滑坡稳定性分析计算
基于有限元强度折减法的滑坡稳定性分析
基于有限元强度折减法的滑坡稳定性分析滑坡稳定性分析基于有限元强度折减法是一种用于确定滑坡极限稳定性的重要方法。
它主要是通过在滑坡稳定性分析中应用有限元强度折减法，以折减破坏面的形状，计算滑坡受力情况，以及滑坡自重，物质特性及岩土的摩擦特性的数值计算，最终用分析结果来判断滑坡稳定发展的可能性，以确定滑坡稳定状态。
一、有限元强度折减法1、折减原理：有限元强度折减法是一种直接定位破坏面的方法，其原理是通过折减岩体的强度，来确定破坏开裂的面。
在有限元中，折减的本质就是改变模型的材料参数，找到一个最小的一组有限元强度折减设定，以便确定所需的破坏面。
2、折减边界：有限元强度折减法的折减边界就是要折减的破坏开裂的面。
尽管可以采用自然边界，但是最好采用与实际条件有关的先进边界。
二、滑坡受力情况1、岩土特征：滑坡稳定分析包括对岩土特性的计算，例如土壤材料的屈服强度、弹性模量和泊松比以及岩土体内强度、摩擦以及连接情况等，并结合岩土稳定性理论，评价土坡稳定性。
2、受力、物质特性：另外，还需要考虑滑坡体的受力和物质特性，这些元素包含滑坡自重、坡面上的重力、地形力以及雨水等，它们也是滑坡稳定性分析的重要组成部分。
三、岩土的摩擦特性1、析出摩擦角：在滑坡稳定性分析中，析出岩土的摩擦角是计算极限稳定性的重要标准之一。
通过有限元强度折减法分析，可以精准计算出滑体内岩土摩擦角，从而得到表征滑坡发展可能性的结果。
2、摩擦和静定：岩土的摩擦力可以通过契约定理分析求得，它是由滑体摩擦角和坡度决定的，其大小可以被表达为“摩擦-坡度”系数。
此外，只有当滑体内岩土摩擦角足够大时，滑坡才具有静定发展的可能性。
四、滑坡稳定状态1、岩体状态：滑坡稳定状态可以根据岩体状态来评价，只有当滑坡稳定发展时，才能保证滑坡体状态稳定；2、计算结果：通过有限元强度折减法分析，可以根据折减的结果计算出滑体的受力状况，确定极限稳定性；3、应变计算：此外，还需要通过应变计算和时变分析，来评价滑坡稳定状态的发展趋势。
滑坡稳定性定量分析法(最新)
打造最便宜滑坡稳定性定量分析方法目前，滑坡稳定性分析和工程治理主要是依据工程地质类比、自然历史分析、工程地质力学分析、极限平衡力学计算、弹塑性有限元计算等进行的，且在一定的程度上都有一定的实效性和可靠性。
滑坡是一个复杂的、非线性的动态系统，且大型滑坡规模大、机制复杂、破坏性强，不仅失稳影响范围广，而且防治难度高、治理措施复杂。
采用工程地质类比、历史反演和地质力学分析，需弄清地层结构、地质构造、地壳演化历史等问题。
通过对滑坡形成的地质环境条件、影响因素、变形破坏及形成机制等特征的综合性分析,滑坡堆积体在天然状态下处于稳定状态, 在连续降雨、暴雨影响下处于基本稳定状态。
在连续降雨、暴雨及地震等影响下处于欠稳定状态。
一、传统的稳定系数法。
稳定系数预测法是最早的滑坡空间预测方法，它是基于极限平衡法理论提出来的，是将有滑动趋势范围内的边坡土体沿某一滑动面切成若干竖条或斜条,在分析条块受力的基础上建立整个滑动土体的力或力矩平衡方程,并以此为基础确定边坡的稳定安全系数。
这些方法均假设土体沿着一个潜在的滑动面发生刚性滑动或转动。
简化的极限平衡法有瑞典法，Bishop法、Spencer法,Janbu法, Sarma法等。
通过计算滑坡体的安全系数Fs，来预测边坡的稳定性。
Fs=F抗滑力/F下滑力当Fs<1.0,不稳定状态;当Fs=1.0,临界状态;当Fs>1.0,稳定状态。
二、数值分析方法。
①有限单元法有限元法是目前使用最广泛的一种数值分析方法。
优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、应变大小与分布；避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点；能近似地从应力应变去分析边坡的变形破坏机制，分析最先、最容易发生屈服破坏的部位和需要首先进行加固的部位等。
但是对于大的变形和位移不连续问题的求解还不理想。
②离散单元法离散单元法是处理结构控制型岩体工程问题较成熟方法。
该程序不但允许有限位移和离散体的转动及脱离,而且在计算过程中可以自动判别块体之间可能出现新的接触关系,因此它可以方便地实现对复杂结构体变形破坏的模拟，可以将所研究的区域划分为一个个多边块体单元，单元之间通过接触关系,建立位移和力的相互作用规律,通过迭代使得每一个块体都达到平衡状态。
直线滑动面边坡稳定性分析
在ωi-Ki曲线图上作图求出的，而不是通过计算得来的；
（3）在稳定性判断中，根据工程的重要程度，应 考虑一定的安全系数，故Kmin≥[K]=1.25～1.5 。
一、上节内容回顾
边坡：在自然重力作用或人为作用下而形成的具有一定 倾斜度临空面的岩土体。 1、边坡种类
（1）按照边坡的形成原因分 天然边坡（江、河、湖、海岸小坡浪， 底山、土岭、丘、岗、天然坡） 石坝 人工边坡（路堤边坡、路堑边坡、堤坝边坡等）
(2)按照边坡体岩土成分：
粘性土边坡 土质边坡
砂（性）土边坡
2、计算步骤 ⑴ 先假设几个破裂面，按上式计算对应的
稳定系数Ki；
⑵ 绘制ωi-Ki曲线图
⑶ 在图中确定最小Kmin以及相应的极限破裂角ω0
⑷ 稳定性判断：Kmin≥[K]=1.25～1.5
3、几点说明 （1）实际工程中，应对假设滑坡体充分进行受力 分析（只考虑外力二不考虑内力）并分解，根据各 个力对假设滑坡体的滑动影响分类，分别归属为抗 滑力R或下滑力T;
岩质边坡
▪ 2、什么是滑坡?(边坡失稳）
边坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另 一部分土体滑动的现象称滑坡。
二、边坡稳定性分析
1、路基稳定性分析的原因：
根本原因: 边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。 具体原因： （1）滑面上的剪应力增加；
（2）滑面上的抗剪强度减小。
2、边坡稳定性分析的基本假定
KR T
式中：T──沿整个滑裂面上的下滑力（力矩）； R──沿整个滑裂面上的抗滑力（力矩）； K──边坡稳定系数。
按照上述边坡稳定性概念，显然，K>l，土坡 稳定；K<1，土坡失稳；K＝1，土坡处于临界状 态。
滑坡应用公式解读
3.2.3 稳定性计算1、稳定性计算方法稳定性分析采用二维极限平衡传递系数法进行计算，坡面地形线及可能滑面均简化成折线。
计算时取滑坡体的单位宽度为1m 。
在研究区工程地质分析的基础上，采用折线法计算滑坡稳定性，在此基础上对该滑坡区进行稳定性评价。
根据传递系数法，在考虑重力、孔隙水压力（假定孔隙水压力按线性分布）的情况，计算公式如下：∑--+⨯∆--++-∆++=112121}]sin cos )[({]cos sin )[(i i i i i wi i i i i i i i i i i st iF tg a p p a W W l c a p a W W F Fψϕ (1） 式中：111tan )sin()cos(+++---=i i i i i j ϕααααψ （2）Ψi ：推力传递系数；F i ：第i 个条块末端的滑坡推力（kN/m ）；F st ：抗滑稳定安全系数，依表不同荷载组合及工程等级选取； W i1：第i 个条块地下水位线以上土体天然重量（kN/m ）； W i2：第i 个条块地下水位线以上土体饱和重量（kN/m ）； p i ：第i 个条块土体两侧静水压力的合力； p wi ：第i 条块土体底部孔隙压力；φi ：第i 个条块所在滑动面上的内摩擦角（°）； αi ：第i 个条块所在滑动面上的单位、黏聚力（kPa ）； l i ：第i 个条块所在滑动面的长度（m ）； 孔隙水压力的计算说明如下，见图3。
图3－1 孔隙水压力计算示意图)(2122a b i h h p γγ-=∆ (3) i b a wi l h h p )(21γγ+= (4)2、计算工况茂和11组滑坡标高在238～390m 之间，均高于三峡水库正常运行后的最高水位175m （黄海高程），故该滑坡不涉水。
工况5：自重＋地表荷载＋20年一遇暴雨（q 全） 3、判别标准稳定性系数Fs ≥F St （滑坡稳定性安全系数）为稳定，F St ～1.05为基本稳定，1.05～1.00为欠稳定，小于1.00为不稳定。
汪家坪滑坡的稳定性分析与计算
度： 滑动带厚 度几 ｃ 至 几十 ｃ 变化 幅度较 大 。 ｍ ｍ，
２ ５ 滑坡 变形破坏 特征 ． 该 滑坡 的变形 破 坏 表现 为地 表 形 成错 台 ， 田坎
毁 坏 ， 坡 南 区及 滑 坡 前 缘 附 近 张 裂 缝 十 分 发 育 ， 滑 滑
根 据钻 探 和槽 探 结果 ， 体 土 由第 四系堆 积物 滑
（） ４ 分布形 态 ： 在空 间上呈 略有起 伏 的板状 。
（ ） 深 ： 带 在 １ １勘 探 线 埋 深 １ ． ， ５埋 滑 — ６ ９ｍ 在
１ ． ７ 。 Ｏ ３ 。
汪 家 坪 滑坡 位 于什 邡市 蓥华 镇 天 宝村 汪家 坪 ， 根 据踏 勘发 现的错 台 、 缝 及其 他 地 面变 形 分布 情 裂 况， 结合 钻孔 揭露 滑带深 度情况 ， 滑坡 体沿主滑方 向
碎 石土 ， 下伏 薄层 泥 质 灰 岩 。碎 （ ） 块 石类 土 为崩 塌
和 滑坡 、 堆积 的岩 块 、 石 土 组 成结 构 松 散 、 Ｌ 度 碎 孑隙 高、 透水 性较 好 ； 质 黏 土 由可 塑 状 Ｉ 质 黏 土 组 粉 内粉
工技 术规 范 》 ＧＢ ５ ３ ０ ２ ０ ｛ 筑 边 坡 工 程 技 及 ０３－ ０ ２ 建
３ 滑 坡 稳 定 性 分 析
３ １ 滑 坡 稳 定 性 影 响 因 素 ．
（） ５ 降雨 及地 下水 的影 响 ： 汪家 坪 滑坡滑 体 主要
为石 灰岩 风化后形 成 的碎块 石土 ， 碎石 含量较 高 。 坡 体物 质透 水性较好 ， 降雨 多在 重 力 作用 下 入 渗 至 坡
影 响滑坡 稳定 性 的综合 因 素有 ：
成， 夹含 量不 等 的灰 岩 碎 石 ， 残积 物 ， 为 主要 分 布 于 汪 家坪斜 坡 和 台地 上 ； 厚层状 细 晶灰岩 、 白云 质灰 岩
传递系数法在滑坡稳定性分析中的应用
传递系数法在滑坡稳定性分析中的应用摘要：传递系数法是一种较为常用滑坡稳定性分析方法。
其优点是借助于滑坡构造特征分析稳定性及剩余推力计算, 可以获得任意形状滑动面在复杂荷载作用下的滑坡推力，且计算简洁，本文简要地介绍传递系数法及其在某滑坡稳定性分析中的应用.关键词：滑坡稳定性分析；传递系数法1．引言滑坡治理是一项技术复杂、施工难度大的灾害防治工程，而滑坡稳定性分析又是滑坡治理的前提和基础。
目前边坡稳定性定量分析有以静力学分析为基础的极限平衡分析法。
传递系数法是极限平衡分析法中的一种，又称不平衡推力法或折线法，它适用于刚体极限平衡边坡稳定性分析。
该法计算简单，能判断边坡的稳定状态，且能为滑坡的治理提供下滑推力的计算，因此在工程中得到了广泛应用。
2.传递系数法简介2.1传递系数法属刚体极限平衡分析法, 计算方法基于如下6点假设[1]::(1) 将滑坡稳定性问题视为平面应变问题;(2)滑动力以平行于滑动面的剪应力T 和垂直于滑动面的正应力a 集中作用于滑动面上;(3) 视滑坡体为理想刚塑材料, 认为整个加荷过程中, 滑坡体不会发生任何变形, 一旦沿滑动面剪应力达到其剪切强度, 则滑坡体即开始沿滑动面产生剪切破坏;(4) 滑动面的破坏服从M oh r 一Co ul o m b 破坏准则, 即滑动面强度主要受粘聚力及摩擦力控制;(5) 条块间的作用力合力(剩余下滑力)方向与滑动面倾角一致, 剩余下滑力为负值时则传递的剩余下滑力为零。
(6) 沿整个滑动面满足静力的平衡条件, 但不满足力矩平衡条件。
2.2其计算式如下[2] ：Fs在主滑剖面上取序号为i的一个条块，几何边界与受力如图1-1、图1-2所示。
其上作用有垂直荷载（Wi）和水平荷载（Qi），前者诸如重力和工程荷载等，后者为指向坡外的水平向地震力KCWi及水压力PWi等。
①基本荷载（仅考虑重力）第i条块的下滑力：第i条块的抗滑力：图1－1滑坡稳定计算力学分析图剩余下滑力：其中：稳定性系数为：图1－2滑坡稳定性计算力学分析图第n块的推力为：②组合荷载（主要考虑重力、静（动）水压力和地震力的作用）第i块的下滑力：第i块的抗滑力：稳定系数为：其第n条块的下滑推力为：式中：Ei－1：i-1条块作用在i条块的剩余推力；Ei：i条块剩余下滑力的反力；αi－1：i-1条块滑面倾角；αi：i条块滑面倾角；Ui－1、Ui＋1：i条块水压力；Ui：i条块扬压力；Wi：i条块滑体重力；ci：i条块滑面内聚力；li：i条块滑面长度；φi：i条块滑面内摩擦角；PDi：作用于i条块的动水压力；βi：i条块所作用的动水压力（PDi）与滑动面之间的夹角。
某滑坡工程稳定性计算与分析
Ｔ Ｏ ２ ｌ ８ —２ Ｏ Ｏ ６ ） 的相 关要 求 ， 并 结 合该 滑坡 灾害 的特 点， 采用 刚体 极 限平 衡法 的传 递 系 数 法 定 量分 析 计 算其 稳 定性 与剩 余下 滑推力 。具 体计 算公 式 如下 ：
由于 滑坡 坡 向大致 与 岩 层倾 向垂 直 ， 再 结合 分
析 滑坡 结构 特征 、 可 能的剪 出 口情况 ， 判断 其变 形破 坏模 式 为沿 上覆 松散体 与基 岩界 面产 生滑 动 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ １ － ３ １ 作者简介 ： 徐翔（ １ ９ ８ ８ 一） ， 助理工程师， 研 究 方 向为 地 基 处 理 。
因素 影 响下可 诱发 滑坡 。根 据滑坡 的变形 破坏 现状
分析 ， 滑坡 在 天然状 态下 处 于稳定 状态 ， 在 强降雨 的
条件 下处 于欠 稳定 ～基 本 稳 定状 态 ， 并 可 能会 发 生 从 中部局 部剪 出 。 ２ ． ３ 计 算模 型 与计算 方 法的确 定
系～志 留 系茂县 群 ， 下盘 （ 南东盘） 为 上 震 旦 统灯 影 组 ～泥 盆 系月里 寨群 及 普 宁 ～江 期 牟 托 花 岗岩 体 ， 场 地 出露 的地层 主要有 志 留系茂 县 群 （ Ｓ ） 、 第 四系
Ｔ 一 Ｗ ｓ ｉ ｎ ０ ＋ Ｐｃ ｏ ｓ ０
Ｎ 一 Ｗ ｃ ｏｓ ０ ～ Ｐｓ ｉ ｎ ０ ｆ
（ ５ ）
（ ６ ）
Ｗ 一Ｖ ） ， ＋Ｆ （ 天然 或 地震 工 况 ） 或 Ｗ 一Ｖ ７
体 内土体 抗剪 强 度降低 ， 加 之人类 工程 活动 破坏 ， 如
边坡稳定性计算方法
___________________________________
边坡稳定性计算
煤炭系统规定
边坡岩体可能处于相对静止状态，或者处于极限平衡状态，或者处于运动状态。处于相对静止状态的边坡是稳定的；处于运动状态的边坡岩体称为滑坡体，边坡岩体的运动过程称为滑坡。
在进行稳定性计算时，通常将滑体分为若干条块(可以用竖直界面划分，也可以用倾斜界面划分)。
双折滑面
任意曲面
____________________
____________________
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。
楔形体滑坡的E. Hoek图解法
楔形体滑坡的E. Hoek图解法
楔体的稳定系数为：
根据测得的角度，求出楔体的几何形状参数： 如果Ca=Cb=C、φa=φb=φ，又没有水的情况下：
用赤平极射投影定量地分析边坡的稳定性的方法称为球投影法。
基本知识 摩擦锥 摩擦圆 广义摩擦锥 裂隙组的摩擦圆 平面滑坡分析 折面滑坡分析 楔体滑坡分析
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曲折滑面滑坡的稳定性计算
________________定性计算1
不同计算方法对岩质滑坡稳定性计算结果的分析
收稿日期: 2019-08-21 作者简介: 张 洁( 1982—) ,女,河北束鹿人,2005 年毕业于石家庄经济学院,工程师,主要从事岩土工程勘察、水文地质、工程地质等相关工作 ( E-mail) Yangfan_1226@ 163. com
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山西焦煤科技
2019 年第 11 期
摘 要 以山西省陵川县某岩质滑坡作为研究对象,对山区地质环境条件下存在滑动迹象的岩 质滑坡进行稳定性分析,并采用传递系数法、摩根斯顿 -普赖斯 法 ( Morgenstern-Price) 和 简 布 法 ( Janbu) 分别进行对比评价,得出 3 种方法在 3 种不同工况下偏差方向一致,同时得出采用传递系数法进 行计算比较合理。
综上可知,许多滑坡基本特征和要素的确定都是 通过最初的野外踏勘调查与测绘得到的。
2) 钻探。 钻探是滑坡勘查中最常见的手段,一般沿滑坡主 滑断面、辅助 断 面 布 设, 在 滑 坡 后 缘、 中 部 及 前 缘, 沿 滑动最大的方向分别布设钻孔。 用来确定滑坡体的 范围、厚度和 物 质 组 成, 查 明 地 下 水 的 分 布、 层 位、 水 的来源及各个含水层之间的相互联系,并采集岩土样 进行物理力测试等。 该项目共布设钻孔 15 个,总进 尺 299 m. 3) 井(槽)探。 用人工或机械设备挖掘岩土,形成井( 槽) 状地 质断面,如探井、探槽。 对于滑坡勘查而言,该方法的 揭露面较大,易于区分滑体、滑带和滑床,可以直接观 测地质现象,取得资料真实可靠,并具有取样准确、方 便的优势。 探井和探槽是查找滑带最直观且主要的 手段。
4) 水文勘查。 主要查明滑坡地下水的水位情 况、分布范围和动 态 变 化; 测 流速、方向和相互联系;进行水质分 析,用滑坡体内、外水质对比和体内分层对比,判断水 的补给来源和含水层数。
地下水作用下滑坡的稳定性分析的两种表达式
式中：
i 1
ji
NWi W hiw Li ，为孔隙水压力；
Di W hiW Li tan i ，为渗透压力；
K f —稳定系数。
9
4、算例
图1所示的滑坡体，已知滑体的天然重度为 20.8kN / m，3 饱和重度为 21kN / m，3 滑带土的抗剪强度指标，天然状态下： c 20kP，a 10 ，
地下水作用下滑坡的稳定性分 析的两种表达式
1
两种表达式 静水压力表达式 动水压力表达式 两种表达式可以互换
2
1、静水压力表达式
(瑞典条分法计算公式的推导)
滑面BC上的下滑力T
T (W1 W2 U y )sin (Pa Pb Ux )cos
滑面BC上的抗滑力R
R [(W1 W2 U y ) cos (Pa Pb U x )sin ]tan cl
饱和状态下： c 15.6kPa， 9.27 。计算中浸润线以下取滑带土
饱和强度，浸润线以上取滑带土天然强度。
滑坡简图
10
三种方法的稳定系数
稳定系数的计算结果
计算 隐示解 显示解 《长江三峡工程施工技 方法 公式 公式 术规则》提供的公式
稳定 0.929 0.931 系数
0.799
11
三种方法的剩余推力
(Ri j ) Rn
Fs
i 1 n1
j i n1
(Ti j ) Tn
i 1
j i
Ri ci Li [(W1i W2i ') cosi Di sin(i i )] tani
Ti (W1i W2i ') sin i Di cos(i i )
i1 cos(i1 i ) sin(i1 i ) tani
滑坡防治工程稳定性分析与评估方法
滑坡防治工程稳定性分析与评估方法滑坡是一种常见的地质灾害，对人们的生命财产安全和社会经济发展造成了严重威胁。
为了有效预防和应对滑坡灾害，进行滑坡防治工程的稳定性分析与评估是必不可少的工作。
本文将介绍滑坡防治工程稳定性分析与评估的方法。
1. 滑坡稳定性分析方法滑坡的稳定性分析是确定滑坡发生与发展的趋势，以及其对工程和人类的威胁程度的评估。
常用的滑坡稳定性分析方法包括：（1）力学分析法：基于力学原理和稳定性理论，通过计算和模拟滑坡体所受的各种力的作用，确定滑坡体的稳定性。
常用的力学分析方法有切片法、平衡法、有限元法等。
（2）统计分析法：通过统计不同地质条件下滑坡发生的概率，来评估滑坡的稳定性。
常用的统计分析方法有贝叶斯法、蒙特卡洛法等。
（3）数值模拟法：通过建立滑坡体的物理力学模型，并通过数值计算方法求解，得到滑坡体的稳定性评估。
常用的数值模拟方法有有限元法、边值法等。
2. 滑坡防治工程评估方法滑坡防治工程评估是为了评估滑坡防治工程的有效性和可行性，以及工程对环境的影响。
常用的滑坡防治工程评估方法包括：（1）效益评估法：通过对滑坡防治工程的经济收益、社会效益和环境效益等进行评估，确定工程的可行性和效益。
常用的效益评估方法有成本效益分析法、生命周期评估法等。
（2）风险评估法：通过对滑坡防治工程的风险进行评估，包括滑坡的潜在风险和滑坡防治工程的风险。
常用的风险评估方法有风险识别与分析法、风险影响评估法等。
（3）环境评估法：通过对滑坡防治工程对环境的影响进行评估，包括水土流失、土壤侵蚀、生态破坏等。
常用的环境评估方法有环境影响评价法、生态影响评估法等。
3. 滑坡防治工程稳定性分析与评估方法的应用滑坡防治工程稳定性分析与评估方法的应用可以提供科学的依据和技术支持，有效预防和应对滑坡灾害。
其应用包括以下方面：（1）滑坡治理方案的选择：根据滑坡稳定性分析和滑坡防治工程评估的结果，选择合适的滑坡治理方案，包括加固措施、引导水位措施等。
第三讲：滑坡稳定性计算的几个问题分解
定 的 函 美国陆军师团法（条块间合力倾角坡
数 关 系 ）度和滑面平均倾角相等）
罗厄法（条块间合力倾角与上一条块 坡面和滑面倾角的相等）
（ 2 ） 瑞典圆弧法（满足围绕滑动面圆心的 适用土质滑坡，圆弧型滑
力 矩 平 力矩平衡，不考虑静力平衡和条块的 动面
衡 或 力 力矩平衡）
矩 平 衡 毕肖普法1（满足围绕滑动面圆心的 适用土质滑坡，圆弧型滑
Hoek楔体分析法(1974) 传递系数法(1977)
楔形滑面，各滑面均为平面，以各滑面总抗滑力和楔体总下滑力 确定稳定系数 圆弧或非圆弧滑面。条块间合力方向与上一条块滑面平行
(Xi/Ei=tgαi-1)
Sarma法(1979)
非圆弧滑面或楔形滑面等复杂滑面。认为除平面和圆弧面外，滑 体必先破裂成相互滑动的块体才能滑动，该方法以保证块体处于 极限平衡状态为准，确定稳定系数
半 精 静 力 平 传递系数法（假定条块间合力的作用 滑坡，任何形状的滑动面
确 条 衡 （ 条 方向平行于上一条块的滑动面）
分法
块间水 平作用 力与垂
Sarma法（假定条块间水平作用力与 垂直作用力之比满足摩尔--库仑定理， 垂直条分上限解法）
基于传递系数法和推力法对某滑坡稳定性分析
基于传递系数法和推力法对某滑坡稳定性分析发布时间：2022-03-22T07:18:42.411Z 来源：《城镇建设》2021年9月25期作者：李雯瑜[导读] 通过现场勘察并在分析该滑坡特征及成因等的基础上，利用传递系数法和推力法简化方程式计算滑坡的稳定性李雯瑜（中铁二十五局集团有限公司设计研究院广东广州 511458）摘要：通过现场勘察并在分析该滑坡特征及成因等的基础上，利用传递系数法和推力法简化方程式计算滑坡的稳定性。
结果表明该滑坡近期在雨季处于不稳定状态，旱季表层土体处于欠稳定状态，而地震时处于不稳定状态。
根据稳定分析及推力计算，滑坡区为整体滑移区，在确保治理工程的经济合理性和安全性的前提下，采取防治措施，防止其再次扩大范围，减少损失，确保居民安全。
关键词：滑坡；发育特征；稳定性评价；治理研究一、工程概况该滑坡地质灾害直接威胁滑坡体及下方村寨，道路、耕地、通信电力设施、居民房屋32户135余人的生命财产安全。
滑坡后缘为L1裂缝发育地段斜坡稳定基岩出露一带，地面高程约1767m～1772m一线，北东向南西展布，变形迹象主要表现在坡面上发育的拉张裂缝、错落台坎等，其北侧与南侧地带未见有变形迹象发育。
照片1：滑坡发育特征二、滑坡影响因素与变形破坏机制（一）滑坡影响因素分析滑坡成因与地形地貌、地层岩性、强降雨、人类工程活动、地震等密不可分。
该滑坡地形地貌特征明显，周界清晰，前后缘高差大，地形坡度较陡，前缘具备临空条件；勘查区斜坡浅层分布有第四系人工填土、残坡积粉质粘土与全风化砂质板岩层，结构松散，其接触面（带），在强降雨、地表水下渗，土体饱和加重等条件下，岩土体抗剪强度急剧降低，在外力及自重作用下岩土体易沿岩性差异面（带）形成滑坡危害；当地降水较丰沛，年平均降雨量为1352.1毫米，降雨量占全年降雨量的76%。
降水形成的地表水在松散的土体内渗流、浸泡并产生地下迳流，使岩土体强度急剧降低，不利于坡体的稳定；该滑坡体上居民点密集分布，人类工程活动对坡体稳定性的不利影响主要在建盖房屋时对坡体进行切坡，形成了较高陡临空面，破坏了坡体原始应力平衡，影响了坡体的稳定性。
滑坡的成因机理分析及稳定性计算探讨
地下 水进入滑体 内部创 造 了条 件，是诱发斜 坡土体滑 动 的一个 必要条
件。
３ － ３ 前 缘 切 坡
由于前缘 人类 工程 活动， 即居 民住 房的建设 ， 滑 体前缘 已形 成高 ２ ３ ｍ高的陡坎。虽然前缘现没出现变形迹象， 但由于工程 建设已改变 了原 有土力结构 ， 为滑坡体 的进一步变形提供了 良好的前缘临空条件
【 文章 编号 】 １ ０ ０ ４ — ７ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ２ ０ ７ — ０ ２
滑 坡 的成 因机 理分 析及 稳定 性计算 探讨
侯 雪峰 周轶 军
重庆市 渝北 区 ４ ０ １ １ ２ ０ ） （ 重庆市地质矿产勘查开发局 １ ０ ７地质队
摘 要： 随着经济 的发 展 ， 人类越 来越多 的工 程活动破坏 了 自然坡 体 ， 因而近年 来滑坡 的发生越 来越频繁 ， 并有 愈演愈烈 的趋势 ， 应加 以重视 。山体滑坡 是指山体斜坡 上某一部分 岩土在重力 作用下 ， 沿 着一定 的软弱结构 （ 面） 产 生剪切 位移而整 体地 向斜坡下 方移 动的作用和现象 ， 是常见地 质灾害之 一。 本文 以某 一公路工程 边坡 山体滑坡为例 ， 分析 了该滑坡 物质组成及 结构特征 、 成 因机理分析 ， 给 出 了滑 坡 防 治 措 施 ， 最 后 分 析 了 防 治 后 的 山体 稳 定 性 。 关键词 ： 山体 滑坡 ； 物质 组成 ； 成 因机 理； 防治措 施； 稳定性 分析
３ ． ４ 高位 边 坡
由于该 滑坡体所 在 的边 坡前后缘 高差大 （ 约２ ６ ５ ｎ Ｏ， 边坡地 形坡度 陡（ 坡度 ３ ５ ５ Ｏ ｏ ） ， 受构 造和长期 风化作用 的影 响， 该岩土 体边坡中土体 结构松散 ， 岩石裂 隙非常发育， 故形成 的边坡 总体稳 定性较差 ， 受外界各 ２ 滑坡 物质 组成 及 结构特 征 种因素 的影响 ， 容易发生破坏变形 ２ ． １滑体特征 综上所 述， 从该滑 坡形成剧烈破 坏变形 的形成 时间和条件看 ， 降 雨 滑坡体物 质成份主要为第 四系残 坡积碎石土 ， 碎石成份 为石 英绢云 而前后缘 的人类 工程活动及高 陡边坡 的 片岩 ， 碎石最 大直径 ７ － ６ ０ ｅ ｍ， 碎石含 量 ５ Ｏ Ｉ ３ — ７ ２ ． ６ ％， 部分地 段为砾砂 及 是该滑坡形成 的主 要诱发因素 ， 含砾粉质粘土 ， 碎石含量 ２ ５ ． ０ ４ ０ ． ０ ％。滑体后缘平均 厚度 ５ ． ２ ０ ｍ， 中部平 形成是滑坡形成及加剧必要条件 。按变形阶段该滑坡处于破坏性变形 阶 段 。变形破坏形式为滑坡体沿底部基岩 内部产生推移式滑动。 均厚度 ９ ． １ ０ ｍ， 前缘平均厚度 ７ ． ４ ０ ｍ， 总平均 厚度 ７ ． ５ ０ ｍ。
不同滑面形态的边坡稳定性计算方法
不同滑面形态的边坡稳定性计算方法边坡稳定性计算是土木工程中的重要环节，它涉及到不同滑面形态的边坡稳定性评估与设计。
下面将介绍几种常见的边坡滑体形态及其稳定性计算方法。
滑动是边坡稳定性分析中最常见的问题之一、滑动滑面可以分为平面滑动、圆弧滑动和坡面滑动三种形式。
平面滑动是指边坡的滑动面为一平面，一般采用公式法、杆件法或有限元法进行计算。
圆弧滑动是指边坡的滑动面为一圆弧，在计算时可以根据边坡的几何特征选用适当的方法进行计算，如刚性圆弧法、弹性圆弧法、位移法等。
坡面滑动是指边坡的滑动面为整个坡面。
常用方法有位移法、有限元法、数值积分法等。
崩塌是边坡灾害中一种较为常见的形式，崩塌滑面多为具有一定倾角的曲线面。
常用的崩塌稳定性计算方法有刚性滑球法、几何分析法、有限元法等。
刚性滑球法是将崩塌土体抽象为一个刚性滑球，通过对滑球受力平衡方程进行求解，判断边坡的稳定性。
几何分析法是根据崩塌体的几何特征，考虑土体的剪切面、滑动平面和倾倒面的相互关系，进行崩塌稳定性分析。
有限元法是一种计算机辅助的稳定性分析方法，通过划分边坡的有限元网格，在计算过程中考虑土体的抗剪强度和应力状态，评估边坡的稳定性。
滑筒状滑动面是指边坡的滑动面为一个圆柱体，滑坡以圆柱滑动面发生滑动。
滑筒稳定性常用的计算方法有刚性滑筒法、弹塑性滑筒法、有限元法等。
刚性滑筒法是将滑筒抽象为刚体，建立滑筒的受力平衡方程进行计算。
弹塑性滑筒法是在刚性滑筒法的基础上考虑土体的变形与抗剪强度，采用弹塑性力学原理进行计算。
有限元法是一种数值计算方法，通过对滑筒进行有限元离散，求解滑筒的应力与变形，进而判断边坡的稳定性。
综上所述，不同滑面形态的边坡稳定性计算方法包括滑动稳定性计算方法、崩塌稳定性计算方法和滑筒稳定性计算方法。
根据边坡的具体形态，可选择合适的方法进行稳定性分析。
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对最不利滑移横断面进行各种工况稳定性分析计算，计算过程如下：一、天然工况滑坡剩余下滑力计算计算项目：滑坡推力计算 1===================================================================== 原始条件:滑动体重度= 19.000(kN/m3)滑动体饱和重度= 25.000(kN/m3)安全系数= 1.250不考虑动水压力和浮托力不考虑承压水的浮托力不考虑坡面外的静水压力的作用不考虑地震力坡面线段数: 6, 起始点标高 4.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m) 附加力数1 13.600 0.700 02 12.250 7.000 03 2.000 0.000 04 12.000 8.000 05 24.500 0.500 06 127.000 27.000 0水面线段数: 1, 起始点标高 0.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m)1 0.000 0.000滑动面线段数: 5, 起始点标高 0.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m) 粘聚力(kPa) 摩擦角(度)1 12.000 0.600 10.000 14.5002 9.900 1.300 10.000 14.5003 28.000 9.000 10.000 14.5004 8.400 2.800 10.000 14.5005 117.000 29.000 10.000 14.500计算目标：按指定滑面计算推力-------------------------------------------------------------- 第 1 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 0.000(度)剩余下滑力传递系数 = 1.033本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 372.160(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 7071.031(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 120.540(m)下滑力 = 2126.464(kN)滑床反力 R= 6863.345(kN) 滑面抗滑力 = 1774.982(kN) 粘聚力抗滑力=1205.405(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = -853.922(kN)本块下滑力角度 = 13.921(度)第 2 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 13.921(度)剩余下滑力传递系数 = 1.017本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 64.603(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1227.455(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 8.854(m)下滑力 = 485.194(kN)滑床反力 R= 1164.466(kN) 滑面抗滑力 = 301.151(kN) 粘聚力抗滑力 =88.544(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 95.499(kN)本块下滑力角度 = 18.435(度)第 3 块滑体上块传递推力 = 95.499(kN) 推力角度 = 18.435(度)剩余下滑力传递系数 = 0.997本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 273.373(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 5194.084(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 29.411(m)下滑力 = 2082.290(kN)滑床反力 R= 4945.943(kN) 滑面抗滑力 = 1279.108(kN) 粘聚力抗滑力=294.109(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = 509.073(kN)本块下滑力角度 = 17.819(度)第 4 块滑体上块传递推力 = 509.073(kN) 推力角度 = 17.819(度)剩余下滑力传递系数 = 0.937本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 53.772(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1021.667(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 9.985(m)下滑力 = 667.080(kN)滑床反力 R= 1104.327(kN) 滑面抗滑力 = 285.598(kN) 粘聚力抗滑力 =99.850(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 281.631(kN)本块下滑力角度 = 7.481(度)第 5 块滑体上块传递推力 = 281.631(kN) 推力角度 = 7.481(度)剩余下滑力传递系数 = 0.976本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 48.106(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 914.012(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 12.015(m)下滑力 = 337.771(kN)滑床反力 R= 935.548(kN) 滑面抗滑力 = 241.949(kN) 粘聚力抗滑力 =120.150(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = -24.328(kN) < 0本块下滑力角度 = 2.862(度)二、暴雨工况滑坡剩余下滑力计算计算项目：滑坡推力计算 1===================================================================== 原始条件:滑动体重度= 22.000(kN/m3)滑动体饱和重度= 25.000(kN/m3)安全系数= 1.150不考虑动水压力和浮托力不考虑承压水的浮托力不考虑坡面外的静水压力的作用不考虑地震力坡面线段数: 6, 起始点标高 4.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m) 附加力数1 13.600 0.700 02 12.250 7.000 03 2.000 0.000 04 12.000 8.000 05 24.500 0.500 06 127.000 27.000 0水面线段数: 1, 起始点标高 0.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m)1 0.000 0.000滑动面线段数: 5, 起始点标高 0.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m) 粘聚力(kPa) 摩擦角(度)1 12.000 0.600 8.500 12.0002 9.900 1.300 8.500 12.0003 28.000 9.000 8.500 12.0004 8.400 2.800 8.500 12.0005 117.000 29.000 8.500 12.000计算目标：按指定滑面计算推力-------------------------------------------------------------- 第 1 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 0.000(度)剩余下滑力传递系数 = 1.022本块滑面粘聚力 = 8.500(kPa) 滑面摩擦角 = 12.000(度)本块总面积 = 372.160(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 8187.511(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 120.540(m)下滑力 = 2265.243(kN)滑床反力 R= 7947.032(kN) 滑面抗滑力 = 1689.194(kN) 粘聚力抗滑力=1024.594(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = -448.544(kN)本块下滑力角度 = 13.921(度)第 2 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 13.921(度)剩余下滑力传递系数 = 1.014本块滑面粘聚力 = 8.500(kPa) 滑面摩擦角 = 12.000(度)本块总面积 = 64.603(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1421.263(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 8.854(m)下滑力 = 516.859(kN)滑床反力 R= 1348.329(kN) 滑面抗滑力 = 286.596(kN) 粘聚力抗滑力 =75.262(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 155.001(kN)本块下滑力角度 = 18.435(度)第 3 块滑体上块传递推力 = 155.001(kN) 推力角度 = 18.435(度)剩余下滑力传递系数 = 0.998本块滑面粘聚力 = 8.500(kPa) 滑面摩擦角 = 12.000(度)本块总面积 = 273.373(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 6014.202(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 29.411(m)下滑力 = 2271.453(kN)滑床反力 R= 5727.359(kN) 滑面抗滑力 = 1217.388(kN) 粘聚力抗滑力=249.993(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = 804.073(kN)本块下滑力角度 = 17.819(度)第 4 块滑体上块传递推力 = 804.073(kN) 推力角度 = 17.819(度)剩余下滑力传递系数 = 0.946本块滑面粘聚力 = 8.500(kPa) 滑面摩擦角 = 12.000(度)本块总面积 = 53.772(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1182.983(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 9.985(m)下滑力 = 968.142(kN)滑床反力 R= 1317.209(kN) 滑面抗滑力 = 279.981(kN) 粘聚力抗滑力 =84.872(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 603.288(kN)本块下滑力角度 = 7.481(度)第 5 块滑体上块传递推力 = 603.288(kN) 推力角度 = 7.481(度)剩余下滑力传递系数 = 0.980本块滑面粘聚力 = 8.500(kPa) 滑面摩擦角 = 12.000(度)本块总面积 = 48.106(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1058.329(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 12.015(m)下滑力 = 662.107(kN)滑床反力 R= 1105.586(kN) 滑面抗滑力 = 235.000(kN) 粘聚力抗滑力=102.127(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = 324.980(kN) > 0本块下滑力角度 = 2.862(度)三、地震工况滑坡剩余下滑力计算计算项目：滑坡推力计算 1===================================================================== 原始条件:滑动体重度= 19.000(kN/m3)滑动体饱和重度= 25.000(kN/m3)安全系数= 1.150不考虑动水压力和浮托力不考虑承压水的浮托力不考虑坡面外的静水压力的作用考虑地震力,地震烈度为7度地震力计算综合系数 = 0.250地震力计算重要性系数 = 1.300坡面线段数: 6, 起始点标高 4.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m) 附加力数1 13.600 0.700 02 12.250 7.000 03 2.000 0.000 04 12.000 8.000 05 24.500 0.500 06 127.000 27.000 0水面线段数: 1, 起始点标高 0.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m)1 0.000 0.000滑动面线段数: 5, 起始点标高 0.000(m)段号投影Dx(m) 投影Dy(m) 粘聚力(kPa) 摩擦角(度)1 12.000 0.600 10.000 14.5002 9.900 1.300 10.000 14.5003 28.000 9.000 10.000 14.5004 8.400 2.800 10.000 14.5005 117.000 29.000 10.000 14.500计算目标：按指定滑面计算推力--------------------------------------------------------------第 1 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 0.000(度)剩余下滑力传递系数 = 1.033本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 372.160(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 7071.031(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)本块地震力 = 229.809(kN)有效的滑动面长度 = 120.540(m)下滑力 = 2220.626(kN)滑床反力 R= 6863.345(kN) 滑面抗滑力 = 1774.982(kN) 粘聚力抗滑力=1205.405(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = -759.760(kN)本块下滑力角度 = 13.921(度)第 2 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 13.921(度)剩余下滑力传递系数 = 1.017本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 64.603(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1227.455(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)本块地震力 = 39.892(kN)有效的滑动面长度 = 8.854(m)下滑力 = 492.255(kN)滑床反力 R= 1164.466(kN) 滑面抗滑力 = 301.151(kN) 粘聚力抗滑力 =88.544(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 102.560(kN)本块下滑力角度 = 18.435(度)第 3 块滑体上块传递推力 = 102.560(kN) 推力角度 = 18.435(度)剩余下滑力传递系数 = 0.997本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 273.373(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 5194.084(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)本块地震力 = 168.808(kN)有效的滑动面长度 = 29.411(m)下滑力 = 2124.535(kN)滑床反力 R= 4946.019(kN) 滑面抗滑力 = 1279.127(kN) 粘聚力抗滑力=294.109(kN)--------------------------本块剩余下滑力 = 551.299(kN)本块下滑力角度 = 17.819(度)第 4 块滑体上块传递推力 = 551.299(kN) 推力角度 = 17.819(度)剩余下滑力传递系数 = 0.937本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 53.772(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 1021.667(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)本块地震力 = 33.204(kN)有效的滑动面长度 = 9.985(m)下滑力 = 733.503(kN)滑床反力 R= 1111.905(kN) 滑面抗滑力 = 287.558(kN) 粘聚力抗滑力 =99.850(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 346.095(kN)本块下滑力角度 = 7.481(度)第 5 块滑体上块传递推力 = 346.095(kN) 推力角度 = 7.481(度)剩余下滑力传递系数 = 0.976本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 14.500(度)本块总面积 = 48.106(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 914.012(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)本块地震力 = 29.705(kN)有效的滑动面长度 = 12.015(m)下滑力 = 431.623(kN)滑床反力 R= 940.739(kN) 滑面抗滑力 = 243.292(kN) 粘聚力抗滑力 =120.150(kN) --------------------------本块剩余下滑力 = 68.181(kN) > 0本块下滑力角度 = 2.862(度)计算结果显示，在暴雨工况下滑移体剩余下滑力最大，为324.980 kN。