岩土边坡稳定性分析

二、边坡的滑塌模式及识别
• • • • 2、边坡滑塌识别方法 识别边坡滑塌的方法主要有： （1）弹塑性力学计算方法 主要以微元为单位，通过计算微元的应力、应变是否 达到屈服、拉伸、断裂、弯曲等破坏，从面判断材料 的局部或全域性的破坏。 • （2）极限平衡分析法 • 岩土体的特点是非均质、非线性，不连续的各向异性 体，不能按弹塑性理论严格推理出滑移面，因为它涉 及到大范围岩土体、多种岩性土体、结构面、地下水 以及各种难以查清的细节，因此在详细工作基础上， 判断准确很关键。
• 2、自然斜坡的概念
• 受岩土自身条件的约束，在外在自然条件的作 用下所形成的倾斜坡面。分稳定斜坡和不稳定 斜坡。
一、边坡及其分类
3、滑坡的概念
产生变形和滑移的边坡或自然斜坡，统称为滑坡， 其根源都是破坏了坡体的力学平衡，使坡体处于不 稳定状态。 在滑坡中，大略统计，边坡大概占90%(工程滑坡)， 自然斜坡可能只有10%（自然滑坡）。自然斜坡产 生滑坡受地震，大风，长期风化作用、库（河）水 位上升等外力影响。
2、无粘性土坡稳定分析
图4-37表示一坡角为 的 无粘性土坡。假设土坡及 其地基都是同一种土，又 是均质 的，且不考虑渗流 的影响。
由于无粘性土颗粒之间 没有粘聚力，只有摩擦 力，只要坡面不滑动， 土坡就能保持稳定。
T
土颗粒的自重W在垂直和平行于坡面方向的分力分别为
N W cos
T W sin
由上式可见，当坡角与土的内摩擦角相等( )时，稳定安全系 数 K 1 ,此时抗 滑力等于滑动力，土坡处于极限平衡状态。由此 可知，土坡稳定的极限坡角等于砂土的内摩擦角 ，特称之为自 然休止角。从上可以看出，无粘性土坡的稳定性与坡高无关，仅取 决于坡角 只要 K ， 1 土坡就是稳定的。为了保证土坡有足够 的安全储备，可取 K 1.1 ~ 1.5
二、边坡的滑塌模式及识别
• 1、边坡滑塌模式 • (1)边坡滑塌野外状态的确定
• 见到一个滑塌的边坡，确定当下其存在状态很重要，稳定、基 本稳定、欠稳定、不稳定。这是定性确定。慎重。有利于反演 • C、ψ值。 • 野外工作方法： 查明滑坡边界、地质水文条件、估计滑坡体厚度、绘图（平面、 剖面）、确定破坏模式及状态。只求判断准确，不求计算精确 • （2）确认边坡的滑塌模式 • 平面滑坡—滑动面常由沉积面或软夹层等地质面构成 • 当滑体的滑动方向与滑面倾向一致时，称为顺层滑坡
3、粘性土坡稳定分析 粘性土坡由于剪切而破坏的滑动面大多数为一曲面一般 在破坏前坡顶先有张力裂缝发生，继而沿某一曲面产生整体 滑动，为了简化，稳定分析中常假设滑动面为圆弧面，并按 平面问题进行分析。 粘性土坡稳定分析方法有总应力法(法)、瑞典条分法和 毕肖谱法、有效应力法等。瑞典条分法由瑞典人贺尔汀和彼 得森1916年提出。毕肖谱法于1955年提出，考虑了土条侧面 作用力。下面只介绍毕肖谱条分法。 条分法是一种试算法，先将土坡剖面按比例画出，如图4 所示。然后任选—圆心o，以R为半径作圆弧，此圆弧ab为假 定的滑动面，将滑动面以上土体分成任意n个宽度相等的土 条。设取第i条作为隔离体。
三、边坡稳定性分析
• 岩质边坡稳定性主要根据定性进行判定，方法主要 为极射赤平投影法。能够清楚查明滑移面的可用极 限平衡法进行计算分析。在此不详述。 • 下面主要讲土质边坡的稳定性分析与设计（主要为 极限平衡法）。
1、 边坡的滑动—边坡的失稳常常是在外界的不利因素 影响下触发和加剧的，一般有以下几种原因： • (1)边坡作用力发生变化：例如由于在坡顶堆放材料 或建造建筑物使坡顶受荷。人工开挖等。 • (2)土抗剪强度的降低：例如土体中含水量或孔隙水 压力的增加； 人为挠动。 • (3)静水力的作用：例如雨水或地面水流入土坡中的 竖向裂缝，对土坡产生侧向压力，从而促进土坡的滑 动。
分力T将使土颗粒M向下滑动，是滑动力， 而阻止土颗 粒下滑的抗滑力则是由垂直于坡面上的分力N引起的摩 擦力 T
T ' N tan W cos tan
抗滑力和滑动力的比值称为稳定安全系数，用K表示，亦 即 T ' W cos tan tan
K T W sin tan
滑坡失稳下滑前地面上的系统变形开裂迹象
一、边坡及其分类
• 4、边坡与滑坡的区别
• （1）边坡是涉及工程建设中的人工斜坡，即 使是自然边坡也必须与工程建设有关；而滑坡 通常是由自然原因引发的自然斜坡，只有工程 滑坡才与工程建设有关。 • （2）边坡坡体的滑面是由于人工开挖与填筑 后才形成的，原先并不存在，且坡体无蠕动与 滑动迹象；而滑坡具有自然的滑面，且坡体有 蠕动与滑动迹象。
极限平衡分析法特点是：滑移面是事先假定的、任意 的，滑移面包含的变形区中破坏判剧并非处处满足， 而是整体满足。真实滑移面取决于地质间断面的空间 分布和抗剪强度。 表达方式： 稳定系数：Fs=抗滑力/下滑力=S/T （3）极射赤平投影分析法 该方法常用于岩质边坡的定性判断中，主要由软弱结 构面与开挖坡面之间有不同的几何关系引起的，这种 几何组合关系可用极射赤平投影表示，主要吴氏网和 施密特网。
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岩土边坡稳定性分析
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二○一八年二月
目 录
• 一、边坡及分类 • 二、边坡的滑塌模式及识别 • 三、边坡稳定性分析 • 四、边坡分析中存在的问题讨论
一、边坡及其分类
• 1、边坡的概念
• 倾斜的坡面称为坡或斜坡，因斜坡常常构成了 工程边界，故称为边坡。如建筑边坡、矿山边 坡、公路边坡、铁路边坡、人工河库岸边坡、 大坝边坡等等。包括自然边坡（自然斜坡构成 了工程边界）和人工边坡。
二、边坡的滑塌模式及识别
• 楔体滑坡—楔体滑坡的滑面由两组相交切的结构面构 成，它们与坡面及坡顶组合将岩体切割成四面楔体。 • 圆弧滑坡—土坡（包括土坡、破碎岩体、尾砂坝、废 石场）中无近控制性地质结构面，滑面的形成完全取 决于土的力学性质。只有均质土坡和强裂破碎的岩坡 的滑面在剖面上接近为圆弧形。搜索最不稳定的圆弧 面。 • 倾倒破坏—如崩塌、块状坠落等。岩体倾角陡、坡面 陡，岩体结构面复杂。