第六章 岩体边坡稳定性分析
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。
工程地质学-第六章岩质边坡
综合评估
综合多种方法对加固后的边 坡进行评估，得出较为准确 的评估结果，为后续的工程 设计和施工提供依据。
04 岩质边坡的监测与预警
监测内容与方法
变形监测 通过测量边坡的位移、倾斜、沉 降等参数，评估边坡的稳定性。 方法包括全站仪测量、GPS监测、 裂缝尺等。
声波监测 利用声波在岩石中的传播速度和 波形变化，判断边坡内部的裂隙、 破碎带等结构特征。
准确性和完整性。
数据处理与分析
03
建立数据处理中心，对采集的数据进行实时处理、分析，提取
关键信息，为预警提供依据。
预警系统运行与维护
数据采集与传输
确保传感器正常运行，数据能够实时、准确地传输到数据处理中心。
预警阈值调整
根据实际监测数据和工程经验，适时调整预警阈值，提高预警的准 确性和可靠性。
系统维护与升级
稳定性计算模型
01
02
03
极限平衡法
基于力的平衡原理，通过 计算岩体的滑动力和抗滑 力，评估边坡的稳定性。
有限元法
通过建立边坡的有限元模 型，模拟岩体的应力分布 和变形过程，预测可能的 破坏模式和稳定性状况。
离散元法
针对岩体的离散性质，模 拟岩块之间的相互作用和 运动过程，评估边坡的整 体稳定性。
工程地质学-第六章岩质边坡
目录
• 岩质边坡的定义与分类 • 岩质边坡的稳定性分析 • 岩质边坡的加固与防护 • 岩质边坡的监测与预警 • 岩质边坡工程实例分析
01 岩质边坡的定义与分类
定义
总结词
岩质边坡是指由岩石构成的边坡，其稳定性对工程安全至关重要。
详细描述
岩质边坡是由各种岩石（如沉积岩、岩浆岩、变质岩等）构成的边坡，其特点是岩石的物理、化学和力学性质较 为稳定，不易发生风化、侵蚀等现象。岩质边坡的稳定性对于工程安全具有重要意义，特别是在山区、河流两岸 等地区，岩质边坡的稳定性问题尤为突出。
第六章岩体结构及稳定性分析
倾倒破坏：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， 在自重应力的长期作用下，由前缘开始向 临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展 的现象称为倾倒破坏（弯曲倾倒）。
边坡破坏
边坡破坏
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
岩体的工程性质主要由结构面尤其是软弱结 构面的性质控制。
所以研究岩体的关键在于研究岩体结构，其重点 在于分析结构面。
将岩体的结构特征作为重要研究对象，意义如下：
( 1 ) 岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的 部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和 各向异性。只有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明 岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。
软弱夹层类型
原生软弱夹层：沉积软弱夹层、火成软 弱夹层（岩浆软弱夹层）、变质软弱夹 层 构造软弱夹层：多为层间破坏软弱夹层 次生软弱夹层：风化夹层、泥化夹层
岩体结构体
岩体受结构面切割而产生的单元 块体，称为结构体。
结构特征可用：结构体形状、块 度及产状来表示。形状与结构面组数 密切相关，结构体块度取决于结构面 间距。不同形态和产状的结构体，其 稳定程度不同。
３０ｏ＜６０ｏ E
N
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E B N
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３０ｏ＜６０ｏ
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6.3 岩质边坡稳定性分析
§6.2.1 边坡岩体中的应力分布特征 §6.2.2 边坡岩体的变形与破坏 §6.2.3 边坡岩体稳定性分析步骤 §6.2.4 边坡岩体稳定性计算
岩质边坡稳定性分析
03
边坡稳定性评价方法：采用何种方法进行稳定性评价， 如极限平衡法、数值模拟法等
04
边坡稳定性分析结果：根据评价方法得出的边坡稳定 性等级，以及可能的失稳模式等
05
边坡治理措施：针对边坡稳定性问题，提出相应的治 理措施，如支护加固、排水措施等
06
边坡监测与预警：建立边坡监测系统，实时监测边坡 稳定性，及时发现并预警可能的边坡失稳风险。
04
综合评价方法：结合多种分析方法，对边坡稳定性进行综合评价
地质条件
01
岩石类型：不同岩石的力学性质和抗风化能力不同
02
地质构造：断层、褶皱等地质构造对边坡稳定性产生影响
03
地下水：地下水位变化、地下水渗流对边坡稳定性产生影响
04
气候条件：降雨、温度等气候条件对边坡稳定性产生影响
水文条件
1
地下水位：地下 水位的升降会影 响边坡的稳定性
目录
01. 边坡稳定性分析的重要性 02. 岩质边坡稳定性分析方法 03. 岩质边坡稳定性影响因素 04. 岩质边坡稳定性分析案例
保障工程安全
边坡稳定性分析是工程设计的重要环
01
节，关系到工程的安全性和稳定性。 边坡稳定性分析可以预测边坡的变形
02
和破坏，为工程设计提供依据。 边坡稳定性分析可以指导工程设计和
数值模拟法： 利用计算机 模拟边坡变 形和破坏过 程
概率分析法： 通过概率统 计方法评估 边坡稳定性
模糊数学法： 利用模糊数 学理论对边 坡地质力学分析：分析边坡的地质构造、岩石力学性质等
02
数值模拟分析：利用计算机模拟边坡的变形、破坏过程
03
现场监测分析：通过现场监测获取边坡的变形、应力等数据
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。
第六章 -三节 岩质边坡稳定性分析
第三节 岩质边坡稳定性分析
(2)坡面、坡顶拉应力区裂隙 较陡边坡的坡面、坡顶拉应力区中，抗拉强度弱的岩体 (如半岩质块体，表层风化岩体)以及具有与斜坡走向近于平行 的陡立软弱面的坡体，在坡面、坡顶拉应力作用下形成张开裂 隙。这种裂隙主要分布在陡坡的前缘，不会深入到坡体内部。 (3)坡脚应力集中带的张裂隙 在坡脚应力集中带，当应力超过此处岩体或与坡面平行的 软弱面的抗拉强度时，则产生与坡面近于平行的张裂隙。其分 布从坡面向坡体内和向下方向逐渐稀疏、削弱。 当坡体中有缓倾角软弱面时，在平行于坡面的最大主应力 (δ 1)作用下产生如图6-15c)所示的平行坡面的剪应力，将使 被分割的岩体沿软弱面向外滑移，而张裂隙向上逐渐尖灭或分 支。
第三节 岩质边坡稳定性分析
第三节 岩质边坡稳定性分析
2．坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著 增高，且愈近表面愈高；最小主应力(相当于径向应力)显著降 低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。 3．坡缘(坡面与坡顶面的交线)附近，在一定的条件下， 坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转化为拉应力，形成一 拉应力区，见图6-14。 4．与主应力线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原 来的直线变为近似圆弧线，弧的凹面朝着临空方向。 5．坡面处由于径向压力实际等于零，所以坡体实际上处 于单向应力状态(不考虑坡面走向方向的应力δ 2)，向内渐变 为两向(不考虑盯δ 2时)或三向状态，并逐渐恢复到原始应力 状态。 上述应力分析只能适用于均质各向同性的岩体中，如果边 坡内存在大的断层或层状岩体，则其应力分布必有较大的差异。 。
第三节 岩质边坡稳定性分析
第三节 岩质边坡稳定性分析
二、边坡的变形与破坏 边坡变形与破坏是边坡演变的两大形式，前者以坡体中未 出现贯通性破坏为特点；后者是在坡体中已形成贯通性破坏面， 并由此以一定加速度发生位移为标志。变形与破坏是一个发展 的连续过程，其间存在着量与质的转化关系。近年来，岩体破 坏机制及蠕变理论研究，已充分揭示了二者之间所存在的规律 性，为边坡稳定研究奠定了理论基础。 (一)边坡变形 岩质边坡的变形包括松弛张裂和蠕动。 1．松弛张裂 在边坡形成的初始阶段，往往在坡体中出现一系列与坡面 近于平行的陡倾张开裂隙，使边坡岩体向临空方向张开，这种 过程和现象称为松弛张裂(也称松动)。
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
40
2. 滑坡的分类
（2）根据滑动带的力学性质
PPT课件
41
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。
PPT课件
46
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。
岩体的稳定性分析
5.风化岩体 强风化岩体：结构体疏松，呈块夹泥状，较土体好些， 强风化岩体：结构体疏松，呈块夹泥状，较土体好些， 其变形模量、承载能力差。 其变形模量、承载能力差。 弱风化岩体：具有碎裂结构，结构面性质差， 弱风化岩体：具有碎裂结构，结构面性质差，一般作 为工业与民用建筑地基是可以的， 为工业与民用建筑地基是可以的，但对重大的水工建 筑物地基需加固处理。 筑物地基需加固处理。 微风化岩体：裂隙面轻微风化， 微风化岩体：裂隙面轻微风化，岩体工程性质与新鲜 岩体相近，一般可作为各类工程建筑物的良好地基。 岩体相近，一般可作为各类工程建筑物的良好地基。 但对边坡、洞室围岩仍应注意其结构面的不利组合。 但对边坡、洞室围岩仍应注意其结构面的不利组合。
2. 结构面的特征 包括结构面的规模、形态、连通性、 包括结构面的规模、形态、连通性、充填物等以及其密 集程度。 集程度。 （1）结构面的规模 ）
平直的、波浪起伏的、 （2）结构面的形态 平直的、波浪起伏的、锯齿状的等 ） 反映岩体完整的情况。 （3）结构面的密集程度 反映岩体完整的情况。条/m ）
1. 岩基压缩变形特征 地基变形特征值和允许值
建筑物变形特征值
沉降量 沉降差 倾斜 局部倾斜
基岩的沉降变形
对于新鲜～微风化的整体块状结构的岩体， 对于新鲜～微风化的整体块状结构的岩体， 在工程荷载下的压缩量很小。 在工程荷载下的压缩量很小。
对层状结构、碎裂结构的裂隙岩体或软质岩 对层状结构、 对高层建筑物地基、大型水工建筑物地基、 石，对高层建筑物地基、大型水工建筑物地基、 高的桥墩地基，应考虑其变形对建筑物的影响。 高的桥墩地基，应考虑其变形对建筑物的影响。
第四节： 第四节：岩体的稳定性分析 一、岩体稳定性与区域稳定性的关系
第6章边坡稳定性
压致拉裂缝自下向上扩展
滑移面贯通
③ 滑移－弯曲（sliding and bending）
边坡沿上部陡外倾结构面滑移，在下部受阻后发 生弯曲变形，表层岩层拉裂后岩层剪出。在薄层状及 柔性较强的碳酸盐类层状边坡中比较常见。（图）
轻微弯曲
强烈弯曲隆起
切出面贯通
④ 塑流－拉裂
（plastic flowing andfracturing）
及时治理
针对已经出现的变形状况及时采取必要的增强稳定性措施。
根据工程工程重要性制定具体整治方案
实质是经济原则，重大工程采取全面永久的严密的整治措施， 获得高的安全系数；一般工程则采取简易的防治措施。
➢ 将复杂的滑体形态进行几何简化，滑面简化为圆弧 面、平面或折面
➢ 将空间问题简化为平面问题，取滑动方向的代表性 剖面
➢ 将均布力简化为集中力 （2）分析步骤 ➢ 滑体的形状分析 ➢ 滑体受力条件分析 ➢ 确定计算参数
（3）分析方法
（4）分析应用 ① 层状结构边坡稳定性分析 滑坡条件 ➢ 滑动面倾向和坡面倾向
2 影响边坡应力分布的主要因素
（1）原始应力状态 在新构造运动强烈的地区存在较大的水平构造
残余应力，在临空面附近形成应力集中，表现为加 剧应力分异，在坡顶和坡面张力带表现明显。 （2）坡形
影响坡面几何形态的主要是坡角。坡角增大张 力带范围扩大，坡脚应力集中带最大应力增大。 （3）岩土体结构特征
坡体中存在各种形式的脆弱结构面，对坡体应 力场影响复杂。主要表现在结构面周边出现应力集 中或应力阻滞，构成边坡变形破坏的控制性条件， 产生不同类型的变形和破坏机理。
W sin s
c2 A2
③ 碎裂结构边坡稳定性分析
边坡工程第6章-边坡稳定性分析图解法(冶金出版社)
6.2.2 赤平极射投影基本作图法
已知两平面，其交线的投影作图
已知两平面的产状分别为走向N20°E、倾向NW、倾角60°和走 向N40°W、倾向NE、倾角40°，其交线的作图步骤如下： 1) 按基本作图法(2)，根据已知平面的产状作出其投影，分别为
产状已知的直线投影作图
已知一直线产状为倾向N50°W、倾角40°，其赤平极射投影作 图步骤如下： 1) 在透明纸上作一基圆，其直径等于投影网直径，O为圆心，
在基圆上标出E、S、W、N方位和方位角分度 2) 在基圆上根据已知直线的倾向(N50°W)标出A点，并连接AO 3) 将透明投影图覆于投影网上，使AO与投影网的EW线重合。
在投影图上绘制已知平面的投影大圆ABC，和已知直线的投影DO，包含DO且 垂直于已知平面ABC的平面作图步骤如下： 1) 按基本作图法(4)，作出已知平面ABC的法线PO 2) 按基本作图法(5)，作包括已知直线DO和已知平面的法线PO的平面，即大圆
FDPG，此为求作平面的投影
6.2.2 赤平极射投影基本作图法
6.1.2 投影网
吴氏网
2. 纬线的绘制
纬线为不通过投影球球心，走向东西，纬度(球面法线与赤道 平面的夹角)为南纬0°~90°和北纬0°~90°的一组不通过球心的垂直 平面赤平极射投影。
绘制时首先将NE弧分度(每格2°或5°)，再将所得各点与圆心O 相连，然后自各点作切线，它们与经线SN的延长线相交得到一系 列交点。以这些交点为圆心，以交点至NE弧段上各相应分度点的 切线段为半径作圆弧，此一系列圆弧即为北半部的纬线。
6.2.2 赤平极射投影基本作图法
岩体边坡的稳定性分析及其锚固理论
岩体边坡的稳定性分析及其锚固理论摘要：岩质边坡是不均匀性和不连续性介质，通过岩体结构划分为完整岩体、块状边坡、层状边坡、碎裂边坡、散体边坡。
其破坏类型为平面滑动、圆弧滑动、楔体破坏、倾倒破坏以及溃屈破坏。
总结了影响岩质边坡稳定性的因素和岩石边坡稳定性分析的方法，阐述了岩土锚固理论的发展过程。
关键词：岩质边坡；锚固；边坡稳定性1引言随着我国经济建设迅的速发展，西部大开发战略的实施，在资源开发和基础设施建设中，产生了许多岩质边坡。
由于工程中的施工工艺制及地质条件限制，高大型岩质边坡越来越多，边坡是否稳定安全的问题日益突出。
由于边坡失稳产生的安全事件，会带来大量的生命和财产损失，并由此带来的工期延误从而导致的不可估量的间接损失更是让人痛心。
由此可见，岩石工程中的边坡的稳定性问题事关着工程建设和建筑服役期间的安全和经济效益【1-5】。
岩石边坡设计完全不同于土坡。
岩石和土不同，其中土是由非胶结颗粒构成的连续较均匀介质；而岩体是非连续介质，其由不均质的具有不连续面分割的分离岩块构成。
岩体内部的空间几何形态和岩石与土的组分的联结性质是完全不同的。
土的破坏往往发生在土体内部，其破裂面的方向与土的性质无关，因为岩体的强度和变形性质是各向异性的，除非岩性很弱，坚硬岩石中的破裂面则沿预先存在的不连续面，并不完全贯穿完整的岩体【6-7】。
故岩体的抗剪强度很大程度上是由不连续面这一构面所制约的，如何对岩体结构科学合理的分类，是确定不同岩质边坡稳定性的前提条件，是涉及岩质边坡工程中出现的问题研究基础，同时也是针对性的对岩质边坡工程进行加固防护的基础。
2岩石边坡分类根据岩石边坡的不同特质对岩石边坡进行了多种类型划分。
其中，根据岩质边坡的岩体结构进行划分是与岩质边坡稳定性分析结合得最紧密的方法。
谷德振（1979）按此方法将岩体边坡分为：完整岩体、块状边坡、层状边坡、碎裂边坡、散体边坡【8-9】。
2.1完整岩体完整岩体边坡的拉压强度较高，稳定性强，其中的完整结构节理裂隙不贯通。
岩土边坡稳定性分析
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小浪底土 石坝
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1.2土坡滑动的原因
▪ 一、土坡滑动的原因 ▪ 根本原因在于土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗
剪强度，稳定平衡遭到破坏。 ▪ 剪应力达到抗剪强度的起因有二: ▪ （1）剪应力增加 ▪ （2）土体本身抗剪强度减小
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▪ 二、安全系数的定义
K Tf T
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O R2 β2 B
R R1
β1 A
C1 C2 C
E
目前，电算分析表明，无论多复杂土坡，最危险滑弧圆心轨迹都是 一根类似双曲线的曲线，位于土坡坡线重心竖直线与发现之间。
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▪ 2.瑞典（Fellenius）条分法 ▪ 假设条件 ▪ 费伦纽斯假设土条两侧的合力相等，作用线重合，即
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Hale Waihona Puke 15▪ 1.整体圆弧滑动法
▪ 假设条件
▪ 均质土 ▪ 二维 ▪ 圆弧滑动面 ▪ 滑动土体呈刚性转动 ▪ 在滑动面上处于极限平衡条件
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O R
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▪ 平衡条件（各力对圆心O的力矩平衡）
d
▪ (1) 滑动力矩： M Wd
O
θ
C
▪ (2) 抗滑力矩：
L
L
▪
Mt
0 f dl R
（O, R）找到最小安全系数
▪
———最可能滑动面
▪ (3)适用于饱和粘土
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▪ 最危险滑动面的确定 ▪ 均质粘性土土坡，最危险滑动面常通过坡角。 ▪ 当=0时； ▪ 最危险滑动面的圆心点位于AO、BO的交点O。
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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。
《工程地质》第六章——岩质边坡稳定分析
影响其 沟谷下切深度 发育的 地应力特征 因 素 岩体结构
●
边坡卸 荷裂隙 特 征
●
可以是新生的，但多为沿已有陡倾角裂隙发育而成 多为平直延伸，一般无明显错动 张开度和分布密度由坡面向深处逐渐减弱 向下延伸至谷底附近即消失 降低岩体强度，增大岩体透水性，使岩体更易风化 是良好的渗漏通道 在拱坝坝肩岩体中可能构成滑移岩体的侧向切割面
●
●
●
对工程 的影响
●
●
●
在边坡岩体中，则可能成为边坡岩体失稳的主滑面
指：边坡岩体主要在重力作用下向临空面方向发生长期缓慢的 塑性变形的现象 指：坚硬岩层下面由软弱岩层引起的缓慢性变形 深层 下部软弱岩层向临空面的挤出 蠕动 拉张 表现为 上部坚硬 不均匀沉陷 ⑵ 岩 层 的 分 蠕 向临空面的滑动 为 层状岩体向上逐渐连续弯曲（塑性岩层） 动
何鹏摄于2007年11月
指：陡峭边坡崖壁上，由于陡倾裂隙的切割，导致岩体突发倾 倒崩落，堆积于坡脚的过程
⑶ 山崩：大规模崩塌 崩 分为 岩崩：坚硬岩体中发生的崩塌 塌
土崩：土体中发生的崩塌 边坡被陡倾裂隙深切 形成 坚硬岩层下部存在有软弱岩层 原因 下部有洞穴或采空区 软、硬岩层的差异风化
2006年5月31日，瑞士Gurnellen附近的A2 高速公路旁发生岩石崩塌，一块岩石从山上 翻落到公路上，路面因岩石撞击造成很大的 请分析这段高陡公路边坡 破坏。岩石翻落后，连续撞击了几辆路过的 最有可能的变形破坏方式 车辆，造成2人死亡。事故发生后，警方随 即对高速公路北端通向 St. Gotthard 隧道的 国 道 310 线 出口进行了封锁，该通道是连接意大利与欧 (陕西宝鸡至甘肃天水) 洲北部的主要道路。
当滑动面受最大 剪应力控制时的 滑 坡 形 成过 程
第六章岩体工程稳定性分析及其加固
vp v p′
— 现场纵波速度 — 岩块纵波速度
3）地下水活动的影响 ①增加压力 ②降低强度 ③净水溶蚀、动水冲刷 ④渗漏泉涌 2.工程因素 (1)断面尺寸过大或形状不适合,产生大的应力集中 (2)施工方法 (3)超挖给水 (4)洞室间相互影响 (5)地震、爆破影响
三.围岩荷载
(一)松散岩体围岩压力的计算 1.浅埋洞室顶部的荷载(太沙基计算法) 考虑ABCD自重并扣除侧边的摩阻力
②Bishop条分法 如边坡由几种C和Φ值不相同的土所组成，也是将边坡分为若干 竖向的条条。把作用在全部土条上的诸力求和，就可确定整个土体 的平衡。由于这一力系是超静定，为求解，必须对一些力作某些假 设，然后求出稳定系数。 ③Hoek图表计算法 a.按照边坡的地下水条件，选择算图 b.计算c/γ H tanφ值 c.在所选的算图中查出对应与c/γ H tanφ的谈tanφ/Fs或c/γ H Fs值 c d.求出Fs值
2.图解法 （1）赤平极射投影分析 赤平极射投影的基本原理和方法 赤平投影是将物体在三维空间的几何要素表现在平面上的一种 投影方法，它只反映物体的线和面的产状和角距关系，而不涉及它 们的具体位置，长短和大小。
赤平投影是以一个球体作为投影工具(投影球), 以球体的中心(球心) 作为比较物体几何要素的方向和角距的原点, 并以通过球心的一个 水平面(赤道平面)作为投影平面. 通过球心并垂直于投影平面的直线 与投影球面的交点称为球极(北极或南极), 在这里取南极. 作赤平投影时, 将物体的几何要素处于球心, 使这些几何要素延 伸与球面相交, 得球面投影, 然后从球极向球面投影发出射线, 它们 与赤道平面的交点就是该几何要素的赤平投影.赤平投影. 这样, 一条直线的赤平极射投影 点(也可用该点与球心的 连线表示) 一平面的赤平极射投影 圆弧
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状、板状、柱状、楔状、菱形和锥形等多种，有 的岩石致密硬脆，有的疏松柔韧。岩体受构造、 变质和风化作用较强烈时，还会变成散粒碎块或 鳞片状。
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岩体结构——结构面和结构体的组合称为岩体 结构，岩体结构特征实际上就是结构面和结构 体的性状及组合特征的反映，它决定着岩体的 物理力学性质和稳定性。
蠕动是岩体在应力长期作用下内部一种缓慢的调 整性变形，实际上是趋于破坏的一个演变过程， 只有当应力值接近或超过岩体的抗剪强度时，斜 坡才能加速蠕动。
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斜坡蠕动大致可分为“表层蠕动”和“深层蠕动”
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边坡岩体变形破坏的基本形式有：松动、蠕动、 崩塌和滑坡等。
1、松动
坡体表面往往出现一系列与坡向近于平行的陡倾 斜的张开裂隙，被这种裂隙切割的岩体便向临空 方向松开，移动，这种过程和现象称为松动。为 斜坡形成初始阶段。
2、蠕动
指斜坡岩体在重力作用下向临空面方向的缓慢而 持续的变形。
在工程建设中，经常遇到的重大的工程地质问题 来自一就是软弱夹层。精品课件
三、结构面的调查统计方法 1、结构面的走向玫瑰花图 2、结构面的倾向玫瑰花图
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四、结构面的工程性质评价
（1）稳定性好强度大的结构面应是闭合的， 或是没有软弱物质，只为后期岩脉所充填。如 结构面上有方解石或石英脉，对岩石有补强作 用，加强了结构面的强度，称为硬性结构面。
第七章 岩体边坡稳定性分 析
第一节 岩体结构 第二节 岩体边坡稳定性分析
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1995年，巴东县二道沟、三道沟 滑坡造成县城部分道路桥梁被毁。
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湖北秭归县千将坪滑坡（2003年），体 积2400万立方米，造成24人死亡或失踪 及重大经济损失。
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岩体——岩体是在漫长的地质历史过程 中形成的，具有一定的结构特征，并与工 程建筑有关的天然地质体。
因此在工程中，研究岩体的特 性比研究单一岩块的特性更为 重要。
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第一节 岩体结构
岩体结构指岩体中岩结体构中面各和种结地构质体界两个面要包素括的 组物合质特分征界。面、断裂面、软弱夹层和溶蚀面，
结规构模面大者：如断层带，小者如节理统称为结 构面。
结构体是由不同产状的结构 面组合起来，将岩体切割成各种形状的单元 结块构体体。：
这些结构面强度最差，如果其产状倾向临空面， 则控制着岩体的破坏形式。
（4）岩体的渗透性主要取决于结构面的特性、 分布和组合规律。由此构成岩体渗透的不均一 性和各向异性。岩体中渗流和渗透压力影响岩 体的应力和稳定性，特别是对软弱结构面的软 化和泥化作用，并降低其抗剪强度。
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二、结构体和岩体结构 在岩体中被结构面切割的岩块称为结构体，它也
（3）碎裂结构：由于构造破坏和风化作用而形 成，一般含有多组密集结构面的岩体，岩体常被 分割成碎块状。
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第二节 岩体边坡稳定性分析
一、岩体边坡变形与破坏的基本形式 岩体边坡的变形-是指边坡岩体只发生局部位移或
破裂，没有发生显著的滑移或滚动，不致引起边 坡整体失稳的现象；岩体边坡的破坏-是指边坡岩 体以一定的速度发生了较大位移的现象，如边坡 岩体的整体滑动、滚动、倾倒。 变形与破坏在边坡岩体变化过程中是密切联系的， 变形是破坏的前兆，而破坏是变形发展的结果。
岩体结构分为六种类型： 1、块状结构 2、镶嵌结构 3、碎裂结构 4、层状结构 5、层状碎裂结构 6、散体结构
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（1）块状结构：组成颗粒均匀致密各向同性， 如花岗岩、闪长岩、石英岩、大理岩等。
（2）层状结构：是沉积岩的特有结构，由于沉 积物质成分的变换或积间断，表现出软硬互层各 向异性和橫向渗透性较大的特性。
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1、原生结构面
面
裂面 （节理） 2、构造结构面
（断层）
3、次生结构面
及次生夹泥层
2）沉积结构面 3）变质结构
1）剪（扭）
2）张裂面 3）挤压面
1）卸荷裂隙 2）风化裂隙
3）泥化夹层
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二、软弱夹层的特征
软弱夹层——是具有一定厚度的特殊的岩 体软弱结构面。它与周围岩体相比，具有 显著低的强度和显著高的压缩性。在岩体 中只占很少的数量，却是岩体中最关键部 位。 如沉积岩中常夹有泥灰岩、泥页岩或炭质页
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岩体的多裂隙性特点决定了岩体与 岩石（单一岩块）的工程地质性质 有明显不同。两者最根本的区别， 就是岩体中的岩石被各种结构面所 切割。这些结构面的强度与岩石相 比要低得多，并且破坏了岩石的连 续性和完整性。
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岩体的工程性质：首先取决于 这些结构面的性质，其次才是 组成岩体的岩石性质。
结构面——岩体由一种或多种岩石组成，甚至可以 是不同成因岩石的组合体，并在其形成过程中经受 了构造变动、风化等各种内外力地质作用的破坏与 改造。因此，岩体被层面、节理、断层、片理等各 种地质界面所切割，使其成为具有一定结构的多裂 隙体。把切割岩体的这些地质界面称为结构面。
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岩体裂隙发育，将造成岩体边坡的不 稳定性。
岩厚度，薄称，为层沉数积较结多，构岩型相软变弱化夹显层著。，常其呈特尖点灭是和：互
层，对水的作用敏感。变质型的软弱夹层多有绢云 母等片状矿物，遇水润滑。
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构造型软弱夹层——多为层间破碎软弱夹层，有构 造角砾岩、糜棱岩和断层泥等。
风化型软弱夹层——常带有局部性质，其分布规律 随地形地质条件、裂隙产状和水的作用等因素而定。 其中泥化夹层多为构造裂隙和层间错动带，它是在 长期的地下水和风化作用下形成的。夹层中的黏土 矿物含水率较大时，在软塑状态下其工程性质最差。
（2）工程性质中等的结构面，如较短小不连 贯张开的结构面，为粉粒和碎屑物质所充填， 黏粒很少；或结构面是闭合的，但有泥质薄膜， 微渗水。结构面的强度取决于结构面的起伏差、 填充物的性质及亲水性。
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（3）工程性质差很可能造成失稳的是软弱结构 面，如原生软弱夹层，夹层中有黏土矿物，次 生泥化作用明显，在空间呈连续分布，延展较 长，或为两个交叉的切割面形成可能崩塌的楔 形体。