡工程中有许多属于岩质边坡,因此研究岩质边坡的稳定性有重要的实际应用价值[1]。
影响顺层岩质边坡稳定性的因素很多,如结构面数量、性质和强度、层面倾角、自然坡角、开挖坡角、岩层走向与边坡走向夹角等[2]~[5]。
本文综合前人研究分析的基础上综合分析了几乎所有可以定量确定的各种影响因素对顺层岩质边坡稳定性的影响程度。
1 正交试验设计方法及理论 正交试验设计是利用“正交表”进行科学地安排与分析多因素试验的方法。
其主要优点是能在很多试验方案中挑选出代表性强的少数几个试验方案,并且通过这少数试验方案的试验结果的分析,推断出最优方案。
边坡稳定性分析--顺层边坡
顺层——路堑边坡所在地层具有明显沿山坡 倾向的结构面(层面、节理面、断层面及其 他软弱面)
破坏形式——平面滑动破坏(为主) 滑动面——倾斜结构面
1
厚层顺层岩体构造
2
厚层顺层岩体构造
3
中厚层顺层岩体构造
4
薄层顺层岩体构造
5
318
沪蓉西
沪蓉西
318
表3-3 各类软弱面的强度参数 表3-4 各类软弱夹层的强度参数
2. 减小滑体高度h可以提高边坡稳定系数,因此进行削坡减荷时, 应尽量从临空自由方向削坡以减小h,有利于提高边坡的抗滑 稳定性。
9
(2)极限坡高和极限坡角
既然边坡的稳定系数只与滑体高度有关而与滑体的形状无 关,则可取平顶的边坡来分析稳定性。
tan 4c
Ks 1
Ks tan hsin 2
2c
7
(1)滑体受力分析
设滑动结构面倾角为α,则 滑体的稳定系数为:
F W cos tan +cL
Ks T
W sin
W 1 Lhcos
2
tan
4c
Ks tan hsin 2
8
tan
4c
Ks tan hsin 2
1. 当 c、φ、γ、α一定时,边坡的稳定系数Ks只随和 h变化,与坡 面倾角β和滑体长度L无关,即与滑体的形状无关。即只要滑体 高度h相同,稳定系数则相同。
hv cos2 (tan tan )
hv——滑体的最大高度
10
若坡度m为定值,则边坡极限坡高为:
HV
hV
1 m tan
若坡高H为定值,则边坡极限坡角为:
h H
1 m tan
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 》课件
挡土墙设计
通过边坡稳定性分析,设计合理 的挡土墙,确保边坡的稳定。定性
有些地区的地质条件复杂, 边坡稳定性分析变得更加 困难。
边坡稳定性预测存在不确 定性,需要合理评估和处 理。
3 人为因素
人为因素如不合理的工程 施工、未及时维护等,对 边坡稳定性产生影响。
综合性地质与土力学建模和分析软件。
2 FLAC
用于分析土体和岩石的弹性和不排水条件下的变形和稳定性的数值模拟软件。
3 Slope/W
专业的边坡稳定性分析软件,可进行各种稳定性分析和设计。
边坡稳定性分析实例
滑坡灾害
通过边坡稳定性分析,了解滑坡 的成因、演化过程和预防措施。
崩塌事故
利用边坡稳定性分析,分析崩塌 事故的原因和影响。
分析方法
物理模型
利用实验室试验和物理建模来模拟边坡的行为, 分析稳定性。
经验公式
根据经验和观测数据推导出的公式,用于估计边 坡的稳定性。
数值模拟
使用计算机软件进行数值模拟,预测边坡的稳定 性。
监测与分析
通过实时监测边坡的变形和应力等参数,分析边 坡的稳定性。
常见的边坡稳定性分析软件
1 GeoStudio
结论和总结
边坡稳定性分析是保障工程安全和防止地质灾害的重要手段。通过合理的分 析和措施,可以减少边坡灾害的发生,保护人民生命财产。
《边坡稳定性分析 》PPT 课件
边坡稳定性分析是指对边坡的稳定性进行评估和分析的过程。本课件将介绍 边坡稳定性分析的定义、重要性、方法、软件、实例、挑战、结论和总结。
定义
边坡稳定性分析是指评估和分析边坡的稳定性,以确定边坡是否会发生滑坡或崩塌等灾害。
重要性
边坡稳定性分析对于工程建设和地质灾害防治非常重要。它可以帮助工程师 和地质学家评估边坡的安全性,采取相应的措施保护人民生命财产。
边坡稳定性分析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版广东惠州惠东至东莞常平高速公路桩号K16+720处,原地面趋近水平,路堤高8.78m ,路基宽为34.5m ,路基填土为亚砂性土,粘接力c=0.98Kpa ,内摩擦角φ=34°,单位体积的重力γ=18.0KN/m3,设计荷载为公路-I 级,现拟定路堤边坡采用折线形,上部8m 高,坡率为1:1.5,下部为0.78m 高,采用1:1.75坡率。
由于该路基填土为亚砂性土,砂性土路基边坡渗水性强、粘性差,边坡稳定主要靠其内摩擦力支承,失稳土体的滑动面近似直线形态。
因此采用试算法求边坡稳定系数K 。
按静力平衡可得:ωϕωsin tan cos Q cLQ T cL Nf T R K +=+==为方便计算滑动体的重力Q 按单位长度计算。
现将路基从距最左端等分成六段如图1,再将等分的各点分别与左边坡脚相连接,可得分别对应最危险滑动面的倾角ω、滑动面长度L 、滑动体的重力Q ,从而得出相对应的边坡稳定系数K 如下表。
A610.39 48.66 2712.15 0.98 34 3.776图1根据上述表格中数据可知,由于K i>K=1.25可得出该段路基从A1处开始越靠右越稳定。
同理将A0-A1段进行等分三段如图2,再将等分的点A7、A8分别与左边坡脚相连接,得到对应最危险滑动面的倾角ω=29.88°、7ω=27.04°,即边坡稳定系数K,即K7=1.426、K8=1.465。
由于K7>1.25、8K8>1.25因此A1A8段边坡稳定。
图2再分别取A0A7、A7A8段的中点A9、A10,然后将两点与左边坡脚相连接,得到相对应最危险滑动面的倾角ω=31.51°、10ω=28.40°,即9K9=1.479、K10=1.426。
由于K9>1.25、K10>1.25因此A0A7段边坡稳定。
再对A7A10段进行试算,取A7A10的中点A11,将点A11与左边坡脚相连接,得到最危险滑动面的倾角ω=29.12°,边坡稳定系数K11=1.418。
露天矿顺倾层状边坡中地质断层稳定性分析
露天矿顺倾层状边坡中地质断层稳定性分析在地质断层的影响下,露天矿边坡出现变形或者失稳,是十分普遍的故障类型,也是矿山运行的基地威胁。
但是如何精确评估地质断层对露天顺倾层边坡稳定性的影响是需要进一步分析研究的,同时,具体的计算方式也并没有在业界形成统一。
特别是对于斜向断层来讲,其对露天矿顺倾层产生的影响也是难以估量的,在此,本文利用理论分析和数值模拟相结合的方式,对地质断层产生的影响进行综合分析,以说明地质断层的具体位置对顺倾层状边坡稳定性的影响。
一、边坡工程地质潜在的滑移模式就拿元宝山的露天煤矿为例,其地层从上到下,依次是第四系、第三系、侏罗系地层,第四系地层主要包含泥砾、圆砾和砂砾,第三系地层主要有颗粒较小的半固结状态、黏土质胶结和泥砾岩、细砂岩等,而侏罗系主要是由煤、砂岩、泥岩等构成,在进行工程勘测时,能够清楚的发现边坡内部结构主要有四个顺倾层,其走向和边坡的走向基本一致,材料主要是由炭质泥岩和泥岩为主,最大的特点就是吸水性特别好,软化程度十分可观。
而元宝山露天煤矿的东部,有一个较大的顺倾正断层,它和边坡走向基本相差三四十度,之间的倾斜角可达六十度,从立体高度上来看,大概有二百米,断层长达五千米。
而破体内部有四个连续型的顺倾弱层,倾斜角度大概控制在十二度左右,这部分的岩体结构类型,主要由三大部分构成,分别是第四系的结构比较松散的砂砾石,属于均质连续的松散土体;浅部岩层在力的地质断层的影响下,受到风化、地下水等外力作用,而形成的岩体,呈现出的特点是结构松散、极易破碎、岩体的完整性无法确保;属于易被破坏型的结构岩体;最后一种主要是煤层分布呈现出马尾状,和岩石相互融合沉积,形成层状岩体结构。
由此可见,元宝山露天矿东部开采是十分典型的地质断层,影响边坡稳定性的主要因素是内部顺倾层和断层,如果断层的实际距离和边坡面之间的距离比较远,那就基本上不会影响到边坡的稳定性和安全性,但是,如果地质断层和边坡之间的距离比较近,就会子啊很大程度上影响边坡的滑移模式和边坡稳定性。
顺层页岩边坡稳定性分析及加固措施研究_张小勇
图 8 边坡计算模型 Fig. 8 Slope model
以块体为研究对象,各参数有以下关系: Ai Bi = x , (1) Bi C = H − ( x − x0 ) tan(α − β1 ) 。 1 WAi Bi CE0 = − γ tan(α − β1 ) x 2 + γ [ H + x0 tan(α − β 1) ] x − 2 1 2 γ Hx0 + x0 (2) tan(α − β1 ) 。 2 所以,对块体 Ai段 J3 结构面出露图 Fig. 3 K72+550 section of J3 structural plane
图 4 为该边坡涵洞南侧出口处,调查时发现涵洞
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岩
土
工
程
学
报
2015 年
根据以上分析可知,J1 与 J2 结构面组合切割体属较不 稳定状态,可能沿岩层面发生顺层滑动,滑动方向约 为 330°;J1 与 J3 结构面组合切割体属较不稳定结构 状态,滑动方向约为 318°;J2 与 J3 的稳定状态结构 面组合切割体属稳定状态。
图 2 K72+550 段 J2 结构面出露图 Fig. 2 K72+550 section of J2 structural plane
J1 和 J3 结构面赤平投影图见图 6,J1 和 J3 结构面 的投影大圆交点 I 位于自然边坡投影大圆和边坡面投 影大圆之间,两结构面的组合交线 IO 的倾向与边坡 也就是两结构 倾向相对一致, 产状为 318°∠24.3°, 面的组合交线的倾角比开挖坡面的倾角小,而比自然 坡面的倾角大。现场调查后发现边坡组合交线在边坡 面有出露,因此确定该结构面组合切割体属不稳定结 构,滑动方向为 IO 方向,即约为 318°。 3.3 J2、J3 结构面稳定性分析 J2 和 J3 结构面赤平投影图见图 7,J2 和 J3 结构面 的投影大圆交点 I 位于开挖边坡面投影大圆的内侧, 组 合线 IO 的倾向相对于边坡倾向相反,产状为 270° ∠53.6°, 两结构面的组合交线 IO 的倾角比开挖边坡 面的倾角陡,因此,结构面组合切割体属稳定结构。
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摘Байду номын сангаас
要: 根据 对不 同摩擦状 态相 互作 用联 系起 来的双 滑块边坡 系统的分析 , 探讨 了边坡 演化状 态对其稳 定性 的影 响。结
( 1 . D e p a r t me n t o f B a s i c T e a c h i n g , He b e i E n  ̄n e e i f n g a n d T e c h n i c a l C o l l e g e , C a n g z h o u 0 6 1 0 0 1 ,C h i n a ; 2 . A r c h i t e c t u r e E n g i n e e i r n g , T i a i n R a i l w a y T e c h n i c a l a n d V o c a t i o n a l C o l l e g e , T i a n j i n 3 0 0 2 4 0,C h i n a )
Ab s t r a c t :Ac c o r d i n g t o t h e a n a l y s i s o f i n t e r a c t i o n o f d i f f e en r t f i r c t i o n s t a t e f o r d o u b l e s l i d e s l o p e s y s t e m ,i t i s s t u di e d t h e s t a b i l i t y o f b e d d i n g s l o p by c o ns i d e in r g e f e c t o f e v o l u t i o n s t a t e .Th e r e s u l t s h o ws t h a t t h e i n s t a b i l i t y p r o c e s s o f b e d d i n g s l o p i s c o n t r o l l e d b y mu l t i p l e p h y s i c l a q u a n t i t i e s . h e T s t a bi l i t y c o e f i c i e n t i s c l o s e d t o t h e s l i d i n g f ic r t i o n c o n s t i t u t i v e e q u a t i o n o f s l i p s u r f a c e .W h e n t h e s l o p e s y s t e m h a s ma n y p a r t s,t h e s t r u c t u r e a n d f u n c t i o n o f t h e s y s t e m w i l l b e c h a n g e d wi t h t h e i n s t a b i l i t y o f a n y o n e o r a f e w b l o c k s .Th e c o n t r o l v a r i a b l e o f s l o p e s y s t e m c a n b e d i v i d e d t o g e o — me t r i c a n d p h y s i c l— a me c h a n i c a l p r o p e r t i e s .F o r t h e s l o p e s y s t e m ,g e n e r ll a y,t h e d r a ma t i c c h a n g e o f g e o me t i r c c o n d i t i o n wi l l n o t b e o c c u r r e d .Ho w- e v e r ,t h e c h a n g e o f p h y s i c a l — me c h a n i c a l p r o p e ti r e s i s el r a t i v e l y e a s y t o O c c u r ,s u c h a s t h e i ns t bi a l i t y o f ma ny s l o p e s a r e i n d u c e d b y t h e e f f e c t o f g r o u n d wa t e r . Ke y wo r ds :b e d d i n g s l o p e,s l o p e s t a b i l i t y,f ic r t i o n l a f o r c e,d i s p l a c e me n t
果表明 : 顺层边坡 的失稳过 程具有 多物理 量控制 的特 点, 与坡 体 潜在 滑 面上摩擦 滑动本 构方程 的状 态控 制 变量 密切 相
关; 当边坡 系统 由多部 分组 成时 , 系统 中任 何一个或几个块体 失稳 都会 改变原来边坡 系统 的结构功 能和特性 ; 边坡 系统 中, 影响控制 变量 的因素体现 为 系统的几何控制 因素和 系统的物理 力学性质 两方 面, 对 于边坡 系统 而言 , 一 般几何控 制 因素不会发 生剧 烈的 变化 , 但 物理力 学性质 的改变则相 对容 易发生 , 如 大量的边坡 失稳正是地下水的作 用改 变 了滑坡 以
第3 5卷第 1 1期 2 0 1 3年 1 1月
人
民
黄
河
V0 1 . 3 5. N o .1 1 NO V .. 2 01 3
YEL L O W R I VE R
【 水土保 持 ・ 生态 】
顺层边坡演化状 态与稳定性分析
孙 刚 , 刘 娜 , 王 虎 妹 , 龚 小琴 , 王 以 明
S t a b i l i t y An a l y s i s o f Be d d i n g S l o p e Ba s e d o n Ef fe c t o f Ev o l u t i o n S t a t e
S UN Ga n g ,L I U Na ,W ANG Hu — me i ,GONG Xi a o — q i n ,WANG Y i — mi n g
及 坡 体 的性 质 所诱 发 。
关
键
词 :顺层边坡 ;边坡稳 定 系数 ;摩擦力 ;位移量
文献标志码 : A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 ・ 1 3 7 9 . 2 0 1 3 . 1 1 . 0 2 8
中 图分 类 号 :T U 4 5 7; P 6 4 2 . 2 2