岩质边坡稳定计算
岩质边坡稳定性分析计算
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岩质边坡稳定性分析计算引言:岩质边坡是指由岩石构成的边坡体,它的稳定性分析是地质工程中的一项重要内容。
本文将围绕岩质边坡的稳定性分析进行详细讨论,包括边坡的力学特性、稳定性分析的方法和计算步骤。
一、岩质边坡力学特性:岩质边坡的力学特性主要包括边坡坡度、岩性、结构构造、地质构造、坡面覆盖物、地下水等。
这些因素对边坡的稳定性有着重要影响。
1.边坡坡度:边坡坡度是指地面或水平面与边坡倾斜线的夹角,是影响边坡稳定性的重要因素。
坡度越大,边坡的稳定性越差。
2.岩性:岩石的强度、粘聚力、内摩擦角等岩性参数对边坡稳定性有着重要影响。
一般来说,岩性较强的边坡稳定性较好。
3.结构构造:边坡中的断层、节理、褶皱等结构构造对边坡的稳定性有着重要影响。
结构面的发育程度和倾角越大,边坡的稳定性越差。
4.地质构造:地质构造包括岩层倾角、层面、节理等,对边坡的稳定性具有重要影响。
地质构造的研究可以帮助我们了解边坡的受力特点和变形规律。
5.坡面覆盖物:坡面覆盖物通常包括土壤、草地、水层等,这些覆盖物的分布情况和特性对边坡的稳定性有着显著影响。
6.地下水:地下水的存在对边坡的稳定性具有重要影响。
当地下水位上升时,边坡会受到水的浸润,导致边坡强度降低,从而增加边坡失稳的可能性。
二、岩质边坡稳定性分析方法:岩质边坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种,下面将对这两种方法进行介绍。
1.极限平衡法:极限平衡法是一种经典的岩质边坡稳定性分析方法,它基于边坡体在其稳定状态下的力学平衡原理进行计算。
这种方法通常将边坡分割为无限小的切割体,并假设切割体沿着内摩擦边界面滑动,从而得到边坡的稳定状态。
2.有限元法:有限元法是一种基于有限元理论进行边坡稳定性分析的方法。
这种方法将边坡体离散为有限数量的单元,通过求解单元之间的位移和应力,得到边坡的稳定状态。
有限元法能够模拟较为复杂的边坡几何形状和边界条件,但计算复杂度较大。
三、岩质边坡稳定性计算步骤:进行岩质边坡稳定性分析计算时,通常需要进行以下步骤:1.边坡参数确定:根据实地调查和实验数据,确定边坡的坡度、坡高、岩石强度参数、结构面参数等。
岩质边坡稳定性计算表
![岩质边坡稳定性计算表](https://img.taocdn.com/s3/m/e763e479a8114431b90dd8d6.png)
0
条块底面倾角θi
56
46
39
32
0
地下水位倾角αi
0
0
0
0
0
条块单位宽度自重Gi(kN/m 条块地表建筑物自重Gbi
27.9 72.72 101.7 122.4
0
0
0
0
0
0
条块动水压力Pwi(kN/m)
0
0
0
0
0
重度 条块面积
18
18
18
18
0
1.55 4.04 5.65
6.8
0
条块滑面法线反力Ni
重度 面积 坡长 滑面长度
内聚力
25.7 442.3
1 39.5
70
内摩擦角
17
破裂角
25
抗滑力 5914.668
下滑力 4803.948 稳定系数 1.23121
1.平面滑动
γVcosθtg ф+Ac
KS= ——
————
——
γVsinθ 式中: KS — 边 坡 稳定性系 数;
γ— 岩土体的 天然重度 (kN/m3)
; c—潜在滑 面内聚力 (kPa); ф—结构 面的内摩
擦角 (º);
A—结构面 的面积
(m2);
V—岩体的 体积
(m3); θ—结构 面的倾角 (º)。
2.圆弧滑动
条块岩体粘结强度Ci(kPa)
3
3
3
3
条块岩体内摩擦角ψi
30
30
30
30
条块滑动面长度l i
4.75 3.41 2.89 2.63
0
204.305
184.774
岩质边坡稳定性分析计算
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表4*3.3边坡岩体内摩擦角的折减系数
边坡岩体完整程度
内摩擦角的折戚系数
完解
0, 95〜0, 90
较完整
0. 90-0.85
较破碎
注:1全风化层可按成分相同的土 IB考虑; 2强风化基岩可根据池方经验适当折减*
0.85**0.80
4.3.4边坡岩体等效内摩擦角宜按当地经验确定。当缺乏当地 经验时, 可按表4.3.4取值。
面形态按本规范附录A选择具体计算方法。
A*OH圆弧形沿面的边坡稳定性系数可按下列公式计算{图 A, 0, 1):
式中:F. 第;计算条块滑面内摩擦角(°); A 1列1形汾面边坡计算示怠 第计算条块搿面长度( mh
d, 第H十算条块滑面倾角('),滑面倾向与滑动方向
相同时取正值,滑面倾向与滑动方向相反时取 负
结构面结 合 差
外 倾 结 构 面 或 外 倾 3 、 同 8m «的边坡 稳
结构面的组合线倾角 >75'或 定 , 15m 岛 的 边
<27*
坡欠稳定
较破晬
结构面结合 良好或一般
较破碎
结构面结合
(碎裂禳嵌〉良好或一般
1窪,
夕卜倾结构面或外倾不同 8m S的边坡 稳
结构面的组合线倾角 >75•或 定,ISm髙 的边坡
值:
:
LA 第,计算条块滑面单位宽度总水压力<kN/m); Gt——第/计算条块单位宽度自重(kN/m);
第/计算条块单位宽度竖向附加荷载方 向指向下方时 取正值|指向上方时取负值;
___
G ——第i_if算条块单位宽度水平荷载方向指 向坡外时取正 值,指向坡内吋取负值;
——第i及第/一 1计算条块滑面前端水头髙度(m):
第三讲边坡稳定性计算全过程
![第三讲边坡稳定性计算全过程](https://img.taocdn.com/s3/m/90a00c713868011ca300a6c30c2259010202f385.png)
第三讲边坡稳定性计算全过程边坡是指地面或岩石的斜坡,由于地质、工程结构或人为因素等原因,边坡可能会发生滑坡、坍塌等不稳定现象,因此边坡稳定性计算是工程设计中的重要环节。
本文将介绍边坡稳定性计算的全过程。
边坡稳定性计算过程主要包括选取边坡几何参数、确定边坡承载力和应力状态、计算安全系数和稳定性分析。
首先,需要选取合适的边坡几何参数,包括边坡的高度、坡度、坡面角等。
这些参数对边坡的稳定性有着重要的影响,需要根据具体情况进行选取。
接下来,需要确定边坡的承载力和应力状态。
边坡的承载力是指边坡能够承受的最大荷载,其取决于边坡材料的强度特性。
根据土壤或岩石的强度参数,可以计算边坡的承载力。
应力状态是指边坡内部的应力分布情况,可以通过有限元分析或理论计算进行确定。
然后,需要进行边坡的安全系数计算。
安全系数是评价边坡稳定性的重要指标,是边坡承载力与作用在边坡上的力的比值。
通常,安全系数大于1时,表示边坡稳定;安全系数小于1时,表示边坡不稳定。
安全系数的计算可以使用理论方法、有限元分析或实测数据等多种方法。
最后,进行边坡稳定性分析。
边坡稳定性分析是根据边坡参数、承载力和应力状态,通过计算安全系数来评估边坡的稳定性。
在分析过程中,通常需要考虑边坡的剪切强度、抗滑稳定性、土体的重力等因素,并进行相应的计算。
边坡稳定性分析可以通过手算、计算软件或有限元分析等方法进行。
总结起来,边坡稳定性计算的全过程包括选取边坡几何参数、确定边坡承载力和应力状态、计算安全系数和稳定性分析。
在实际工程中,为了确保边坡的稳定性,需要进行细致的计算过程,并根据计算结果进行相应的工程设计和措施的采取。
理正岩土进行边坡稳定计算步骤
![理正岩土进行边坡稳定计算步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/65e2c231a36925c52cc58bd63186bceb19e8edf8.png)
理正岩土边坡稳定计算步骤—深路堑一、新建文件1.打开理正岩土软件,选择边坡稳定分析;2.新建一个计算数据的文件夹,指定工作路径为该文件夹,工程名称根据所做项目编辑,编号可以编为时间。
确定后,选择复杂土层稳定计算。
二、增加项目、导入土层1.选择要计算的高边坡断面桩号(可以一个高边坡段落计算一个断面,选择比较高比较危险的断面),打开将要计算的断面对应的地勘横断面,将设计横断面放到地勘断面上(注意如果两个比例不同的话需要转换一下),如果没有计算断面桩号的地勘,选择临近的、地质较差的一个地勘。
如图:新建一个cad图,将断面复制过去,然后删除所有的文字信息,只留下地层和设计横断面的线条。
注意:(1)无足轻重的小夹层可以删掉,简化断面图;(2)比例应统一调整为1:1000,理正软件计算时单位是按m来的;(3)软件识别的地层必须闭合,所以最后一层需要手动画一个大的框;另外,为了避免识别的岩层混乱,用多段线从上到下或从下到上,从同一个方向往另一个方向,把每个岩层描一遍,描的时候可以适当简化减少交点,然后删除原来的线条。
炸开多段线(必须保证最后图里只有直线,无其他图元),将cad图保存为dxf文件。
如图:——画地层这一步很关键,一定要注意。
2.回到理正岩土软件操作页面,进入界面以后选择“增”,第一个断面选择“系统默认例题”,后面的断面选择“前一个例题”即可;3.选择:左上角辅助功能——读入dxf文件自动形成坡面、节点、土层数据——是——选择要读入的dxf文件选择以后出现以下界面:放大图像,查看边坡坡脚的点号,坡面起始点号就输入坡脚的点号;坡面线段数决定了计算到的坡面位置,输入的数字是边坡线段数+1;我们计算到边坡顶面,以这个图为例就是5+1,输入6,确定。
跳回以下界面:(1)如果图中边坡示意正好是从设计边坡的底面到顶面,如图这样,就代表点号与段落数输入正确,如果不是,就重复上述步骤重新读入dxf,重新输入点号和段落。
用理正岩土计算边坡稳定性
![用理正岩土计算边坡稳定性](https://img.taocdn.com/s3/m/861c87cded3a87c24028915f804d2b160b4e860b.png)
用理正岩土计算边坡稳定性边坡稳定性是岩土工程领域中非常重要的一个问题。
在土石方工程、地质工程、水利工程、交通工程等领域中,边坡稳定性问题的解决是确保工程安全和可靠性的关键。
边坡稳定性的计算常用的方法之一是理正岩土法。
理正岩土法是一种基于土力学力学和岩石力学理论的计算方法,可以用来评估边坡的稳定性。
边坡稳定性计算的基本思路是通过计算边坡的稳定性系数,判断其是否达到稳定状态。
稳定性系数是指边坡在其中一种条件下的抗滑能力与产力之间的比值。
边坡稳定性系数越大,边坡的稳定性越好。
理正岩土法主要包括以下几个步骤:1.确定边坡的几何形状和边坡材料的力学参数。
边坡的几何形状可以通过实测或者地质调查获得,包括边坡的坡度、高度和倾角等参数。
边坡材料的力学参数需要通过室内试验或者现场试验获得,包括土的内摩擦角、压缩模量、黏聚力等。
2.划分边坡的水平面和垂直面,计算边坡的产力和水平力。
产力是指作用在边坡上的重力力量,可以通过边坡材料的体积和密度来计算。
水平力是指作用在边坡上的水平方向的力量,可以通过产力与边坡的倾角来计算。
3.根据边坡的几何形状和材料的力学参数,计算边坡的抗滑力和抗滑力矩。
抗滑力是指边坡阻止滑动的力量,可以通过产力和材料的摩擦力来计算。
抗滑力矩是指抵抗滑动力矩的力矩,可以通过抗滑力和边坡的几何形状来计算。
4.计算边坡的稳定性系数。
稳定性系数是指抗滑力和抗滑力矩与产力和水平力之间的比值。
稳定性系数越大,边坡的稳定性越好。
通过计算稳定性系数,可以判断边坡是否达到稳定状态。
需要注意的是,理正岩土法是基于一定的假设和条件进行计算的,计算结果具有一定的不确定性。
为了提高计算结果的可靠性,需要进行室内试验和现场试验来获取准确的力学参数,并且要结合实际情况进行综合分析。
总之,理正岩土法是一种常用的边坡稳定性计算方法,通过计算边坡的稳定性系数,可以评估边坡的稳定性。
在实际工程中,要根据具体情况选择合适的计算方法,并结合实际情况进行综合分析,以确保边坡的稳定性和工程的安全可靠性。
边坡稳定性分析
![边坡稳定性分析](https://img.taocdn.com/s3/m/db38a57fe418964bcf84b9d528ea81c759f52e5c.png)
边坡稳定性分析
1、边坡稳定性分析之前,应根据岩土工程地质条件对边坡的可能破坏方式及相应破坏方向、破坏范围、影响范围等作出判断。
判断边坡的可能破坏方式时应同时考虑到受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏。
2、边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡法。
对结构复杂的岩质边坡,可结合采用极射赤平投影法和实体比例投影法;当边坡破坏机制复杂时,可采用数值极限分析法。
3、计算沿结构面滑动的稳定性时,应根据结构面形态采用平面或折线形滑面。
计算土质边坡、极软岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时,可采用圆弧形滑面。
4、采用刚体极限平衡法计算边坡抗滑稳定性时,可根据滑面形态按本规范附录A选择具体计算方法。
5、边坡稳定性计算时,对基本烈度为7度及7度以上地区的永久性边坡应进行地震工况下边坡稳定性校核。
6、塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡采用刚体极限平衡法和静力数值计算法计算稳定性时,滑体、条块或单元的地震作用可简化为一个作用于滑体、条块或单元重心处、指向坡外(滑动方向)的水平静力,其值应按下列公式计算:
Q e=αw G (5.2.6-1)
Q ei=αw G i (5.2.6-2)
式中:Q e、Q ei——滑体、第i计算条块或单元单位宽度地震力(kN/m);
G、G i——滑体、第i计算条块或单元单位宽度自重[含坡顶建(构)筑物作用](k N/m);
αw——边坡综合水平地震系数,由所在地区地震基本烈度按表5.2.6确定。
表5.2.6 水平地震系数
7、当边坡可能存在多个滑动面时,对各个可能的滑动面均应进行稳定性计算。
边坡稳定性计算方法
![边坡稳定性计算方法](https://img.taocdn.com/s3/m/abe5a4377cd184254a353529.png)
边坡稳定性计算方法分类
边坡稳定性计算目前多采用二维断面进行分析, 三维分析使用还较少。
稳定性分析方法可分为三类:
• 刚体极限平衡 法
把滑体视为刚体;滑动面因剪切破坏 而形成;用块体在斜坡上的平衡原理 确定稳定系数。
• 数值分析 法
• 概率分析 法
包括有限单元法、边界单元法、离散 单元法等。根据边坡体内的应力和位 移分布确定边坡的稳定性。
用数理统计方法分析边坡的稳定性。
平面滑坡的稳定性计算1
平面滑坡是指边坡上的岩体沿某一倾斜面的滑动。 ___________________
发生平面滑坡的条件是: • 滑面走向与边坡走向平行或近于平行(相差20左右) • 滑面倾角小于边坡角,且滑动面在坡面上有出露 • 滑面倾角大于滑动面的等效摩擦角 • 滑面两侧有裂面,侧向阻力可以忽略
根据力的平衡条件:
Na
Nb
β -ξ /2
N
Na sin( / 2) Nb sin( / 2) 0 Na cos( / 2) Nb cos( / 2) W cos
联立求解得:
Na
W
cos
___________________
Fellenius条分法和Bishop法在求稳定系数时都需要 试算滑动面,有没有不需要试算的方法确定滑面?
俄国人费先科提出的作图法可以一次求出滑动面。 ________________
圆弧面滑坡的稳定性计算
曲折滑面滑坡的稳定性计算
边坡岩体被纵横交错的地质断裂面切割,由这些 断裂面形成的滑面,往往不是平面或圆弧等规则形状 的,而是具某一曲折形状。
平面滑坡的稳定性计算2
《岩体力学》第九章边坡岩体稳定性
![《岩体力学》第九章边坡岩体稳定性](https://img.taocdn.com/s3/m/8da3f6debed5b9f3f80f1c92.png)
第九章边坡岩体稳定性斜坡:倾斜的地面,是天然斜坡和人工边坡的总称。
边坡的分类:自然边坡:天然的山坡和谷坡(地壳隆起或下降引起)按成因分丿人工边坡:人工开挖、改造形成如采矿边坡、铁路公路路堑与路堤边土质边坡坡等岩质边坡按岩性分丿本章主要讨论人工开挖的岩质边坡的稳定性。
岩质边坡稳定性分析方法:1)数学力学分析法(包括块体极限平衡法、弹性力学法和弹塑性力学分析法及有限元法等)2)模型模拟试验法(相似材料模型试验、光弹试验法和离心模型试验)3)原位观测法此外,还有破坏概率法、信息论方法及风险决策法等。
「、稳定性系数稳定性计算*核心内容:安全性系数(安全系数)第一节边坡岩体中的应力分布特征一、应力分布特征假定岩体为连续、均质、各向同性的介质,且不考虑时间效应的情况下(1 )边坡面附近的主应力迹线明显偏转,与坡面趋于平行,二3与坡面趋于正交,而向坡体内逐渐恢复初始应力状态;(2 )坡面附近出现应力集中现象;(3)坡面处的径向应力为零,故坡面岩体仅处于双向应力状态,向坡内逐渐转为三向应力状态;(4)因主应力偏转,坡体内的最大剪应力迹线由直线变为凹向坡面的弧线。
、影响边坡应力分布的因素(1 )天然应力:h f,坡体内拉应力范围加大。
(2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度等,对边坡应力分布有一定的影响;坡高f,「、二彳也大;坡角f,拉应力范围f,坡脚剪应力f。
(3)岩体性质及结构特征变形模量E对边坡影响不大,□对边坡应力影响明显。
第二节边坡岩体的变形与破坏一、边坡岩体变形破坏的基本类型1•边坡变形的基本类型根据其形成机理分为两种类型:卸荷回弹和蠕变变形。
2•边坡破坏的基本模型四类,见教材P771平面滑动:单平面滑动,双平面滑动,多平面滑动L2楔形状滑动剪切破坏以滑坡形式「3)圆弧形滑动1(4 )倾倒破坏(以崩塌形成)拉断破坏(以崩塌形式)实际上,就是两种:滑坡和崩塌。
二、影响岩体边坡变形破坏的因素1•岩性:岩体越坚硬,边坡不易破坏,反之,容易破坏(一般情况)。
岩质边坡稳定计算手册
![岩质边坡稳定计算手册](https://img.taocdn.com/s3/m/acb372c34028915f804dc28e.png)
引水发电洞进口及出口高边坡稳定分析计算一、进口边坡的稳定分析计算进口边坡为斜向结构,一、二期开挖底线均在强松动岩体下限以上,主要破坏形式为圆弧面滑动,故只需按圆弧破坏面寻找最危险滑弧,并求出稳定系数。
对三期及四期开挖,除可能在强松动岩体内发生圆弧面滑动破坏外,边坡还可能沿层面、层间挤压带或裂隙面发生平面滑动破坏,计算时先按圆弧面滑动破坏在三期和四期的开挖范围内找出最危险滑弧,并结合实际裂隙面的位置,确定出三期、四期开挖的直线和折线滑动破坏面,再对同一滑面取不同的强度参数(层面参数和岩体参数)分别计算出相应的稳定系数。
1、计算方法对圆弧滑动面,稳定计算采用瑞典条分法,设计安全系数取K=1.2。
瑞典条分法法的基本假定是:(1)剪切面是个圆弧,所以安全系数K可根据绕圆心的抵抗力矩与滑动力矩的比来确定;(2)计算中不考虑分条之间的相互作用力,所以每个分条底部的反力可以直接由该分条上的荷载算出。
对直线或折线滑动面,稳定计算采用传递系数法,并用Sarma法进行较核,设计安全系数根据不同的计算工况取不同的值。
传递系数法是极限平衡条分法中的一种,也叫剩余推力法,其基本假设为条块间的相互作用力的方向平行于上一条块的底滑面,各条块的剩余下滑力计算公式如下:F i=(W i sinαi+Q i cosαi)-(c i l i/k+(W i cosαi-U i-Q i sinαi)f i/k)+F i-1.ψi-1式中:ψi-1=cos(αi-1-αi)-f i sin(αi-1-αi)/k上式中第一项表示本条的下滑力,第二项表示本条的抗滑力,第三项表示上一条块传下来的不平衡下滑力,ψi-1称为传递系数,k为安全系数。
2、计算参数取值边坡的滑动破坏形式可分为沿层面或裂隙面的破坏和在岩体内的破坏,前者计算时,滑动面按层面参数计算,抗剪强度指标见表1。
后者滑动面按岩体参数计算,抗剪强度指标见表2。
表1 层面或裂隙面的强度参数岩体类别C(kN/m2)水上f水上C(kN/m2)水下f水下容重(kN/m3)强松动岩体0 0.45 0 0.36 26.6 轻微松动岩体50 0.55 50 0.456 26.6 未松动岩体50 0.7 50 0.581 26.6表2 岩体的结构面强度参数岩体类别C(kN/m2)水上f水上C(kN/m2)水下f水下容重(kN/m3)强松动岩体50 0.5 40 0.4 26.6轻微松动岩体200 0.55 160 0.44 26.6未松动岩体400 0.7 320 0.56 26.63、不同工程阶段的计算工况及荷载组合进口边坡的开挖分为一期、二期、三期、四期,四期以后为水库的运行期,根据现状及水库蓄水后的运行特点,稳定分析包括现状天然条件,不同库水位,考虑地震力时的不同库水位及水库水位变化(渗透压力)等不同工况。
岩质边坡稳定计算
![岩质边坡稳定计算](https://img.taocdn.com/s3/m/dee1fbe948649b6648d7c1c708a1284ac85005cc.png)
岩质边坡稳定计算岩质边坡是地质灾害中的一种,它常常会给道路交通、建筑结构甚至人民的生命财产带来重大威胁。
为了减小岩质边坡对人类造成的伤害,需要对岩质边坡稳定进行计算,从而制定相应的防护措施。
一、岩质边坡的构成岩质边坡是由岩石、土壤和水构成的一个整体,其结构复杂,容易受外力影响而破裂。
岩质边坡由于自身重力、外力、浸水等因素,很容易发生滑坡、崩塌等地质灾害。
二、岩质边坡稳定计算的基本原理岩质边坡稳定计算涉及到许多因素,如边坡的高度、坡度、岩质结构、岩体本身的力学性质等。
其中,岩体本身的力学性质是影响边坡稳定的关键因素。
岩体力学参数主要包括抗拉强度、抗压强度、剪切强度、弹性模量等。
而岩体的多孔性和空隙结构等特征,也会对边坡稳定产生一定的影响。
岩质边坡稳定计算的基本原理,就是通过计算岩质边坡受到的各种外力作用下的稳定性,预测边坡是否会发生滑坡、崩塌等地质灾害。
为了实现这个目标,需要采用多种计算方法和试验手段,包括有限元法、实验测试、力学模型等等。
这些方法可以帮助工程师对岩质边坡的稳定作出准确的预判,并制定相应的防护措施。
三、岩质边坡稳定计算的数据采集与分析岩质边坡稳定计算的核心是数据采集与分析。
数据采集需要考虑边坡的地质条件、地貌形态、地下渗流状况和环境影响等因素,通过对这些因素的调查和分析,可以获得较为准确的数据。
数据采集后,需要进行数据分析,确定数据的质量和准确性,为计算过程提供精确的数据支持。
岩体的强度、刚度等特性是岩质边坡稳定计算的关键数据,工程师必须通过实验测试和现场观测来获取这些数据。
同时,还需要对采集的数据进行统计分析和建模,从而得出合理、可靠的计算结论。
四、岩质边坡稳定计算的应用岩质边坡稳定计算的应用范围非常广泛,包括公路交通、城市建设、矿山勘探、土地利用等方面。
在公路交通中,岩质边坡的稳定性对道路交通安全至关重要,岩质边坡稳定计算可以帮助工程师及时发现边坡的问题、预测边坡的稳定状态,并针对性地采取相应的防护措施。
(整理)边坡稳定性分析计算
![(整理)边坡稳定性分析计算](https://img.taocdn.com/s3/m/90cdc54f482fb4daa48d4b06.png)
边坡稳定性分析计算边坡岩、土体在一定坡高和坡角条件下的稳定程度。
按照成因,边坡分为天然斜坡和人工边坡两类,后者又分为开挖边坡和堤坝边坡等。
按照物质组成,边坡分为岩体边坡、土体边坡,以及岩、土体复合边坡3种。
按照稳定程度,分为稳定边坡、不稳定边坡,以及极限平衡状态边坡。
不稳定的天然斜坡和设计坡角过大的人工边坡,在岩、土体重力,水压力,振动力以及其他外力作用下,常发生滑动或崩塌破坏。
大规模的边坡岩、土体破坏能引起交通中断,建筑物倒塌,江河堵塞,水库淤填,给人民生命财产带来巨大损失。
研究边坡稳定性的目的,在于预测边坡失稳的破坏时间、规模,以及危害程度,事先采取防治措施,减轻地质灾害,使人工边坡的设计达到安全、经济的目的。
1、等厚土层土坡稳定计算------------------------------------------------------------------------[控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 2坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 10.000 8.000 02 10.000 0.000 1超载1 距离2.000(m) 宽6.000(m) 荷载(50.00--50.00kPa) 270.00(度)[土层信息]上部土层数 1层号层厚重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系全孔压(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值系数1 50.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- ---下部土层数 2层号层厚重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系全孔压(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值系数1 4.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- ---2 40.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- ---不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待稳定计算目标: 给定圆心、半径计算安全系数条分法的土条宽度: 1.000(m)圆心X坐标: 5.000(m)圆心Y坐标: 12.000(m)半径: 15.000(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------ 滑动圆心 = (5.000,12.000)(m)滑动半径 = 15.000(m)滑动安全系数 = 1.551起始x 终止x li Ci 謎条实重浮力地震力渗透力附加力X 附加力Y 下滑力抗滑力(m) (m) (度) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4.000 -3.200 -35.004 0.98 10.00 25.00 4.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -2.31 11.31-3.200 -2.400 -31.349 0.94 10.00 25.00 11.58 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -6.02 13.98-2.400 -1.600 -27.832 0.90 10.00 25.00 18.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -8.46 16.52-1.600 -0.800 -24.426 0.88 10.00 25.00 23.78 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -9.83 18.89-0.800 -0.000 -21.109 0.86 10.00 25.00 28.62 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -10.31 21.030.000 0.909 -17.649 0.95 10.00 25.00 43.37 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -13.15 28.810.909 1.818 -14.037 0.94 10.00 25.00 59.50 0.00 0.00 0.000.00 0.00 -14.43 36.291.8182.727 -10.481 0.92 10.00 25.00 74.63 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -13.58 43.472.7273.636 -6.965 0.92 10.00 25.00 88.82 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -10.77 50.273.6364.545 -3.476 0.91 10.00 25.00 102.08 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -6.19 56.624.5455.455 -0.000 0.91 10.00 25.00 114.43 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 62.455.4556.364 3.476 0.91 10.00 25.00 125.88 0.00 0.00 0.00 0.00 0.007.63 67.706.3647.273 6.965 0.92 10.00 25.00 136.42 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16.54 72.317.273 8.182 10.481 0.92 10.00 25.00 146.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 26.56 76.218.182 9.091 14.037 0.94 10.00 25.00 154.70 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 37.52 79.369.091 10.000 17.649 0.95 10.00 25.00 162.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 49.23 81.7010.000 10.800 21.109 0.86 10.00 25.00 143.82 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 51.80 71.1410.800 11.600 24.426 0.88 10.00 25.00 138.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 57.47 67.8011.600 12.400 27.832 0.90 10.00 25.00 133.33 0.00 0.00 0.00 0.00 20.00 71.58 72.2712.400 13.200 31.349 0.94 10.00 25.00 126.78 0.00 0.00 0.00 0.00 40.00 86.77 75.7813.200 14.000 35.004 0.98 10.00 25.00 119.23 0.00 0.00 0.00 0.00 40.00 91.34 70.5914.000 14.909 39.109 1.17 10.00 25.00 124.91 0.00 0.00 0.00 0.00 45.47 107.48 73.3714.909 15.819 43.753 1.26 10.00 25.00 111.73 0.00 0.00 0.00 0.00 45.47 108.72 65.5515.819 16.728 48.797 1.38 10.00 25.00 96.10 0.00 0.00 0.00 0.00 45.47 106.52 57.3016.728 17.638 54.421 1.56 10.00 25.00 77.20 0.00 0.00 0.00 0.00 45.47 99.77 48.9217.638 18.547 60.992 1.88 10.00 25.00 53.36 0.00 0.00 0.00 0.00 18.11 62.50 34.9318.547 19.457 69.555 2.61 10.00 25.00 19.97 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 18.71 29.32总的下滑力 = 905.096(kN)总的抗滑力 = 1403.885(kN)土体部分下滑力 = 905.096(kN)土体部分抗滑力 = 1403.885(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力 = 0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力= 0.000(kN)2、倾斜土层土坡稳定计算------------------------------------------------------------------------[控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 2坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 10.000 8.000 02 10.000 0.000 1超载1 距离2.000(m) 宽6.000(m) 荷载(50.00--50.00kPa) 270.00(度)[土层信息]上部土层数 3层号定位高重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系层底线倾全孔压度(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值角(度) 系数1 2.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- 2.000 ---2 4.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- -3.000 ---3 7.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- 2.000 ---下部土层数 3层号定位深重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系层顶线倾全孔压度(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值角(度) 系数1 4.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- -3.000 ---2 6.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- 5.000 ---3 9.000 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- 4.000 ---不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待稳定计算目标: 给定圆心、半径计算安全系数条分法的土条宽度: 1.000(m)圆心X坐标: 5.000(m)圆心Y坐标: 12.000(m)半径: 15.000(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------ 滑动圆心 = (5.000,12.000)(m)滑动半径 = 15.000(m)滑动安全系数 = 1.551起始x 终止x li Ci 謎条实重浮力地震力渗透力附加力X 附加力Y 下滑力抗滑力(m) (m) (度) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4.000 -3.200 -35.004 0.98 10.00 25.00 4.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -2.31 11.31-3.200 -2.400 -31.349 0.94 10.00 25.00 11.58 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -6.02 13.98-2.400 -1.600 -27.832 0.90 10.00 25.00 18.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -8.46 16.52-1.600 -0.800 -24.426 0.88 10.00 25.00 23.78 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -9.83 18.89-0.800 -0.000 -21.109 0.86 10.00 25.00 28.62 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -10.31 21.030.000 0.833 -17.799 0.88 10.00 25.00 39.14 0.00 0.00 0.000.833 1.667 -14.484 0.86 10.00 25.00 52.76 0.00 0.00 0.000.00 0.00 -13.20 32.431.6672.500 -11.217 0.85 10.00 25.00 65.61 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -12.76 38.512.5003.333 -7.987 0.84 10.00 25.00 77.73 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -10.80 44.313.3334.167 -4.782 0.84 10.00 25.00 89.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -7.43 49.784.1675.000 -1.592 0.83 10.00 25.00 99.83 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -2.77 54.875.000 5.938 1.792 0.94 10.00 25.00 124.21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.88 67.275.9386.875 5.382 0.94 10.00 25.00 135.87 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 12.74 72.506.8757.8138.994 0.95 10.00 25.00 146.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 22.91 76.987.813 8.750 12.642 0.96 10.00 25.00 156.16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 34.18 80.668.750 9.375 15.718 0.65 10.00 25.00 108.96 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 29.52 55.409.375 10.000 18.214 0.66 10.00 25.00 112.44 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 35.15 56.3910.000 10.800 21.109 0.86 10.00 25.00 143.82 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 51.80 71.1410.800 11.600 24.426 0.88 10.00 25.00 138.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 57.47 67.8011.600 12.400 27.832 0.90 10.00 25.00 133.33 0.00 0.00 0.00 0.00 20.00 71.58 72.2712.400 13.200 31.349 0.94 10.00 25.00 126.78 0.00 0.00 0.00 0.00 40.00 86.77 75.7813.200 14.000 35.004 0.98 10.00 25.00 119.23 0.00 0.00 0.00 0.00 40.00 91.34 70.5914.000 14.874 39.020 1.13 10.00 25.00 120.33 0.00 0.00 0.00 0.00 43.72 103.28 70.6914.874 15.749 43.471 1.21 10.00 25.00 108.23 0.00 0.00 0.00 0.00 43.72 104.54 63.4715.749 16.531 48.007 1.17 10.00 25.00 84.90 0.00 0.00 0.00 0.00 39.13 92.18 50.3916.531 17.314 52.709 1.29 10.00 25.00 71.55 0.00 0.00 0.00 0.00 39.13 88.05 44.1917.314 18.096 57.997 1.48 10.00 25.00 55.49 0.00 0.00 0.00 0.00 34.32 76.16 36.9618.096 19.010 64.945 2.16 10.00 25.00 38.44 0.00 0.00 0.0019.010 19.457 71.802 1.43 10.00 25.00 5.46 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.19 15.10总的下滑力 = 905.681(kN)总的抗滑力 = 1404.536(kN)土体部分下滑力 = 905.681(kN)土体部分抗滑力 = 1404.536(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力 = 0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力= 0.000(kN)3、复杂土层土坡稳定计算------------------------------------------------------------------------[控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 2坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 10.000 8.000 02 10.000 0.000 1超载1 距离2.000(m) 宽6.000(m) 荷载(50.00--50.00kPa) 270.00(度)[土层信息]坡面节点数 3编号 X(m) Y(m)0 0.000 0.000-1 10.000 8.000-2 20.000 8.000附加节点数 7编号 X(m) Y(m)1 -6.000 -5.0002 9.000 -6.0003 8.000 2.0004 20.000 -6.0005 15.000 3.0006 25.000 5.0007 -8.000 0.000不同土性区域数 5区号重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系全孔压节点编号(kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值系数1 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- --- (0,7,1,2,3,)2 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- --- (2,4,5,3,)3 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- --- (0,3,-1,)4 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- --- (3,5,-2,-1,)5 18.000 --- 10.000 25.000 --- --- --- --- --- --- --- (5,4,6,-2,)不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待稳定计算目标: 给定圆心、半径计算安全系数条分法的土条宽度: 1.000(m)圆心X坐标: 5.000(m)圆心Y坐标: 12.000(m)半径: 15.000(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------ 滑动圆心 = (5.000,12.000)(m)滑动半径 = 15.000(m)滑动安全系数 = 1.550起始x 终止x li Ci 謎条实重浮力地震力渗透力附加力X 附加力Y 下滑力抗滑力(m) (m) (度) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4.000 -3.200 -35.004 0.98 10.00 25.00 4.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -2.31 11.31-3.200 -2.400 -31.349 0.94 10.00 25.00 11.58 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -6.02 13.98-2.400 -1.600 -27.832 0.90 10.00 25.00 18.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -8.46 16.52-1.600 -0.800 -24.426 0.88 10.00 25.00 23.78 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -9.83 18.89-0.800 -0.000 -21.109 0.86 10.00 25.00 28.62 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -10.31 21.030.000 0.889 -17.689 0.93 10.00 25.00 42.23 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -12.83 28.090.889 1.778 -14.156 0.92 10.00 25.00 57.67 0.00 0.00 0.000.00 0.00 -14.10 35.241.7782.667 -10.677 0.90 10.00 25.00 72.18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -13.37 42.122.6673.556 -7.237 0.90 10.00 25.00 85.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -10.81 48.653.5564.444 -3.824 0.89 10.00 25.00 98.56 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -6.57 54.774.4445.333 -0.425 0.89 10.00 25.00 110.47 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.82 60.405.3336.222 2.974 0.89 10.00 25.00 121.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6.30 65.506.2227.111 6.382 0.89 10.00 25.00 131.74 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14.64 70.007.111 8.000 9.814 0.90 10.00 25.00 141.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 24.05 73.858.000 8.571 12.655 0.59 10.00 25.00 95.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 20.86 49.178.571 9.286 15.187 0.74 10.00 25.00 123.64 0.00 0.00 0.000.00 0.00 32.39 63.059.286 10.000 18.036 0.75 10.00 25.00 128.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 39.71 64.3810.000 10.833 21.178 0.89 10.00 25.00 149.71 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 54.09 74.0310.833 11.667 24.637 0.92 10.00 25.00 144.42 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 60.20 70.3811.667 12.500 28.194 0.95 10.00 25.00 138.21 0.00 0.00 0.00 0.00 25.00 77.11 76.5312.500 13.333 31.874 0.98 10.00 25.00 130.97 0.00 0.00 0.00 0.00 41.67 91.16 78.1813.333 14.167 35.709 1.03 10.00 25.00 122.59 0.00 0.00 0.00 0.00 41.67 95.87 72.4614.167 15.000 39.740 1.08 10.00 25.00 112.90 0.00 0.00 0.00 0.00 41.67 98.82 66.2615.000 15.789 43.903 1.10 10.00 25.00 96.62 0.00 0.00 0.00 0.00 39.46 94.36 56.6815.789 16.646 48.464 1.29 10.00 25.00 91.58 0.00 0.00 0.00 0.00 42.85 100.62 54.4916.646 17.503 53.699 1.45 10.00 25.00 75.12 0.00 0.00 0.00 0.00 42.85 95.07 47.0517.503 18.360 59.711 1.70 10.00 25.00 54.81 0.00 0.00 0.00 0.00 24.84 68.78 35.7318.360 19.217 67.182 2.21 10.00 25.00 27.79 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 25.61 27.1419.217 19.457 72.970 0.82 10.00 25.00 1.69 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.62 8.42总的下滑力 = 905.809(kN)总的抗滑力 = 1404.302(kN)土体部分下滑力 = 905.809(kN)土体部分抗滑力 = 1404.302(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力 = 0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力= 0.000(kN)。
边坡稳定性分析
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边坡稳定性计算分析矿区范围内采场最大开采深度为88m,应用极限平衡法求解边坡静力稳定安全系数。
对边坡稳定性计算如下:1)计算方法采用极限平衡法对采场边坡进行稳定分析,计算边坡稳定最小安全系数,根据稳定性分析结果,采取有效措施控制边坡的稳定性。
稳定计算采用理正岩质边坡稳定分析软件。
2)岩层物理力学参数(1)岩体容重:27kN/m3;(2)边坡高度:88.000m;(3)结构面倾角:32~42°;(4)结构面粘聚力:45~48.6kPa;(5)结构面内摩擦角:40~42.0°;(6)水文地质条件:简单(不考虑裂隙水作用)(7)环境地质条件:中等(考虑地震作用)(8)地震加速度:0.15g;(9)地震作用综合系数:0.250g(10)抗震重要性系数:1.000(11)坡线段数:11段(12)边坡高度:88m;(13)台阶高度:15m;(14)最终边坡角47°(15)工作平台宽度4m;(16)清扫平台宽度6m;(17)边坡角60°。
3)计算简图----------------------------------------------------------------------计算项目: 复杂平面滑动稳定分析(不考虑地震)-----------------------------------------------------计算项目: 复杂平面滑动稳定分析 1----------------------------------------------------------------------[ 计算简图 ]-----------------------------------------------------------[ 计算条件 ]-----------------------------------------------------------[ 基本参数 ]计算方法:极限平衡法计算目标:计算安全系数边坡高度: 88.000(m)不考虑水的作用影响安全系数计算范围:( 1.000~ 10.000)[ 坡线参数 ]坡线段数 11序号水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)1 8.660 15.000 60.02 4.000 0.000 0.03 8.660 15.000 60.04 6.000 0.000 0.05 8.660 15.000 60.06 4.000 0.000 0.07 8.660 15.000 60.08 6.000 0.000 0.09 8.660 15.000 60.010 4.000 0.000 0.011 7.506 13.000 60.0[ 岩层参数 ]层数 2序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度 (m) (kN/m3) frb(kPa)1 88.000 27.0 40.02 0.000 25.0 60.0控制截面数量: 2岩层序号控制截面 1 控制截面 2截面坐标X(m) 1.000 72.000岩层 1厚度(m) ------- -------岩层 2厚度(m) 5.000 40.000[ 结构体参数 ]结构单元数量: 2荷载参数编号水平方向的荷载(kN) 竖向的荷载(kN)1 32.6 54.72 32.6 54.7结构面参数编号水平投影竖向投影粘聚力摩擦角水压力调整系数 (m) (m) (kPa) (度)1 5.000 2.000 40.0 35.0 ---2 75.000 86.000 45.0 40.0 ---内部结构面参数编号δi+1粘聚力摩擦角(度) (kPa) (度)1 0.0 45.0 42.0-----------------------------------------------------------[ 计算结果 ]-----------------------------------------------------------安全系数为:2.062编号Ni Ni' Ui Ti Ei Ei' Pwi Xi1 561.3 561.3 0.0 295.1 0.0 0.0 0.0 0.02 3367.3 3367.3 0.0 3860.9 32.9 32.9 0.0 159.7 注:1. Ni--- 单元i中结构面上的正压力,单位kN;2. Ni'--- 单元i中结构面上的有效正压力,单位kN;3. Ui--- 单元i中结构面上的裂隙水压力,单位kN;4. Ti--- 单元i中结构面上的剪切力,单位kN;5. Ei--- 单元i左侧面正压力,单位kN;6. Ei'--- 单元i左侧面有效正压力,单位kN;7. Pwi--- 单元i左侧面上的裂隙水压力,kN;8. Xi--- 单元i左侧面剪切力,kN。
岩质边坡
![岩质边坡](https://img.taocdn.com/s3/m/16674b2c482fb4daa58d4b48.png)
一、单平面滑动
1、仅有重力作用时
•滑动面上的抗滑力
•滑动力
•稳定性系数η=
滑动体极限高度Hcr为
忽略滑动面上内聚力( =0)时
2、有水压力作用
作用于CD上的静水压力V
作用于AD上的静水压力U为
边坡稳定性系数为
G为滑动体ABCD的重力;AD为滑动面的长度
Z为张裂隙深度。
3、有水压力作用与地震作用
水平地震作用
式中 为水平地震影响系数,按地震烈度查表确定
地震烈度
6
7
8
9
0.064
0.1一种情况为滑动体内不存在结构面,视滑动体为刚体,采用力平衡图解法计算稳定性系数
•第二种情况为滑动体内存在结构面并将滑动体切割成若干块体的情况,这时需分块计算边坡的稳定性系数
1.滑动体为刚体的情况
•ABCD为可能滑动体,根据滑动面产状分为Ⅰ、Ⅱ两个块体。
(4)最大剪应力迹线由原来的直线变为凹向坡面的弧线。
均质岩土体—圆弧形滑坡
二、影响边坡应力分布的因素
(1)天然应力水平天然应力使坡体应力重分布作用加剧。
(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。
坡角影响边坡岩体应力分布图象。随着坡角增大,边坡岩体中拉应力区范围增大,坡脚剪应力增高。坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的影响。(与坡高有关)
安全系数:根据各种因素规定的允许的稳定性系数。大小是根据各种影响因素人为规定的,必须大于1。
影响因素:
①岩体工程地质特征研究的详细程度;
②各种计算参数误差的大小;
③计算稳定性系数时,是否考虑了全部作用力;
④计算过程中各种中间结果的误差大小;
岩质边坡稳定性计算
![岩质边坡稳定性计算](https://img.taocdn.com/s3/m/fbe5b00b32687e21af45b307e87101f69e31fba7.png)
岩质边坡稳定性计算
1计算方法
按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)等有关规程规范,对各优势节理与边坡面采用赤平投影稳定性分析,采用理正岩土计算软件进行计算,根据计算结果,部分结构面与边坡面组合计算是稳定的,对于其他可能产生滑动的结构面再采用三维楔形体稳定性分析,计算出安全系数。
2计算参数的选取
根据岩体结构面特征,结合相关规范,边坡主要地层计算指标如下表9:
边坡地层计算参数表9
注:中风化花岗岩的抗剪强度指标为结构面抗剪强度,其它抗剪强度指标均为直接快剪指标。
3计算结果及评价
根据本次计算结果,按照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)等有关规范规程对边坡稳定性验算,其计算结果详见表10:
边坡稳定性计算结果表10
根据计算结果,现有状态下边坡岩体是整体稳定的。
影响边坡安全的主要因素是边坡有一组优势节理裂隙(48°∠24°)影响边坡的稳定性;边坡危岩受雨水、温度等环境因素以及岩体结构面充填物软化、膨胀等因素影响易发生崩塌滑落。
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引水发电洞进口及出口高边坡稳定分析计算
一、进口边坡的稳定分析计算
进口边坡为斜向结构,一、二期开挖底线均在强松动岩体下限以上,主要破坏形式为圆弧面滑动,故只需按圆弧破坏面寻找最危险滑弧,并求出稳定系数。
对三期及四期开挖,除可能在强松动岩体内发生圆弧面滑动破坏外,边坡还可能沿层面、层间挤压带或裂隙面发生平面滑动破坏,计算时先按圆弧面滑动破坏在三期和四期的开挖范围内找出最危险滑弧,并结合实际裂隙面的位置,确定出三期、四期开挖的直线和折线滑动破坏面,再对同一滑面取不同的强度参数(层面参数和岩体参数)分别计算出相应的稳定系数。
1、计算方法
对圆弧滑动面,稳定计算采用瑞典条分法,设计安全系数取K=1.2。
瑞典条分法法的基本假定是:
(1)剪切面是个圆弧,所以安全系数K可根据绕圆心的抵抗力矩与滑动力矩的比来确定;(2)计算中不考虑分条之间的相互作用力,所以每个分条底部的反力可以直接由该分条上的荷载算出。
对直线或折线滑动面,稳定计算采用传递系数法,并用Sarma法进行较核,设计安全系数根据不同的计算工况取不同的值。
传递系数法是极限平衡条分法中的一种,也叫剩余推力法,其基本假设为条块间的相互作用力的方向平行于上一条块的底滑面,各条块的剩余下滑力计算公式如下:
F i=(W i sinαi+Q i cosαi)-(c i l i/k+(W i cosαi-U i-Q i sinαi)f i/k)+F i-1.ψi-1
式中:ψi-1=cos(αi-1-αi)-f i sin(αi-1-αi)/k
上式中第一项表示本条的下滑力,第二项表示本条的抗滑力,第三项表示上一条块传下来的不平衡下滑力,ψi-1称为传递系数,k为安全系数。
2、计算参数取值
边坡的滑动破坏形式可分为沿层面或裂隙面的破坏和在岩体内的破坏,前者计算时,滑动面按层面参数计算,抗剪强度指标见表1。
后者滑动面按岩体参数计算,抗剪强度指标见表2。
表1 层面或裂隙面的强度参数
表2 岩体的结构面强度参数
3、不同工程阶段的计算工况及荷载组合
进口边坡的开挖分为一期、二期、三期、四期,四期以后为水库的运行期,根据现状及水库蓄水后的运行特点,稳定分析包括现状天然条件,不同库水位,考虑地震力时的不同库水位及水库水位变化(渗透压力)等不同工况。
其中运行期不同库水位考虑了正常蓄水位1380及蓄水位1340两个特征水位,水库水位变化主要是考虑由正常蓄水位1380降至1360的情况。
各计算工况及荷载组合条件下的计算结果见表3。
表3 不同工况及荷载组合条件下进口边坡稳定计算计算成果
传递系数三期开挖直线滑面及折线滑面的计算简图见图,两种滑面情况下强度参数取值时,若为层面参数,则C、f值分别取表1中的值,若为岩体参数,则C、f值取表2中的值。
四期开挖直线滑面及折线滑面、运行期各工况情况下的计算简图见图。
二、出口边坡的稳定分析计算
出口边坡的计算方法均采用Sarma法,参数取值同进口边坡,计算工况为:
1、施工期
因一、二期开挖均位于强松动岩体内,破坏形式为圆弧滑动,故用瑞典条分法可寻找出圆弧滑动的最危险滑面并求得最小稳定系数。
到了三、四期开挖,开挖底线已进入完整岩体,破坏形式可能为沿裂隙面的折线滑动破坏,计算时先在从坡顶到三、四期开挖底线范围内用圆弧法寻找出最危险滑弧,再根据此滑弧位置并结合实际情况,确定出平面折线滑动的滑面位置,分别见图和图。
2、运行期
运行期根据四期开挖确定的折线滑面,只考虑岩体自重+地下水与岩体自重+地下水+8度地
震两种情况。
出口边坡稳定分析计算成果见表4。
表4 不同工况及荷载组合条件下出口边坡稳定计算计算成果
4、地震力的计算
地震力的计算采用以下公式:
Q i=K Q×W i
上式中:W i为分条重量,K Q为水平地震加速度系数,Q i为分条上的水平地震力。
以上计算结果,对8度地震,取K Q =0.2。
5、计算结果分析
(1)对进口边坡,一、二期开挖均采用圆弧滑动面、岩体参数用瑞典条分法计算,求得的稳定系数分别为1.122,0.991,都不能满足设计要求的安全系数K=1.2的要求,所以一、二期开挖时边坡处于欠稳定状态。
三期开挖天然状态下,圆弧滑动面、岩体参数计算结果为1.148。
用传递系数法对折线滑面、岩体参数与层面参数的计算结果分别为1.1865、0.8784,若要满足K=1.2的要求,则两种参数下的剩余下滑力分别为86.2T/M和2056T/M。
三期开挖取层面参数计算时,结果不能满足设计要求,其它两种情况下边坡处于基本稳定状态。
四期开挖直线滑面取层面参数时,天然工况K =0.7849,K s=0.7891(K-传递系数法计算的稳定系数值,K s-Sarma法计算的稳定系数值),岩体自重+地下水工况下K =0.7217,K s =0.7266,正常蓄水位1380情况下,K =0.7412,K s =0.74,1380+8度地震情况下,K =0.4687,
1340+8度地震情况下,K =0.5148,库水位从1380骤降至1360工况下,K =0.6543,稳定系数最大0.7891,最小0.4687,最大单宽剩余下滑推力6798T/M,最小3568T/M,平均5195T/M。
由以上计算结果可知,四期开挖直线滑面取层面参数时,各工况下的稳定系数值均不能达到设计标准,边坡处于不稳定状态。
若要将稳定安全系数提高到设计值,所需支护力见所附图表。
四期开挖折线滑面取层面参数时(以下计算均采用传递系数法),天然工况K=0.9128,岩体自重+地下水工况下K =0.7956,正常蓄水位1380情况下,K =0.7849,1380+8度地震情况下,K =0.5078,正常蓄水位1340情况下,K =0.8336,1340+8度地震情况下,K =0.5595,库水位从1380骤降至1360工况下,K=0.7068,由以上计算结果可知,四期开挖折线滑面取层面参数时,各工况下的稳定系数值仍不能达到设计标准,边坡处于不稳定状态。
若要将稳定安全系数提高到设计值,所需支护力见所附图表。
四期开挖折线滑面取岩体参数时,天然工况K=1.1778,岩体自重+地下水情况下K =1.024,正常蓄水位1380情况下,K =1.0155,1380+8度地震情况下,K =0.6799,正常蓄水位1340情况下,K =1.0652,1340+8度地震情况下,K =0.7349,库水位从1380骤降至1360工况下,K=0.9434,由以上计算结果可知,四期开挖折线滑面取岩体参数时,除地震及水位骤降工况下稳定系数完全不能满足设计要求的K=1.1外,其它工况下的稳定系数值基本能达到设计标准,边坡处于基本稳定状态。
(2)对出口边坡,根据上表4的计算结果,除二期开挖、三期开挖折线滑面取层面参数、运行期岩体自重+地下水折线滑面取层面参数及库水位从1380骤降至1360四种工况下稳定系数不能满足要求外,其它工况稳定系数均大于设计要求值,故出口边坡整体处于稳定状态。