边坡岩体稳定性分析

体 3、水的作用 使岩土的质量增大、滑动面的滑动力
稳
增大；岩土软化、抗剪强度降低；对岩体产生动水 压力和静水压力。
定 性
4、风化作用 使岩体内裂隙增多、扩大，透水性增 强，抗剪强度降低。
分
析
第
九 章
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
边 5、地形地貌 直接影响边坡内的应力分布特征， 坡 进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。 岩 6、地震 产生地震惯性力 体 7、天然应力 稳 8、人为因素 定 性 分 析
岩 重应力的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、
体 折裂，并逐渐向坡内发展的现象。
稳
定
性
分
析
第 九 章
边 坡 岩 体 稳 定 性 分 析
第 九 章
边 坡 岩 体 稳 定 性 分 析
第
九 三、影响岩体边坡变形破坏的因素
章
边 1、岩性 决定岩体边坡稳定性的物质基础。
坡 2、岩体结构 岩体结构及结构面的发育特征是岩体 岩 边坡破坏的控制因素。
坡
坡
平面滑动 双平面滑动
岩 体 稳
破 坏 的 滑坡
单平面滑动 楔形状滑动
定
基
性
本
圆弧形滑动
分 析
类 型 倾倒破坏
第
九 崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块体，突然脱离 章 母体以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程
滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），
边 坡
产生以水平运动为主的现象。
倾倒破坏（弯曲倾倒）：由陡倾或直立板状岩体组 成的斜坡，当岩层走向与坡面走向近平行时，在自
坡源自文库
岩 体 稳
研究边坡变形破坏的机理(包括应力分布及变 形破坏特征)与稳定性，为边坡预测预报及整治提 供岩体力学依据。其中稳定性计算是岩体边坡稳 定性分析的核心。
定
性
分
析
第
九
一、应力分布特征
章
边
岩体中开挖→人工边坡→开挖卸荷→近边
坡
坡面一定范围内的岩体中应力重分布→边
岩
坡岩体处于重分布应力状态。
体
稳
岩
体
稳
一、边坡岩体变形的基本类型
定
二、边坡破坏的基本类型
性
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
分
析
第
九 一、边坡岩体变形的基本类型
章
边 坡
1、卸荷回弹
•成坡过程中，荷重不 断减少→边坡岩体在减
岩 荷方向(临空面) 伸长变
体 形→卸荷回弹。
稳
定 •天然应力越大，向临
性 空方向的回弹变形量也
分 析
越大。往往会伴随产生 一系列的张性结构面。
第
九 §9.1 边坡岩体中的应力分布特征
章
边
斜坡(slope)：地表一切具有侧向临空面的地质体， 包括天然斜坡和人工边坡。
坡
岩 体
天然斜坡(简称斜坡）：自然地质作用形成未经人 工改造的斜坡。
稳
定 性
人工边坡(简称边坡）：经人工开挖或改造形成的 斜坡。
分
析
第
九 §9.1 边坡岩中的应力分布特征
章
边 研究目的
边 及其组合关系，包括滑动面、切割面和临空面三 坡 种。 岩 滑动面：起滑动(即失稳岩体沿其滑动)作用的面， 体 包括潜在破坏面。 稳 切割面：起切割岩体作用的面，由于失稳岩体不 定 沿该面滑动，因而不起抗滑作用，如平面滑动的 性 侧向切割面。 分 临空面：临空自由面，为滑动岩体提供活动空间， 析 临空面常由地面或开挖面组成。
第
九 章
§9.3 边坡岩体稳定性分析的步骤
边
定性分析：在工程地质勘察工作基础上，对边坡岩 体变形破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。
坡 定量分析：在定性分析基础上，应用一定的计算方
岩 法对边坡岩体进行稳定性计算及定量评价。
体 稳
模型模拟试验法 评
块体极限平衡法
定 价 数学力学分析法 弹性力学、弹塑性力学法
岩
体
稳
定
性
分
析
第 九 章
(3)坡面附近：应力集中带。坡脚附近，最大剪 应力增高，易剪切破坏；坡肩附近，拉应力带。
边坡愈陡，范围愈大，∴，坡肩附近最易拉裂
边
破坏。
坡
(4) 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。
岩
体
稳
定
性
分 析
第
九 章
二、影响边坡应力分布的因素
边
(1)天然应力 水平天然应力使坡体 应力重分布作用加剧。
第 九 章
边 2、蠕变变形
坡 岩
当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种 变形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导
体 致边坡岩体的整体失稳。
稳 破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的，几乎所有的
定 岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。
性
分
析
第
九 二、边坡破坏的基本类型
章
边
边 崩塌
多平面滑动
第
九 章
一、几何边界条件分析
边 分析内容：
坡
查清岩体中的各类结构面及其组合关系，确
性
>1 稳定 ≦1 不稳定
分 在多数情况下，计算的稳定性系数都有一定误
析 差，因此，引入安全系数。
第 九
章 块体极限平衡法步骤
边
可能滑动岩体几何边界条件的分析
坡
岩
受力条件分析
体
稳
确定计算参数
定
性
计算稳定性系数
分
析
确定安全系数，进行稳定性评价
第
九 一、几何边界条件分析
章
几何边界条件：构成可能滑动岩体的各种边界面
坡 岩 体
(2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度
❖ 坡高不改变应力等值线的形状，但 改变主应力的大小。
稳 坡角影响边坡岩体应力分布图象。
定 ❖坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的 性 影响。
分 ❖坡面形状对重分布应力也有明显的 析 影响。
第
九 (3)岩体性质及结构特征
章 ❖岩体变形模量影响不大，泊松比对边坡应力影响较
边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生
定
变形和破坏。因此，研究边坡岩体重分布
性
应力特征是进行稳定性分析的基础。
分
析
第
九 ❖ 边坡面附近：主应力迹线发生偏转。最大主应力
章
与坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，
向坡体内逐渐恢复初始应力状态。
边 ❖ 坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内
坡
逐渐转为三向应力状态。
大。∵泊松比的变化，可使水平自重应力发生改变。
边 (4)结构面
坡 岩
❖
使坡体中应力发生不连续分布，在结构面周边或端 点形成应力集中带或阻滞应力的传递，坚硬岩体边 坡中明显。
体
稳
定
性
分
析
第
九 章
§9.2 边坡岩体的变形与破坏
边 岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程中
坡
两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则 是质变阶段，形成一个累进性变形破坏过程。
性 分
方 法
工程类比法
有限元法等数值方法
析
图解法
第
九 章
块体极限平衡法
假设条件
边 (1)边坡岩体将沿某一结构面（滑动面）产生滑移 坡 剪切破坏；
岩 (2)滑体为刚体 在滑动过程中相对位置不变化
体 (3)滑动面上应力分布均匀；
稳 (4)不考虑滑体两侧的抗滑力。
定 稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/滑动力