边坡稳定性的设计

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边坡稳定性分析—毕业设计

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。

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。

道路工程第07章路基边坡稳定性设计

———路基路面工程———
（3）滑动面假定
松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，滑动
面近似平面，平面力学模型采用直线。粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面近似于圆曲面，平面力学模型采用圆弧。
———路基路面工程———
直线平面：由松散的砂性土和砾石填筑。
曲面：以粘性土填筑。
1.25 (0.4663 a0 )0.5 2 a0 (0.4663 a0 )( 0.5 2 1)
———路基路面工程———
经整理得：解得：
4a0 4.3655 a0 1.034 0
a0 0.2002
a0 2c H
2
由：
得：
H
2c 2 14.70 8.7m a0 16.90 0.2002
路基边坡稳定性设计
———路基路面工程———
图1 路堤边坡滑坡实况
———路基路面工程———
图2 路堑边坡滑坡实况
———路基路面工程———
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第一节边坡稳定性分析原理与计算参数
———路基路面工程———
一、边坡稳定性分析原理
（1）岩石边坡岩石路堑边坡稳定性取决于岩石的产状和地质构造特征，岩体中存在的构造弱面，如层面，层理，断层，节理等，是岩体中潜在的滑动面，一旦工程地质条件向不利方向变化，岩体就会失稳形成滑坡。（2）土质路基令：T－土体的下滑力，F－抗滑力， K=F/T。当K>1,稳定；K<1，滑动面形成，滑体下滑。考虑到一些不确定性因素，为安全起见工程上常采用K＝ 1.2～1.5作为稳定的界限值。滑动面有直线，曲线，折线三大类。

04 边坡稳定性

（2）抗震设计基本要求
设计原则：预防为主、保证重点、确保边坡安
全和经济性
设计等级：多遇地震、设计地震、罕遇地震
设计方法：静力学计算，设计地震演算稳定性
（3）计算方法计算荷载：恒载、活载和水平地震作用水平地震力：
FihE Ag mi FihE 第i条土块质心处的水平地震力kN；水平地震作用修正系数，通常取0.25； 2 Ag－地震动峰值加速度m / s ； mi 第i条土块的质量t。
En>0不稳定 6.3 稳定措施： ⑴改善基底状况，增加滑动面的摩擦力或减小滑动力清除松软土层，夯实基底，使路堤位于坚实的硬层上开挖台阶，放稳坡度，减小滑动力路堤上方排水，阻止地面水浸湿基底 ⑵改变填料及断面形式：采用大颗粒填料，嵌入地面放缓坡脚处边坡，以增加抗滑力 ⑶在坡脚处设支挡结构物石砌护脚、干砌或浆砌挡土墙
稳定安全系数计算：
中：ti 第i土条在滑弧切线方向产生的水平地震力 y ti FihE ； r r 滑弧半径m；y 土条质心至滑弧圆心垂直距离
tan i Ni cili K Ti ti
稳定系数K的取值范围：（1）在不考虑地震力作用时，铁路路基首先满足自重和列车荷载作用下的安全性；（2）考虑地震力的作用时，I、II级铁路边坡高度≤ 15m时，K≥1.10；边坡高度 >15m时，K≥1.15。
路基边坡稳定性设计
1 概述 1．1 影响路基边坡稳定性的因素 1．边破土质 2．水的活动 3．边坡的几何形状 4．活荷载增加 5．地震及其他震动荷载
1．2 边坡稳定性设计方法路基边坡稳定性分析与验算的方法很多，归纳起来有力学演算法和工程地质法两大类。力学验算法又叫极限平衡法，假定边坡眼某一形状滑动面破坏，按力学平衡原理进行计算。因此，根据滑动面形状的不同，又分为直线法，圆弧法和折线法三种。力学验算的基本假定是： 1．破裂面以上的不稳定土土体沿破裂面作整体滑动，不考虑其内部的应力分布不均和局部移动 2．土的极限平衡状态只在破裂面上达到

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。

如何进行边坡稳定性分析和治理设计

如何进行边坡稳定性分析和治理设计导语：边坡是指山体或路基的斜坡部分，其稳定性对于保障公共安全和预防自然灾害具有重要意义。

本文将介绍如何进行边坡稳定性分析和治理设计，以便为相关工程提供科学依据。

一、边坡稳定性分析边坡稳定性分析是衡量边坡是否具备抵抗外力和重力作用的能力的过程。

下面介绍几个常见的边坡稳定性分析方法。

1. 落石模拟法：通过模拟边坡上可能存在的落石情况，评估其对边坡稳定性的影响。

可以利用计算机软件进行模拟，根据模拟结果进行边坡设计和治理。

2. 有限元法：这是一种工程力学中经典的数值分析方法。

通过将边坡分割为离散的小单元，建立数学模型，模拟实际边坡的物理特性和受力情况，从而预测边坡的稳定性。

3. 土工试验法：通过对采集的边坡土样进行实验室试验，获取不同土体的物理力学参数，如摩擦角、内摩擦角和抗剪强度等。

这些参数可作为边坡稳定性分析的依据，进一步分析边坡的稳定性。

二、边坡治理设计边坡治理设计是指根据边坡稳定性分析的结果，制定相应的治理方案，以提高边坡的稳定性和安全性。

下面介绍常见的边坡治理设计方法。

1. 土保工程：减轻土质边坡的滑坡、塌方和泥石流等问题的治理措施。

如对边坡进行加固，采用挖槽、钢筋网片和喷锚等方法，提高土体的抗滑性能。

2. 扶坡工程：主要应用于边坡边沟的处理，通过修建围护墙、栅栏和截沟等手段，增强边沟的排水和保护作用，从而减少因坡脚冲刷引发的边坡变形。

3. 植被工程：通过种植具有较强根系的植物，如草丛、灌木和乔木等，增加边坡表面的抗蚀能力和固结性能。

植被工程是一种生态环境友好型的边坡治理手段。

4. 减负载措施：适用于边坡受到大型建筑物、岩石堆栈或河流水压等外力负载的情况。

可以通过调整建筑物的布置、排水措施和加固设计等方法，减轻边坡承载压力，提高边坡的稳定性。

结语：边坡稳定性分析和治理设计是工程建设中至关重要的环节，直接关系到公共安全和环境保护。

通过科学的分析和合理的设计，可以有效预防边坡灾害的发生，保障工程的安全运行。

路基边坡稳定性设计

路基边坡稳定性设计路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。

例如，在岩质或土质山坡上开挖路堑，有可能因自然平衡条件被破坏或边坡过陡，使坡体沿某一滑动面产生滑动。

对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤，也可能因水流冲刷、边坡过陡或地基承载力过低而出现填方土体（或连同原地面土体）沿某一剪切面产生坍塌。

路基边坡的稳定性涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等因素。

一般情况下，对边坡不高的路基，如不超过8 m的土质边坡、不超过12 m 的石质边坡，可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不作稳定性分析计算。

对地质和水文条件复杂、高填深挖或有特殊使用要求的路基，应进行稳定性分析，保证路基设计既满足稳定性要求，又满足经济性要求。

4.1 边坡稳定性分析概述4.1.1 影响路基边坡稳定性的因素根据土力学原理，路基边坡滑坍是因边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。

因此，凡是使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素，都可能引起边坡滑坍。

这些因素可归纳为以下5点：①边坡土质。

土的抗剪强度取决于土的性质，土质不同则抗剪强度也不同。

对于路堑边坡而言，除与土或岩石的性质有关外，还与岩石的风化破碎程度和形状有关。

②水的活动。

水是影响边坡稳定性的主要因素，边坡的破坏总是或多或少地与水的活动有关。

土体的含水率增加，既降低了土体的抗剪强度，又增加了土内的剪应力。

在浸水情况下，还有浮力和动水压力的作用，使边坡处于最不利状态。

③边坡的几何形状。

边坡的高度、坡度等直接关系土的稳定条件，高大、陡直的边坡，因重心高，稳定条件差，易发生滑坍或其他形式的破坏。

④活荷载增加。

坡脚因水流冲刷或其他不适当的开挖而使边坡失去支承等，均可能增大边坡土体的剪应力。

⑤地震及其他震动荷载。

4.1.2 边坡稳定性分析方法路基边坡稳定性分析与验算的方法很多，归纳起来有力学分析法、图解法和工程地质法（比拟法）。

力学分析法又称极限平衡法，假定边坡沿某一形状滑动面破坏，按力学平衡原理进行计算。

第三章-边坡稳定性分析

④以圆心o为转动圆心，半径R为力臂。计算滑动面上各点对o点的滑动力矩和抗
滑力矩。
M 滑动 (Ti Ti)R
⑤求稳定系数k
⑥再假定几个可能的滑动面，计算相应k值在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数k1， k2……kn对应于O1,O2……On的关系曲线K=f （O）与曲线f（O）相切即为极限滑动面kmin 在1.25～1. 5之间 ⑦稳定系数k取值 [k]=1.25～1.50
第三章边坡稳定性分析
c 5 ~ 20KPa
第一节概述
路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚力和内摩擦角减小，边坡可能出现滑坍失稳。因此，高填深挖路基、桥头引道和沿河路堤等都要作稳定性验算。
一、边坡稳定原理与方法
（一）边坡稳定原理 1、破裂面（1）用力学方法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，都按平面问题处理（2）松散的砂性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，破裂面近似直线破裂面法。（3）粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面为圆柱形、碗形，近似于圆曲面，采用圆弧破裂面法
※路堤各层填料性质不同时，所采用验算数据可按加权平均法求得。
（二）边坡稳定分析的边坡取值
边坡稳定分析时，对于折线形边坡或阶梯形边坡，在验算通过坡脚破裂面的稳定性时，一般可取坡度平均值或坡脚点与坡顶点的连线坡度。
（三）汽车荷载当量换算
路基承受自重作用、车辆荷载（按车辆最不利情况排列，将车辆的设计荷载换算成相当于土层厚度h0 ） h0称为车辆荷载的当量高度或换算高度。
当计算k小于容许值[k]应放缓边坡，重新拟订横断面，再按上述方法进行边坡稳定性分析
2、危险圆心辅助线的确定
（1）4.5H法 ①由坡脚E向下引垂线量取路堤高H ②由F沿水平线量取4.5H设M ③计算平均边坡io，并连接ES虚线，在E点作与边坡夹角β1，S点作与水平线夹角β2的两直线EI、SI交与I点 ④连接MI并向外延伸，则此线即为圆心辅助线， 4.5H法精确，用于分析重要建筑物的稳定性

第三章--边坡稳定性分析

35
验算方法
⑴ 将土体按地面变
T1
坡点垂直分块后自 α1 W 1 N1
上而下分别计算各 E1
τ1
土块的剩余下滑力.
α1 α2
E2
T2
W2 N2
τ2
E1 α1
⑵自第二块开始, 均需计入上一条块剩余下滑力对本条块的作用把其当作作用于本块的外力,方向平行于上一块土体滑动面。
⑶Ei计算的结果若出现负值,计算Ei+1时,公式中Ei以零值代入。
cL
N
A ω θ Ntgφ W
H
K f G cos cL G sin
10
二、解析法
D B
θ
K f G cos cL G sin
H
1:m T
cL
N
A ω θ Ntgφ W
因G HL sin（）则
K
f
2
ctg
sin
2c
H
sin（
sin ） sin
令 0
2c
H
K ( f 0 )ctg
②土的极限平衡状态只在破裂面上达到,破裂面的位置要通过计算才能确定。
力学分析法主要包括：圆弧滑动面法、平面滑动面法、传递系数法等。
8
§ 3.2 直线滑动面的边坡稳定性计算
K min K
一、试算法
T
KR T
θ ω
N W
K W cos tan cL W sin
纯净砂类土 c = 0，则
15
◆ 计算稳定系数
①切向力
o
Ti x Qi sin i
R
'
i
i'
10 1:m2
E
98

边坡稳定课程设计

边坡稳定课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解边坡稳定性的基本概念，掌握影响边坡稳定的主要因素；2. 学生能够描述不同的边坡稳定性分析方法，并了解其适用条件；3. 学生能够运用所学知识，分析简单边坡工程的稳定性问题。

技能目标：1. 学生通过案例学习，培养解决实际工程问题的能力，能够设计简单的边坡加固方案；2. 学生能够运用数学和物理知识，进行边坡稳定性分析的计算；3. 学生通过小组讨论和报告，提升表达见解和团队协作的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到边坡稳定性在工程建设和环境保护中的重要性，培养安全意识和环保责任感；2. 学生通过本课程的学习，激发对土木工程学科的兴趣，树立科学探究和创新精神；3. 学生在课程实践中学会尊重事实，培养严谨的科学态度和批判性思维。

课程性质分析：本课程为高中土木工程启蒙课程，旨在通过实际案例分析，让学生掌握边坡稳定性的基本知识，同时培养学生的工程思维。

学生特点分析：高中生具有较强的逻辑思维能力和抽象思维能力，对工程实践有较高的兴趣，但需通过具体案例来联系理论与实际。

教学要求：教学内容需紧密结合实际工程案例，注重知识的应用与实践，强调安全意识与工程伦理，鼓励学生主动探索和合作交流。

通过具体学习成果的分解，使学生在理解知识的基础上，能够应用于实际问题的分析和解决。

二、教学内容1. 边坡稳定基本概念：包括边坡的定义、稳定性分类及边坡失稳的常见形式；教材章节：第二章“岩土工程概述”第3节“边坡工程”。

2. 影响边坡稳定因素：气候、地质结构、岩土性质、水文地质条件等；教材章节：第三章“岩土工程力学性质”第1节“岩土体的力学性质”。

3. 边坡稳定性分析方法：极限平衡法、数值分析法、稳定性分析图解法等；教材章节：第四章“边坡稳定性分析”第1节“极限平衡法”。

4. 边坡加固技术：支挡结构、排水措施、锚固技术等；教材章节：第四章“边坡稳定性分析”第3节“边坡加固技术”。

chap4___路基边坡稳定性设计

编辑课件
rH
。。。。。。
例4-2：某挖方边坡，已知 =25°，C=14.7Kpa， γ=17.64KN/m3,H=6.0m。现拟采用1：0.5的边坡，试验算其稳定性。解：由Ctgθ= 0.5, θ=63°26’,Cscθ=1.1181
f= tg =tg25°=0.4663
a=2c/（γH）=2×14.7/(17.64×6.0)=0.2778
如何较快找到极限滑动面呢？根据经验，极限滑动圆心在一条直线上，该线即是
圆心辅助线。确定圆心辅助线的方法： 4.5H法和36o度法。
编辑课件
(1)4.5H法(一)
①由坡脚E向下引竖线，在竖线上截取高度H=h+h0(边坡高度及荷载换算为土柱高度h0)得F点。
②自F点向右引水平线，在水平线上截取4.5H，得M点。 ③连结边坡坡脚E和顶点S，求得SE的斜度i0＝1/m，据此值查表4-1得β1和β2值。由E点作与SE成β1角的直线，再由S点作与水平线成β2角的直线，两线相交得I 点。④连结I和M两点即得圆心辅助线
编辑课件
3、所需参数取值 1）对于路堑或天然土坡为： ① 原状土容重γ（kN/m3） ② 内摩擦角φ（°） ③ 粘聚力C (kPa)
2）对于路堤填普通土者为： ① 压实后的容重γ（kN/m3） ② 内摩擦角φ（°） ③ 粘聚力C (kPa)
编辑课件
二、、荷载当量高度：
以相等压力的土层厚度来代替荷载。
编辑课件
四、表解法：
用圆弧法进行边坡稳定性分析，计算工作量较大，对于均质、直线形边坡路堤，滑动面通过坡脚，顶部为水平并延伸至无限远处，可按表解法进行边坡稳定性分析。
件下的稳定边坡值。
编辑课件
2、力学计算法（理论法）

边坡稳定性分析

二. 边坡稳定性设计初始条件：路线经过区域路基填土为粘土，边坡为梯形边坡，分两级，土力学的指标：塑限14%，液限27%，含水量19%，天然容重18KN/m3，粘聚力19KPa ，内摩擦角27°，公路按一级公路标准，双向四车道，设计车速为80Km/h ，路基宽度为24.5m ，荷载为车辆重力标准值550KN ，中间护坡道取2m ，车道宽度3.75m ，硬路肩2.5m ，土路肩0.75m ，进行最不利布载时对左右各布3辆车。

H=16m ,H=26m,I1取值1：1.25 , I2取值1：1.25 1.计算参数:31214%,27%,19%,18/,19,19,6,=6P L I I w KN m c KPa KPa H m H mγϕ=======121:1.25,1:1.25,550,tan 0.51,19i i Q KN f c KPa ϕ======2.荷载换算成等效土柱高度荷载横向分布宽度:(-1B Nb N m d =++）,由于是双向四车道,进行最不利分布时左右各分布3辆车,故N=6,后轮轮距b=1.8m ，相邻两车后轮的中心间距b=1.3m,轮胎着地宽度d=0.6m,则B=6×1.8+5×1.3+0.6=17.9m 。

前后轮最大轴距《按照公路工程技术标准》规定对于标准车辆荷载为L=12.8m 行车荷载换算高度0/()h NQ BL γ==0.8m 3.按照4.5H 法确定滑动圆心辅助线边坡的平均坡度i=12/(6×2×1.25+2)=12;17≈1:1.4,则12ββ的值分别为26︒和35︒，然后绘制5个不同的滑动面，将每个滑动面的土体均分为8个土条，通过Atuo CAD 的massprop 命令找出每个土条的形心的位置和每个土条的面积S 及每个圆弧长L,连接圆心和每个土条的形心并延长圆弧相交于点11(,)x y （以圆心为坐标原点），土条中心与圆心的连线与竖直方向的夹角sin ii x Rα=，2cos 1-cos i i a α=，cos i i i N Q α= sin i i i T Q α=，则稳定系数8181.i i ii f N cLK T==+=∑∑，通过计算可得每个滑动面的稳定系数。

路基第四章路基边坡稳定性设计说明

BD
A 深路堑
沿直线形态滑动面下滑
D
A
陡坡路堤
假定AD为直线滑动面，并通过坡脚点A，土质均匀，取单位长度路段，不计纵向滑移时土基的作用力，可简化
成平面问题求解。
一、试算法
由图，按静力平衡得：
K= R N f cL Q cos tan cL
T
T
Q sin
ω——滑动面的倾角；
B
D
f——摩擦系数，f=tanφ;
L——滑动面AD的长度； H
R
N——滑动面的法向分力； T——滑动面的切向分力; c——滑动面上的粘结力； Q——滑动体的重力。
T αω
A
ω
N Q
直线滑动面上的力系示意图
K= R N f cL Q cos tan cL
T
T
Q sin
滑动面位置ω不同
力学分析法：数解方法 ★
似解
图解法：图解简化
基本方法：
抗滑力
稳定系数 K= R T
<1:边坡不稳定
K =1:极限平衡状态＞1:边坡稳定,工程上一般规定K≥1.20~1.25
行车荷载是边坡稳定的主要作用力,换算方法：
行车荷载换算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中；换算时按荷载的不利布置条件，取单位长度路段。
Kmin 2a f ctg 2 a f a csc
cotα=0.5,α=63026′ cscα=1.1181 f=tan250=0.4663, a=2c/γH=0.2778
Φ=250， c=14.7kpa, γ=17.64
H=6m
Kmin 2a f ctg 2 a f a csc

土石方工程中的边坡稳定性分析与设计

土石方工程中的边坡稳定性分析与设计土石方工程是指在土石路基、挡墙、隧道、边坡等工程中使用大量土石材料，并进行开挖、填筑、边坡设计等一系列施工工艺。

而边坡稳定性是土石方工程中一个非常重要的问题，因为边坡的稳定性直接关系到工程的安全以及使用寿命。

本文将深入探讨土石方工程中的边坡稳定性分析与设计。

一、边坡稳定性分析1. 边坡失败模式在进行边坡稳定性分析之前，我们需要了解边坡的失败模式。

一般而言，边坡的稳定性主要存在以下几种失败模式：（1）滑坡：边坡土体在重力和其他外力的作用下，沿一定面积和形状的滑面发生整体性破坏。

（2）风化溜塌：边坡土体由于受到空气等因素的作用，表层土壤出现明显的湿化、软化和溜塌现象。

（3）冲刷：当边坡受水流冲刷，土壤流失严重，导致边坡失去稳定性。

2. 边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析通常使用力学原理和计算机辅助工具进行。

以下是几种常见的边坡稳定性分析方法：（1）平衡法：平衡法是边坡稳定性分析的基本方法之一，其基本原理是通过构造边坡的力学平衡方程，来确定边坡的稳定性。

（2）有限元法：有限元法是一种较为精确的边坡稳定性分析方法，它将复杂的边坡问题离散化为一个或多个简单的有限元单元，利用数值方法计算边坡的稳定性。

（3）概率法：概率法考虑到了不确定因素对边坡稳定性的影响，通过对边坡的不确定因素进行概率分析，得出边坡的概率稳定性。

二、边坡设计1. 边坡设计原则边坡设计的目的是确保边坡的稳定性以及工程的安全性。

在进行边坡设计时，应遵循以下原则：（1）保证边坡的稳定性，避免边坡发生滑坡等破坏性破坏。

（2）合理利用土石材料，减少对环境的影响。

（3）充分考虑边坡周围地质条件和水文条件，采取相应的加固措施。

2. 边坡设计要素边坡设计需要考虑多个要素，包括土体性质、边坡坡度、降雨等。

以下是一些常见的边坡设计要素：（1）土体性质：土壤的物理力学性质、含水量、密实度等对边坡的稳定性有重要影响。

（2）边坡坡度：边坡的坡度直接关系到边坡的稳定性，较大的坡度可能导致边坡失稳。

边坡稳定性分析以及抗滑桩设计

边坡稳定性分析以及抗滑桩设计第1章绪论1.1 边坡稳定性分析概况⼟坝、路堤、河岸、挖坡以及⼭坡有可能因稳定性问题⽽产⽣滑坡。

⼤⽚⼟体从上⾯滑下堆积于坡脚前。

滑动也可能影响到深层，上部⼟体⼤幅度下滑⽽坡脚向上隆起，向外挤出，整个滑动体呈转动状。

滑坡将危及到滑坡体及其附近⼈的⽣命和财产的安全。

此外，河岸的滑坡还会造成很⼤的波浪，使很长距离内产⽣灾难[1]。

⼟坝、河堤的滑坡还会引起垮坝，乃⾄发⽣⼤的洪⽔，其损失就不堪设想了。

因此研究边坡的稳定性意义重⼤。

由于⼟坡表⾯倾斜，在⼟体⾃重及外⼒作⽤下，坡体内将产⽣切向应⼒，当切应⼒⼤于⼟的抗剪强度时，就会产⽣剪切破坏，如果靠坡⾯处剪切破坏的⾯积很⼤，则将产⽣⼀部分⼟体相对于另⼀部分⼟体滑动的现象，称为滑坡或塌⽅。

⼟坡在发⽣滑动之前，⼀般在坡顶⾸先开始明显下降并出现裂缝，坡脚附近的地⾯则有较⼤的侧向的位移并微微隆起。

随着坡顶裂缝的开展和坡脚侧向位移的增加，部分⼟体突然沿着某⼀个滑动⾯⽽急剧下滑，造成滑坡。

⼟建⼯程中经常遇到⼟坡稳定问题，如果处理不当，⼟坡失稳产⽣滑动，不仅影响⼯程进展，可能导致⼯程事故甚⾄危及⽣命安全，应当引起重视。

1.1.1 通常防⽌边坡滑动的措施（1）加强岩⼟⼯程勘查，查明边坡地区⼯程地质、⽔⽂地质条件，尽量避开滑坡区或古滑坡区，掩埋的古河道、冲沟⼝等不良地质。

（2）根据当地经验，参照同类⼟（岩）体的稳定情况，选择适宜的坡型和坡⾓。

（3）对于⼟质边坡或易于软化的岩质边坡，在开挖时采取相应的排⽔和坡⾓。

（4）开挖⼟⽯⽅时，宜从上到下依次进⾏，并防⽌超挖；挖、填⼟宜求平衡，尽量分散处理弃⼟，如必须在坡顶或⼭腰⼤量弃⼟时，应进⾏坡体稳定性验算。

（5）若边坡稳定性不⾜时，可采取放缓坡⾓、设置减载平台、分级加载及设置相应的⽀挡结构等措施。

（6）对软⼟，特别是灵敏度较⾼的软⼟，应注意防⽌对⼟的扰动，控制加载速率。

（7）为防⽌振动等对⼟坡的影响，桩基施⼯宜采取压桩、⼈⼯挖孔或重锤低击、低频锤击等施⼯⽅式。

路基设计—路基边坡稳定性分析

称瑞典条分法。
简单二条分、法动适态用于弯边沉坡检有不测同的土层、均质土边坡，部分被淹没、均质土坝，局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。
三、平整度检测
二、动态弯沉检测三、平整度检测
二、动态弯沉检测三、平整度检测
瑞典条分法是所有条分法的雏形。在它的假定中，滑裂面为圆弧面，忽略
孔隙水压二力、的动产生态，弯使沉土体检作测用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡
应针对这些原因，采用相应的排水措施。
（2）三振、动的平作整用度：如检地测震的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振
动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；车辆运动、施工打桩或爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。
失稳土体二的、滑动动面态近弯似直沉线检形态测。直线法是假定路基边坡滑坍时，滑动面为
一平面，它适合于砂性类土填筑的路基边坡稳定性计算。原地面为近似直线的
陡坡路堤三，、如果平接整触面度的检摩测擦力不足，整个路堤亦可能沿原地面成直线形态下滑。
二、动态弯沉检测
三、平整度检测
按照公路的有关设计规范，路堤边坡稳定性必须满足下式：
En<0表示不会产生未平衡的推力，按1.25的安全系数考虑，该折线滑动面路基是安全的。如果En >0则土体的滑动稳定性不满足要求，必须对土体采取加固措施。
不二平、衡动推力态法弯在划沉分检土测条后，其计算针对每一土条分别进行,将上一土
条计算出的剩余滑动力施加在下一土条上，如果计算出的剩余滑动力小于
如此反二复、迭动代，态直弯至前沉后检两测次的Fs值非常接近。通常只要迭代3~4次,就可
以得到满足精度要求的解，而且迭代通常是收敛的。
三、平整度检测
4.圆弧滑动面假定的圆心辅助线的确定方法 1）4.5H法

第四章路基边坡稳定性设计

第四章路基边坡稳定性设计

§4.1概述一、边坡稳定系数边坡高度：土质边坡高度超过18m，石质边坡高度超过20m，一般要进行稳定性验算。边坡稳定系数： K 式中：R—抗滑力； T—下滑力。 K=1，边坡处于平衡状态。 K＞1，边坡稳定。 K＜1，边坡不稳定。一般要求：K≥1.20—1.25 直线滑动面：适用砂类土（砂土、砂性土）、碎（砾）石土等圆弧滑动面：适用具有一定粘结力的粘性土、粉性土等
其稳定系数按下式计算（按纵向1m计，下同）为
R Nf cL Q cos tan cL K T T Q sin
式中：R——沿破裂面的抗滑力； T ——沿破裂面的下滑力； Q——土楔重量及路基顶面换算土柱的荷载之和； ω ——滑动面的倾角； φ——路堤土体的内摩擦角； c——路堤土体的单位黏聚力； L——破裂面的长度。在关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin及对应的极限破裂面倾斜角。（P74 图4-4）
Φ=20 °,土的粘聚c=10kN/m2 求（1）当开挖坡度角θ=60°，土坡稳定时的允许最大高度（2）挖土高度为6.5m时的稳定坡度θ。
喷锚支护
喷锚支护
组合式支护结
组合式支护结构
边坡稳定系数:
K
M y M S
圆弧法的基本步骤如下：
①通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，其半径为R，沿路线纵向取单位长度1m。将滑动土体分成若干个一定宽度的垂直土条，
0.53
0.77 0.88 0.96 0.99 0.99 0.97 0.93
29.9
57.5 56 51 49.7 38.5 24 4.8
508
971 951 866 845 654 408 82

①4.5H法（图4-6）