6岩质边坡稳定性分析
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岩质边坡稳定性分析计算
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。
岩质边坡稳定性分析计算
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）:
岩质边坡稳定分析彭杨皓
稳定系数=可供利用的最大抗滑力/滑动力
安全系数：根据各种因素规定的允许的稳定系数， 人为规定的，必须>1。安全系数一般取1.05~1.5。
影响安全系数取值的因素： 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； ⑤工程的设计年限、重要性以及边坡破坏后的后果。
9
0.510
1
水压力：包括渗透静水压力和渗透动水压力。
静水压力 —— 水对岩体的静压力，数值上
等于岩体受到的浮力；
U wg V
动水压力 —— 与水力梯度有关，数值上等
于岩体受到的渗流阻力；
Fr w gV i
参数的确定
参 数 获 取 试验数据
极限状态下的反算数据
⑤
⑥
破坏; 结构体为刚体,不计块体自身变形和结构面的压缩变 形; 岩体失稳是岩体在各种荷载作用下沿着结构面产生 的剪切滑移； 滑动面应力分布均匀； 不考虑滑体两侧的抗滑力。
（2）假设分析
① 首先将结构面和开挖临空面看成空间平面 , 将结
构体看成凸体 , 将各种作用荷载看成空间向量, 进 而应用几何方法研究在己知各空间平面的条件下 ,岩体内将构成多少种块体类型及其可动性,并给 予严格的数学证明。
三、 边坡岩体稳定性计算
1 单平面滑动
1.1 仅有重力作用时 滑动面上的抗滑力 Fs G cos tg j C j L 滑动力 Fr＝G sin 稳定性系数
2C j sin Fs G cos tg j C j L tg j = Fr G sin tg gH sin sin( )
（6）相关参数 稳定系数F：沿假定滑裂面的最大抗滑力与下 滑力的比值;
安全系数：根据各种因素规定的允许的稳定系数， 人为规定的，必须>1。安全系数一般取1.05~1.5。
影响安全系数取值的因素： 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； ⑤工程的设计年限、重要性以及边坡破坏后的后果。
9
0.510
1
水压力：包括渗透静水压力和渗透动水压力。
静水压力 —— 水对岩体的静压力，数值上
等于岩体受到的浮力；
U wg V
动水压力 —— 与水力梯度有关，数值上等
于岩体受到的渗流阻力；
Fr w gV i
参数的确定
参 数 获 取 试验数据
极限状态下的反算数据
⑤
⑥
破坏; 结构体为刚体,不计块体自身变形和结构面的压缩变 形; 岩体失稳是岩体在各种荷载作用下沿着结构面产生 的剪切滑移； 滑动面应力分布均匀； 不考虑滑体两侧的抗滑力。
（2）假设分析
① 首先将结构面和开挖临空面看成空间平面 , 将结
构体看成凸体 , 将各种作用荷载看成空间向量, 进 而应用几何方法研究在己知各空间平面的条件下 ,岩体内将构成多少种块体类型及其可动性,并给 予严格的数学证明。
三、 边坡岩体稳定性计算
1 单平面滑动
1.1 仅有重力作用时 滑动面上的抗滑力 Fs G cos tg j C j L 滑动力 Fr＝G sin 稳定性系数
2C j sin Fs G cos tg j C j L tg j = Fr G sin tg gH sin sin( )
（6）相关参数 稳定系数F：沿假定滑裂面的最大抗滑力与下 滑力的比值;
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。
岩质边坡稳定性分析
阶梯状滑动破坏面由多个实际滑动面和叐拉面组成呈阶梯状坡稳定性的计算思路不单平面滑动相同即将滑动体的自重仅考虑重力作用时分解为垂直滑动面的分量和平行滑动面的分量sinsinsintgtg楔形体滑动的滑动面由两个倾向相反且其交线倾向不坡面倾向相同倾角小于边坡角的软弱结极面组首先将滑体自重g分解为垂直交线bd的分量n和平行交线的分量即滑动力gsin然后将n投影到两个滑动面的法线方向求得作用于滑动面上的法向可能滑动体的滑动力为gsin垂直交线的分量为ngcos
块体Ⅰ
块体Ⅱ 块体Ⅱ
块体Ⅱ
（三）、多平面滑动
边坡岩体的多平面滑动， 分为一般多平面滑动和 阶梯状滑动两个亚类。 阶梯状滑动，破坏面由多个实际滑动面和受拉面 组成，呈阶梯状，坡稳定性的计算思路与单平面 滑动相同，即将滑动体的自重 (仅考虑重力作用时) 分解为垂直滑动面的分量和平行滑动面的分量。
' ' tg [ 2 C cos( ) 2 sin( )] sin j j t ' tg gH sin sin( )
第三节 岩质边坡稳定性分析
•一、岩质边坡应力分布特征 •二、岩质边坡的变形与破坏 •三、岩质边坡稳定性分析步骤 •四、岩质边坡稳定性计算
一、 边坡岩体中的应力分布特征
斜坡(slope)统指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。 天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经 人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成 的斜坡。 研究目的：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。
（四）、楔形体滑动
楔形体滑动的滑 动面由两个倾向 相反、且其交线 倾向与坡面倾向 相同、倾角小于 边坡角的软弱结 构面组成。
块体Ⅰ
块体Ⅱ 块体Ⅱ
块体Ⅱ
（三）、多平面滑动
边坡岩体的多平面滑动， 分为一般多平面滑动和 阶梯状滑动两个亚类。 阶梯状滑动，破坏面由多个实际滑动面和受拉面 组成，呈阶梯状，坡稳定性的计算思路与单平面 滑动相同，即将滑动体的自重 (仅考虑重力作用时) 分解为垂直滑动面的分量和平行滑动面的分量。
' ' tg [ 2 C cos( ) 2 sin( )] sin j j t ' tg gH sin sin( )
第三节 岩质边坡稳定性分析
•一、岩质边坡应力分布特征 •二、岩质边坡的变形与破坏 •三、岩质边坡稳定性分析步骤 •四、岩质边坡稳定性计算
一、 边坡岩体中的应力分布特征
斜坡(slope)统指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。 天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经 人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成 的斜坡。 研究目的：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。
（四）、楔形体滑动
楔形体滑动的滑 动面由两个倾向 相反、且其交线 倾向与坡面倾向 相同、倾角小于 边坡角的软弱结 构面组成。
岩质边坡稳定性分析计算讲解
为12MPa,洞室地下水呈淋雨状,水量为8L/ min,该工程岩体质量等级?
边坡稳定性计算及案例
边坡力学参数的取值
Hale Waihona Puke 5.2边坡稳定性分析5.3边坡稳定性评价标准
17 工程滑坡防治
《建筑基础工程设计规范》 GB50007-2011
1.陡坡上岩体被一组平行坡面、垂直层面的张裂缝切割长方 形岩块，岩块的重度为25Kn/m3，试计算在暴雨水充满裂隙 时，靠近坡面的岩块最小安全系数（含抗滑动和抗倾覆）
AGHB，坡面AG的坡率为1:0.75。试比较两个方案的优劣。
5.某洞室轴线走向为南北向,其中某工程段岩体实测岩体纵波波速为3800m/ s, 主要软弱结构面产状为倾向NE68度,倾角59度,岩石单轴饱和抗压强度为 Rc=72MPa,岩块测得纵波波速为4500m/ s,垂直洞室轴线方向的最大初始应力
（注不考虑岩块两侧阻力和层面水压力）。
2.某很长的岩质边坡受一组节理控制，节理走向与边坡走向平行，地表 出露线距边坡顶边缘线20m，坡顶水平，节理与坡面交线盒坡顶的高差 为40m，与坡顶的水平距离10m，节理面内摩擦角35度，黏聚力c为
70kpa，岩体重度为23KN/m3，计算其抗滑稳定安全系数。
3.某岩体边坡如图所示，由于暴雨使其后缘垂直张裂缝瞬间 充满水，滑坡处于极限平衡状态，假定滑面长度L=50m，张 裂缝深度为10m，每延米滑体自重为G=15000KN/m，滑面 倾角为30度，滑动带岩体的内摩擦角为25度，试计算滑动带 岩体的粘聚力。
4.顺层岩质边坡内有一软弱夹层AFHB，层面CD与软弱夹层 平行，在沿CD顺层清方后，设计了两个开挖方案，方案1： 开挖坡面AEFB，坡面AE的坡率为1:0.5；方案2：开挖坡面
边坡稳定性计算及案例
边坡力学参数的取值
Hale Waihona Puke 5.2边坡稳定性分析5.3边坡稳定性评价标准
17 工程滑坡防治
《建筑基础工程设计规范》 GB50007-2011
1.陡坡上岩体被一组平行坡面、垂直层面的张裂缝切割长方 形岩块，岩块的重度为25Kn/m3，试计算在暴雨水充满裂隙 时，靠近坡面的岩块最小安全系数（含抗滑动和抗倾覆）
AGHB，坡面AG的坡率为1:0.75。试比较两个方案的优劣。
5.某洞室轴线走向为南北向,其中某工程段岩体实测岩体纵波波速为3800m/ s, 主要软弱结构面产状为倾向NE68度,倾角59度,岩石单轴饱和抗压强度为 Rc=72MPa,岩块测得纵波波速为4500m/ s,垂直洞室轴线方向的最大初始应力
（注不考虑岩块两侧阻力和层面水压力）。
2.某很长的岩质边坡受一组节理控制，节理走向与边坡走向平行，地表 出露线距边坡顶边缘线20m，坡顶水平，节理与坡面交线盒坡顶的高差 为40m，与坡顶的水平距离10m，节理面内摩擦角35度，黏聚力c为
70kpa，岩体重度为23KN/m3，计算其抗滑稳定安全系数。
3.某岩体边坡如图所示，由于暴雨使其后缘垂直张裂缝瞬间 充满水，滑坡处于极限平衡状态，假定滑面长度L=50m，张 裂缝深度为10m，每延米滑体自重为G=15000KN/m，滑面 倾角为30度，滑动带岩体的内摩擦角为25度，试计算滑动带 岩体的粘聚力。
4.顺层岩质边坡内有一软弱夹层AFHB，层面CD与软弱夹层 平行，在沿CD顺层清方后，设计了两个开挖方案，方案1： 开挖坡面AEFB，坡面AE的坡率为1:0.5；方案2：开挖坡面
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
(完整版)工程地质学_第六章岩质边坡
崩塌过程示意图
❖ 四、滑坡
❖ 边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏 面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。
❖ 滑坡的危害还表现在不仅是将要发生的滑坡会 给建筑物造成危害，而且表现在已经发生过的滑坡 地段，对兴建水利水电工程也十分不利。
❖ 这是因为已发生过滑坡的地段，常常有再次发 生的可能，而滑动过的岩体即滑坡体往往疏松破碎、 杂乱无章，强度低、透水性强、稳定性差，无论是 做为坝肩岩体、水库岸坡、隧洞围岩，还是做为道 路路基和码头等都是不利的。
边坡岩体中常存在有这样那样的软弱结构面。 它们在岩体重力和各种自然营力的长期作用下
修筑道路、桥梁、高峡 或人为的影响下，常常会发生变形破坏，使岩体突
建坝、深谷修库以及露 然崩倒或下滑，大量土石岩块涌向坡脚或河谷，冲
天采矿等。
垮道路、桥梁，掩埋厂矿房屋以及破坏施工现场，
其中尤其是水利水 从而造成中断施工、延长工期、改变设计、增加投
❖ （3）坡底宽度。 ❖ （4）边坡的平面形态对应力也有明显影响，凹形
边坡，应力集中程度明显减弱。因此，凹形坡有利 于坡体稳定，而凸形坡则相反。
❖ 3、岩体结构的影响 ❖ 岩体结构特征对边坡应力分布的影响主要表现
在因岩体的不均性和不连续性，使其沿软弱面的周 边出现应力集中或应力阻滞现象。 ❖ (1)软弱面与坡体主压应力轴平行时，将在软弱面的 端点部位或应力阻滞部位出现拉应力集中和剪应力 集中，使之出现软弱面两侧的张裂和剪切破裂。 ❖ (2)软弱面与坡体主压应力垂直时，将发生平行于软 弱面的拉应力或于端点部位出现垂直软弱面的压应 力，这将有利于软弱面的压密或稳定。 ❖ (3)软弱面与坡体主压应力轴斜交时，沿软弱面主要 为剪应力集中，并于端点部位或应力阻滞部位出现 拉应力，致使斜坡极易沿结构面发生剪切滑动。 ❖ (4)在软弱面交汇处，应力受到阻滞，压应力和拉应 力强烈集中，容易发生变形和破坏。在一定条件下， 可逐步扩展为滑动面，使斜面破坏
岩土工程稳定性--边坡稳定性分析方法综述
• 首先，确定滑动面的位置和形状。实际的滑动面将取决于结构面 的分布、组合关系及其所具有的剪切强度。实践证明，均质土坡 的破坏面都接近于圆弧形，岩体中存在软弱结构面时，边坡岩体 常沿某个软弱结构面或某几个软弱结构面的组合面滑动，因此， 根据具体情况假定的滑动面与实际情况是很接近的。 • 其次，确定极限抗滑力和滑动力，并计算其稳定性系数。所谓稳 定性系数即指可能滑动面上可供利用的抗滑力与滑动力的比值。 由于滑动面是预先假定的，因此就可能不止一个，这样就要分别 试算出每个可能滑动面所对应的稳定性系数，取其中最小者作为 最危险滑动面。
③优势面理论分析法及其发展应用
采用优势面理论分析法可确定岩坡的控稳优势面，并进行优势面 组合分析 ，找出其试算安全系数最小的优势分离体，确定边坡破坏模 型，并采用极限平衡分析法分析计算优势分离体的安全度及边坡稳定 安全系数，以此判断边坡整体稳定状况 ，从而克服和弥补经典极限分 析法中要假定滑动面、反复计算 比选最小的安全系数及相应的滑动面 的不足，提高了最小安全系数的可靠性。 在采用优势面理论分析法时，在确定控稳优势面时，一般首先要 通过野外地质调查来对研究体内的结构面加以分类，确定各候选优势 面的综合权重值，还需进一步确定优势面的力学参数，所有这些过程 都或多或少的带有经验性，都要不同程度的受到主观性的影响，但恰 恰这两方面是确定其分析结果可靠程度的关键问题，因而优势面理论 分析法存在一定的缺陷性 。因此，优势面理论分析法中引入了层次分 析法，在一定程度上提高了控稳优势面的选定客观性。
弹塑性极限平衡法从分析边坡体的应力和变形入手，由边 坡体的应力和变形特征来确定边坡体的极限平衡状态，从而避 免对边坡体最小安全系数的反复计算及比选，达到减少工作量 和提高准确率的目的。 弹塑性极限平衡法中采用强度折减法，即逐渐降低材料强 度(即降低材料抗剪强度参数c和 的方法来逼近系统的极限平 衡状态，并以屈服区的贯通来表征极限平衡状态的到达，把材 料强度折减系数(Zi)定义为系统的整体稳定安全系数(Fs)。在 地质条件、材料参数、屈服准则和本构关系正确的前提下，能 够保证由此得到的稳定安全系数为真实稳定安全系数的下限。 弹塑性极限平衡法不必假设土条间的作用力和破坏面的位 置和形状，因此，该方法能处理复杂几何轮廓和边界条件，有 广泛的适用性和良好的应用前景。
③优势面理论分析法及其发展应用
采用优势面理论分析法可确定岩坡的控稳优势面，并进行优势面 组合分析 ，找出其试算安全系数最小的优势分离体，确定边坡破坏模 型，并采用极限平衡分析法分析计算优势分离体的安全度及边坡稳定 安全系数，以此判断边坡整体稳定状况 ，从而克服和弥补经典极限分 析法中要假定滑动面、反复计算 比选最小的安全系数及相应的滑动面 的不足，提高了最小安全系数的可靠性。 在采用优势面理论分析法时，在确定控稳优势面时，一般首先要 通过野外地质调查来对研究体内的结构面加以分类，确定各候选优势 面的综合权重值，还需进一步确定优势面的力学参数，所有这些过程 都或多或少的带有经验性，都要不同程度的受到主观性的影响，但恰 恰这两方面是确定其分析结果可靠程度的关键问题，因而优势面理论 分析法存在一定的缺陷性 。因此，优势面理论分析法中引入了层次分 析法，在一定程度上提高了控稳优势面的选定客观性。
弹塑性极限平衡法从分析边坡体的应力和变形入手，由边 坡体的应力和变形特征来确定边坡体的极限平衡状态，从而避 免对边坡体最小安全系数的反复计算及比选，达到减少工作量 和提高准确率的目的。 弹塑性极限平衡法中采用强度折减法，即逐渐降低材料强 度(即降低材料抗剪强度参数c和 的方法来逼近系统的极限平 衡状态，并以屈服区的贯通来表征极限平衡状态的到达，把材 料强度折减系数(Zi)定义为系统的整体稳定安全系数(Fs)。在 地质条件、材料参数、屈服准则和本构关系正确的前提下，能 够保证由此得到的稳定安全系数为真实稳定安全系数的下限。 弹塑性极限平衡法不必假设土条间的作用力和破坏面的位 置和形状，因此，该方法能处理复杂几何轮廓和边界条件，有 广泛的适用性和良好的应用前景。
岩质边坡稳定性分析
✓ 数值模拟法：利用计算机 模拟边坡的变形和破坏过 程，预测边坡的稳定性
12 34
✓ 模糊数学法：利用模糊数 学的方法，对边坡的稳定 性进行评价和预测
综合分析方法
定性分析：根据经验、知识、现场调查等对 边坡稳定性进行评估
定量分析：利用数学模型、计算机模拟等方 法对边坡稳定性进行定量计算
综合分析：结合定性和定量分析方法，对边 坡稳定性进行全面评估
边坡稳定性得到显著提高，保障
了高速公路的安全运营
某水电站边坡稳定性分析
01
水电站概况：介绍水电站的地理 位置、规模、结构等基本信息
03
边坡稳定性分析方法：介绍采用 的边坡稳定性分析方法，如极限 平衡法、有限元法等
05
边坡治理措施：根据边坡稳定性 分析结果，提出相应的边坡治理 措施，如锚杆加固、排水措施等
监测与预警：通过实时监测边坡变形、应力 等参数，对边坡稳定性进行动态评估和预警
岩质边坡稳定性分析的影响 因素
地质条件
岩石类型：不 同岩石类型的 力学性质和抗 风化能力不同
01
地下水：地下 水的存在和分Leabharlann 布对边坡稳定 性产生影响03
02
地质构造：断层、 褶皱等地质构造 对边坡稳定性产 生影响
04
岩体结构：岩 体的结构特征 对边坡稳定性 产生影响
02
边坡地质条件：分析边坡的地质 条件，如岩石类型、结构、地下 水等
04
边坡稳定性分析结果：展示边坡 稳定性分析的结果，如安全系数、 破坏模式等
06
结论：总结边坡稳定性分析的结 论，如边坡稳定性是否满足要求， 是否需要采取治理措施等
某矿山边坡稳定性分析
矿山概况：地理位置、 开采方式、地质条件 等
岩土工程稳定性边坡稳定性分析方法综述资料
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工程地质类比法 是将已有边坡同新边坡进行类比，将前者的研究设计经验用于拟建边坡的研究设计中去。为此，需对要类比的两个边坡全面分析研究其工程地质条件和影响边坡稳定的各种因素，并考虑采矿技术条件，比较其相似性和差异性。只有相似程度较高的边坡才能进行类比，即类比的原则是相似性。 工程地质类比法虽然是一种经验方法，但在新边坡的设计中，特别是对中小型边坡的设计时通常采用的一种方法。这种方法可以根据边坡的岩性、构造、岩体结构、水文地质条件、坡高等相似性，从经验数据中选取合理的边坡角；根据岩性和岩体结构的相似性，从经验数据中选取稳定计算参数；根据自然条件相似的边坡破坏实例，反算推求边坡稳定性的计算参数，预测新边坡的变形破坏形式和发展变化规律以及根据相似边坡的整治经验，提出边坡整治措施。
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(4/19)
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基本思路：首先，确定滑动面的位置和形状。实际的滑动面将取决于结构面的分布、组合关系及其所具有的剪切强度。实践证明，均质土坡的破坏面都接近于圆弧形，岩体中存在软弱结构面时，边坡岩体常沿某个软弱结构面或某几个软弱结构面的组合面滑动，因此，根据具体情况假定的滑动面与实际情况是很接近的。其次，确定极限抗滑力和滑动力，并计算其稳定性系数。所谓稳定性系数即指可能滑动面上可供利用的抗滑力与滑动力的比值。由于滑动面是预先假定的，因此就可能不止一个，这样就要分别试算出每个可能滑动面所对应的稳定性系数，取其中最小者作为最危险滑动面。最后以安全系数为标准评价边坡的稳定性。
评价方法
定量分析
定性分析
自然(成因)历史分析法工程类比法边坡稳定性分析数据库和专家系统图解法：赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法
极限平衡分析法数值分析方法模型模拟试验法等。
工程地质类比法 是将已有边坡同新边坡进行类比，将前者的研究设计经验用于拟建边坡的研究设计中去。为此，需对要类比的两个边坡全面分析研究其工程地质条件和影响边坡稳定的各种因素，并考虑采矿技术条件，比较其相似性和差异性。只有相似程度较高的边坡才能进行类比，即类比的原则是相似性。 工程地质类比法虽然是一种经验方法，但在新边坡的设计中，特别是对中小型边坡的设计时通常采用的一种方法。这种方法可以根据边坡的岩性、构造、岩体结构、水文地质条件、坡高等相似性，从经验数据中选取合理的边坡角；根据岩性和岩体结构的相似性，从经验数据中选取稳定计算参数；根据自然条件相似的边坡破坏实例，反算推求边坡稳定性的计算参数，预测新边坡的变形破坏形式和发展变化规律以及根据相似边坡的整治经验，提出边坡整治措施。
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(4/19)
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基本思路：首先，确定滑动面的位置和形状。实际的滑动面将取决于结构面的分布、组合关系及其所具有的剪切强度。实践证明，均质土坡的破坏面都接近于圆弧形，岩体中存在软弱结构面时，边坡岩体常沿某个软弱结构面或某几个软弱结构面的组合面滑动，因此，根据具体情况假定的滑动面与实际情况是很接近的。其次，确定极限抗滑力和滑动力，并计算其稳定性系数。所谓稳定性系数即指可能滑动面上可供利用的抗滑力与滑动力的比值。由于滑动面是预先假定的，因此就可能不止一个，这样就要分别试算出每个可能滑动面所对应的稳定性系数，取其中最小者作为最危险滑动面。最后以安全系数为标准评价边坡的稳定性。
评价方法
定量分析
定性分析
自然(成因)历史分析法工程类比法边坡稳定性分析数据库和专家系统图解法：赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法
极限平衡分析法数值分析方法模型模拟试验法等。
岩质高边坡稳定性分析及支护设计
岩质高边坡稳定性分析及支护设计摘要：随着国民经济的蓬勃发展，我国的基础建设工程也不断在增多。
而在工程建设过程中，由于工程进行填筑、开挖，往往会形成一些岩质高边坡，这些高边坡的稳定性一旦出现问题，会对整个工程建设带来巨大的安全威胁。
因此，必须加强对岩质高边坡稳定性的研究分析，并采取有效的措施对其进行加固防护，保障工程的顺利开展。
关键词：岩质高边坡；稳定性分析；支护设计引言岩质高边坡在长时间暴露在自然环境下，受到自然外力如：氧化腐蚀、昼夜的影响下，使得岩质边坡的稳定度难以持久保持在一个稳定的水平，长期受到这些自然外力的影响边坡易发生变形甚至破坏。
国内外大量的实践经验证实，在利用技术手段将影响岩质高边坡稳定性的因素及潜在的危害程度进行明确后，能够作为评估和预测高边坡稳定性的重要依据，便于构建完善的地质灾害预防体系。
1岩质高边坡稳定性分析1.1关于传统有限元稳定性分析法数值分析方法主要研究岩体中应力和应变的变化规律，通过某种方法求得边坡的变形规律和应力分布，求解边坡的稳定系数。
岩土材料的本构关系模型发展较为完善；计算机的迅猛发展为数值计算提供了良好的条件；勘察、试验的手段和大型有限元软件程序发展已经相当成熟，这些有利条件为数值分析方法的发展提供了优越性。
有限元法是数值分析中常用的一种方法，它也是发展最为完善，它可以处理岩体的各向异性、不均匀性、不连续性等造成的复杂边坡工程问题；可以确定边坡的拉裂、压碎区和塑性区；可以得出不同边坡的位移场、应变场和应力场；可以明确边坡初始破坏位置和展现边坡渐进破坏过程；可以模拟不同工况、施工加固措施以及非线性力学本构模型等问题。
1.2关于刚体极限平衡方法当前边坡稳定性的刚体极限平衡分析方法中仍然有很多不足之处有待改善。
主要有：①岩质边坡破坏并非是各点同时破坏，而是局部到整体，拉剪应力逐渐释放与转移的过程，但刚体极限平衡分析方法破坏的标准是按照滑动面同时破坏而制定的，无法考虑边坡的渐进破坏过程；②刚体极限平衡方法分析时，在选取岩土体强度参数时，强度参数仅能使用一个值，要么是峰值强度，要么均采用残余强度，没有考虑峰值强度向残余强度的变化；但实际上，随着边坡的渐进破坏，其相应的强度从峰值强度逐渐转化为残余强度；③由于边坡地质条件复杂，受开挖过程以及开挖引起的岩土坡体应力变化、加固措施和时机、强降雨和地震等外界条件的影响，其坡体应力随其荷载、含水率、变形等不断变化。
岩质边坡稳定分析及支护方式
支挡(挡墙、抗滑桩等)是边坡处治的基本措施。 对滑于 桩不 等稳)对定其的进边行坡支岩挡挡体墙，，是使一用种支较挡为结可构靠(的挡处墙治、手抗 段。
优点：可从根本上解决边坡的稳定性问题，达 到根治的目的。
3)加固 (1)注浆加固 当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时， 可采用压力注浆这一手段，对边坡坡体进行 加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁 周围切割的节理裂隙向四周渗透，对破碎边 坡岩土体起到胶结作用，形成整体，提高坡 体整体性及稳定性的目的。 优点：注浆加固可对边坡进行深层加固。 (2)锚杆加固 当边坡坡体破碎，或边坡地层软弱时，可 打入一定数量的锚杆，对边坡进行加固。锚 杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。 优点：锚杆加固为一种中浅层加固手段。
(2)岩体结构的影响，表现在节理裂隙的发育程度 及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和 破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩石界面的 形态以及坡向坡角等；
(3)水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、 地下水的流动及动态变化等；
(4)地貌的影响，如边坡的高度、坡度和形态等；
(5)风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩 石的强度，改变地下水的动态；
崩破塌坏边坡破坏的基本类楔型形体滑动
倾倒破坏
崩塌
边
楔形状滑动
坡
圆弧滑动
多平面滑动
破 滑坡 平面滑动 双平面滑动 坏
类
单平面滑动
型
圆弧形滑动
倾倒破坏
单平面滑动
双平面滑动
多平面滑动
边坡的安全等级
根据边坡破坏后造成损失的严重性、边坡的类型及坡 高等因素将边坡的安全等级划分为三级，如表1.1所示。
三、边坡岩体稳定性分析
后果
四、边坡岩体稳定性计算
优点：可从根本上解决边坡的稳定性问题，达 到根治的目的。
3)加固 (1)注浆加固 当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时， 可采用压力注浆这一手段，对边坡坡体进行 加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁 周围切割的节理裂隙向四周渗透，对破碎边 坡岩土体起到胶结作用，形成整体，提高坡 体整体性及稳定性的目的。 优点：注浆加固可对边坡进行深层加固。 (2)锚杆加固 当边坡坡体破碎，或边坡地层软弱时，可 打入一定数量的锚杆，对边坡进行加固。锚 杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。 优点：锚杆加固为一种中浅层加固手段。
(2)岩体结构的影响，表现在节理裂隙的发育程度 及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和 破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩石界面的 形态以及坡向坡角等；
(3)水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、 地下水的流动及动态变化等；
(4)地貌的影响，如边坡的高度、坡度和形态等；
(5)风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩 石的强度，改变地下水的动态；
崩破塌坏边坡破坏的基本类楔型形体滑动
倾倒破坏
崩塌
边
楔形状滑动
坡
圆弧滑动
多平面滑动
破 滑坡 平面滑动 双平面滑动 坏
类
单平面滑动
型
圆弧形滑动
倾倒破坏
单平面滑动
双平面滑动
多平面滑动
边坡的安全等级
根据边坡破坏后造成损失的严重性、边坡的类型及坡 高等因素将边坡的安全等级划分为三级，如表1.1所示。
三、边坡岩体稳定性分析
后果
四、边坡岩体稳定性计算
岩质边坡稳定性的影响因素
岩质边坡稳定性的影响因素
岩质边坡稳定性的影响因素包括：
1. 岩层性质：岩石的强度、韧性、岩石结构、裂隙性质等会直接影响边坡的稳定性。
砂岩、泥岩等软弱岩石容易发生滑坡，而石灰岩、花岗岩等坚硬岩石边坡相对较稳定。
2. 边坡坡度：边坡的坡度对稳定性有很大影响。
较大的坡度会增加边坡滑动的倾向，特别是在厚度相对较小的岩层上。
3. 斜坡高度：边坡的高度也会影响稳定性。
较高的边坡容易受到重力和水力的影响，增加了滑动的风险。
此外，边坡的高度还会对岩石坚硬度的变化带来影响。
4. 斜坡的线性形状：边坡的线性形状也是稳定性的重要因素。
边坡的几何形状和岩层的结构会直接影响边坡的稳定性。
当岩层结构与边坡的几何形状相互协调时，边坡稳定性较好。
5. 地下水：地下水对边坡的稳定性也有着重要的影响。
地下水的变化会改变岩石的饱和度和孔隙水压，进而影响边坡的稳定性。
对岩石结构敏感的地下水与岩石接触面上拥有较大水压的地方，可能导致边坡滑移或溃坡。
总而言之，岩质边坡的稳定性受到岩石性质、边坡坡度、边坡高度、边坡形状以
及地下水等多个因素的综合影响。
在工程实践中，需要对这些因素进行综合考虑，以确保边坡的稳定性。
边坡工程第6章-边坡稳定性分析图解法(冶金出版社)
根据FH弧段所包含的方位分度数读出，也可按读图法(4)的方法在 投影网上根据CD弧段所包含的纬度数读出，图中为61°
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
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
岩质边坡稳定分析
整理ppt
Rockslide at Yosemite National Park, California kills one, injures 4
6.岩质边坡①稳尾定纵①性剖①尾尾的面纵纵剖评开剖面面价挖开开挖方后挖后后法破最最大坏大主剪接近度图 定量应应力力计图图算（（MMPPaa））
分析方法 定性分析 — 工程地质分析
还可能再次滑动破坏
危害 已滑动破坏过的老滑坡的危害
结构疏松破碎
强度低
老滑坡体 透水性强
稳定性差
据了解，有些县市建新城时，没搞清楚地质状况就先行建设，结果把整个新
城建在滑坡体上，如巴东就是一个典型，该城从1979年滑至1坡99体5年三次迁城选址，
二建新城，浪费巨大。
边界线
地质今在年三2峡月考25察日发，现记，者只从要国地土势资平源坦部些三的峡地地方质，灾多害半防有治居指民挥和部城获镇悉，，而三这峡些库平区地 十正之 在八建九设是中古的滑巫坡山，新如城秭(离归旧老城县数城十、里新)一滩处镇2、00云0万阳立老方县米城的、滑云坡安体镇，等正等以。每在天这1些毫 古米左滑右坡的上速，人度滑们动繁衍。生26日息，，耕记种者收赶获到。巫古山代新三县峡城人，口在少暮，雨没路有上大看规到模滑的坡开已挖拉和裂高水 楼泥大路厦面的，建一设条，条所裂以缝虽触然目是惊建心城，在有许的多长滑达坡10体米上。，滑人坡与体自位然于倒新能城上中千心年区相，安坡无度事28。 至30度，影响范围包括县残联、防疫站、法院、公安局、港务局等十多家单位及
整理ppt
● 坡高越高，坡内拉应力越高
● 坡角越大，拉应力范围越大，切向应力值越高
坡形 ● 基坑底宽 W<0.8H 时坡脚处τmax随底宽的缩小而急剧增大
影响
Rockslide at Yosemite National Park, California kills one, injures 4
6.岩质边坡①稳尾定纵①性剖①尾尾的面纵纵剖评开剖面面价挖开开挖方后挖后后法破最最大坏大主剪接近度图 定量应应力力计图图算（（MMPPaa））
分析方法 定性分析 — 工程地质分析
还可能再次滑动破坏
危害 已滑动破坏过的老滑坡的危害
结构疏松破碎
强度低
老滑坡体 透水性强
稳定性差
据了解，有些县市建新城时，没搞清楚地质状况就先行建设，结果把整个新
城建在滑坡体上，如巴东就是一个典型，该城从1979年滑至1坡99体5年三次迁城选址，
二建新城，浪费巨大。
边界线
地质今在年三2峡月考25察日发，现记，者只从要国地土势资平源坦部些三的峡地地方质，灾多害半防有治居指民挥和部城获镇悉，，而三这峡些库平区地 十正之 在八建九设是中古的滑巫坡山，新如城秭(离归旧老城县数城十、里新)一滩处镇2、00云0万阳立老方县米城的、滑云坡安体镇，等正等以。每在天这1些毫 古米左滑右坡的上速，人度滑们动繁衍。生26日息，，耕记种者收赶获到。巫古山代新三县峡城人，口在少暮，雨没路有上大看规到模滑的坡开已挖拉和裂高水 楼泥大路厦面的，建一设条，条所裂以缝虽触然目是惊建心城，在有许的多长滑达坡10体米上。，滑人坡与体自位然于倒新能城上中千心年区相，安坡无度事28。 至30度，影响范围包括县残联、防疫站、法院、公安局、港务局等十多家单位及
整理ppt
● 坡高越高，坡内拉应力越高
● 坡角越大，拉应力范围越大，切向应力值越高
坡形 ● 基坑底宽 W<0.8H 时坡脚处τmax随底宽的缩小而急剧增大
影响
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31 8000 800
200
新县城
新北川中学滑坡
老县城
王家岩滑坡
32
1. 滑坡的形态特征
33
1. 滑坡的形态特征
滑坡台阶 滑坡体 滑坡壁
滑坡床 滑动面（带）
34
滑坡舌
滑坡特征示意图
35
新沙溪镇
2003年7月13日 三峡库区沙溪镇发生千将坪滑坡， 致使24人失踪。
36
滑坡壁 滑坡周界
37
2. 滑坡的分类
表层蠕动 深层蠕动 边坡表层岩体发生弯曲变形 是由于坚硬岩层组成的边坡底部存在较厚的 软弱岩层时，由软弱岩层发生塑性流动而引 起的长期缓慢的边坡蠕动变形。
14
表层蠕动
溃屈
倾倒
15
深层蠕动
16
三、崩塌
高陡的边坡岩体突然发生倾倒崩 落，岩块翻滚撞击而下，堆积于坡 脚的现象，称做崩塌。 类型：规模巨大的山区崩塌，称为 山崩；小型崩塌，成为坠石。 堆积体：崩塌以自由坠落为其主要 运动形式，岩块在斜坡上翻滚滑动 并相互摩擦破碎后堆积于坡脚，形 成岩堆或崩积体。 地貌：岩堆（倒石堆，倒石锥）
54
三、工程地质类比法
工程地质类比法是在对已有的边坡破坏现象进行仔细的 调查研究的基础上，了解其形成原因，影响因素，发展规律 等，然后再和需要进行稳定分析的边坡进行对比，从而得出 稳定性的分析和评价。
这种方法也常用在人工开挖边坡的设计中。进行类比时， 必须全面分析研究工程地质因素的相似性和差异性。同时要 分清主要因素和次要因素。
第六章 岩质边坡稳定性分析
1
作业题：
1.影响边坡岩体应力分布的主要因素有哪些？ 2.常见的边坡变形破坏主要类型有哪些？ 3.什么是崩塌？崩塌的形成机理包括哪几方面？ 4.什么是滑坡？滑坡常见的分类有哪些？ 5.影响边坡稳定性的因素有哪些？ 6.不稳定边坡的防治措施有哪些？
2
第六章 边坡稳定性的工程地质研究
云南省保山市隆阳区瓦马乡河东村滑坡
2010年9月1日22时20分，云南省保山市隆阳区瓦马乡河东村大石房小 组突发一起滑坡灾害，造成29人死亡、19人失踪、8人受伤。
28
512大地震，发生在人口相对密集、地质环境本身就比较脆
弱的四川西部的中、高山地区，其触发地质灾害数量之多,分布 之广是可以想象的，同时也是超出人们所预料的！
边坡变形破坏的防治措施
截、排水沟 浆砌片石铺砌 水平钻孔疏干 垂直孔排水 竖井抽水 巷道疏干 支撑盲沟 地表水
消除和减轻地表水和 地下水的危害
地下水
改善边坡岩土体 的力学强度
削坡减载 边坡人工加固
57
一、防渗与排水
58
挡土墙+排水孔
59
二、削坡、减重和反压
削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，一部分使边坡变 缓，同时也可使滑体重量减轻，以达到稳定的目的。削减下 来的土石，可填在坡脚，起反压作用，更有利于稳定。
(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。
40
41
某 居 住 区 后 的 山 体 滑 坡
42
43
(3)与主应力偏转相联系，最大剪应力迹线也发生偏转，呈凹 向临空面的弧线。在最大、最小主应力差值最大的部位(一般在 坡脚附近)，相应形成一个最大剪应力区，因而在这里容易发生 剪切变形破坏 。 (4)在坡顶和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平应 力显著减小，甚至可出现拉应力，因而可形成一个拉应力带。6 其范围随坡角和平行于河谷的水平应力的增加而增大。
60
三、修建支挡建筑
支挡建筑主要是在不稳定岩体的下部修建挡墙或支撑墙 (或墩)，也是一种应用广泛而有效的办法。用混凝土、钢筋 混凝土或砌石均可。支挡建筑物的基础要砌置在滑动面以下。 若在挡墙后增加排水措施，效果更好。
61
挡
墙
62
63
抗滑桩
10
一、卸荷变形
在边坡形成过程中，由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或 人工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸 坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张 裂隙，一般称作边坡卸荷裂隙。
11
松弛张裂
12
卸
荷
张
裂
13
二、蠕动变形 蠕动变形，是指边坡岩体主要在重力作用下向临 空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象。
地下水对边坡稳定的影响关系极大，绝大多数滑坡都与 地下水的活动有关。许多滑坡、崩塌均发生在降雨之后，就 是因降水渗入岩土体后，产生不良影响所致。地下水的作用 主要表现为： (1)使岩石软化或溶蚀。 (2)产生静水压力或动水压力。 (3)增加岩体重量。
(4)冻胀作用。
(5)浮托力。
47
五、其他因素的影响
19
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。
20
新北川中学岩崩
700人死亡！
21
1600人死亡！
老县城
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崩塌的形成机理
①边坡被陡倾裂隙深切 ②软弱相间的岩层 ③下部有洞穴和采空现象
地震触发了大量的次生地质灾害！
29
满目疮痍！
30
5.12地震诱发灾难性滑坡、崩塌一览表 (死亡>30人，17个)
灾害点名称
王家岩滑坡 樱桃沟滑坡 景家山乱石窖滑塌 陈家坝场镇1号滑坡 东河口滑坡 陈家坝乡红岩村滑坡 黎明村滑坡 谢家店滑坡 小龙潭崩塌 大龙潭沟口崩塌 陈家坝太洪村 2号滑坡 泰安9组崩滑体群 郑家山滑坡群 韩家山滑坡群 大岩壳崩塌 马鞍石滑坡群 连盖坪滑坡
三、地质构造与岩体结构的影响
地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应 力等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素之一。褶皱、断 裂发育地区，常是岩层倾角大，甚至陡立，断层、节理纵横 切割，构成岩体中的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑 动的条件，并直接控制着边坡破坏的形成和规模。
46
四、地下水的作用
碎石
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崩塌发生过程
18
2010年3月10日凌晨1时30分，陕西省榆 林市子洲县双湖峪镇石沟村大理河桥东 侧发生黄土崩塌灾害。崩塌体长103米、 宽108米、厚8米，体积约8.9万方，整体 下座约10米，移动方向北偏东30°。崩 塌造成15户共44人被埋，砸毁窑洞及建 于其上的房屋29间（孔）。窑洞建于 1999年，房屋建于2002年。此次崩塌共 造成27人死亡、17人受伤。
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。
二、地层岩性的影响
地层和岩性对边坡稳定性的影响很大。软硬相间，并有 软化、泥化或易风化的夹层时，最易造成边坡失稳。地层岩 性的不同，所形成的边坡变形破坏类型及能保持稳定的坡度 45 也不同。
55
6.5 不稳定边坡的防治措施
边坡变形破坏的防治原则：
以防为主、综合治理、及时处理 对大型复杂的、稳定性差、治理难度大的边坡，一般都 采取使工程绕避的原则。对于确实无法绕避的病害边坡， 经技术经济比较，应采取综合治理的措施。首先采取有效 措施消除或防止控制边坡变形破坏的主要因素，然后再针 对各种次要因素，修建各种治理工程和辅助措施。对于因 水库蓄水或其他工程因素 ( 如开挖坡脚、爆破、表层剥土 等 ) 的影响，有可能使边坡稳定性恶化的边坡，应预先采 56 取措施，及时治理，以防工程边坡的失稳。
6.3
影响边坡稳定性的因素
内在因素：岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应 力等。它们常常起着主要的控制作用。 外在因素：地表水和地下水的作用、地震、风化作用、 人工挖掘、爆破以及工程荷载等。其中地表 水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃 的外在因素，其他大多起着触发作用。
44
一、地貌条件的影响
风化作用、暴雨、水流冲刷坡脚，人工挖掘采空、ห้องสมุดไป่ตู้振动等，都可能构成促使岩体失稳破坏的因素。
48
河流掏蚀导致边坡失稳
49
因公路开挖影响边坡稳定
50
边坡变形、破坏诱发因素统计
51
6.4 岩质边坡稳定性的评价方法
一、极限平衡理论计算法
1.滑动面为一平面时的计算
52
2.滑动面为折线时的计算
53
二、赤平极射投影法
9
边坡岩体结构面上应力集中
6.2 边坡变形破坏的类型与特征
边坡变形：指坡体只产生局部的位移和微破裂，岩块只出现 微量的变化，没有显著的剪切位移或滚动，因而 边坡不至引起整体失稳。 边坡破坏：指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体 产生整体滑动、滚动或转动。 二者在边坡变化过程中是相互密切联系的。边坡破坏前， 边坡岩体总要经历一个从徐变到巨变的变形过程。 常见的边坡变形破坏主要类型有：卸荷变形、蠕动变形、 崩坍、滑坡等。
错落 崩塌
23
崩落实例
24
盐池河崩塌山体示意图
25
四、滑坡
边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破 坏面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。
圆弧状滑动面
平面状滑动面
阶梯状滑动面
26
贵州省关岭县岗乌镇滑坡
27 2010年6月28日14时左右，受持续强降雨影响，贵州省关岭县岗乌镇大寨村 发生特大山体滑坡，导致大寨村遭受灭顶之灾，42人死亡、57人失踪。
自重作用下边坡主应力分布
200
新县城
新北川中学滑坡
老县城
王家岩滑坡
32
1. 滑坡的形态特征
33
1. 滑坡的形态特征
滑坡台阶 滑坡体 滑坡壁
滑坡床 滑动面（带）
34
滑坡舌
滑坡特征示意图
35
新沙溪镇
2003年7月13日 三峡库区沙溪镇发生千将坪滑坡， 致使24人失踪。
36
滑坡壁 滑坡周界
37
2. 滑坡的分类
表层蠕动 深层蠕动 边坡表层岩体发生弯曲变形 是由于坚硬岩层组成的边坡底部存在较厚的 软弱岩层时，由软弱岩层发生塑性流动而引 起的长期缓慢的边坡蠕动变形。
14
表层蠕动
溃屈
倾倒
15
深层蠕动
16
三、崩塌
高陡的边坡岩体突然发生倾倒崩 落，岩块翻滚撞击而下，堆积于坡 脚的现象，称做崩塌。 类型：规模巨大的山区崩塌，称为 山崩；小型崩塌，成为坠石。 堆积体：崩塌以自由坠落为其主要 运动形式，岩块在斜坡上翻滚滑动 并相互摩擦破碎后堆积于坡脚，形 成岩堆或崩积体。 地貌：岩堆（倒石堆，倒石锥）
54
三、工程地质类比法
工程地质类比法是在对已有的边坡破坏现象进行仔细的 调查研究的基础上，了解其形成原因，影响因素，发展规律 等，然后再和需要进行稳定分析的边坡进行对比，从而得出 稳定性的分析和评价。
这种方法也常用在人工开挖边坡的设计中。进行类比时， 必须全面分析研究工程地质因素的相似性和差异性。同时要 分清主要因素和次要因素。
第六章 岩质边坡稳定性分析
1
作业题：
1.影响边坡岩体应力分布的主要因素有哪些？ 2.常见的边坡变形破坏主要类型有哪些？ 3.什么是崩塌？崩塌的形成机理包括哪几方面？ 4.什么是滑坡？滑坡常见的分类有哪些？ 5.影响边坡稳定性的因素有哪些？ 6.不稳定边坡的防治措施有哪些？
2
第六章 边坡稳定性的工程地质研究
云南省保山市隆阳区瓦马乡河东村滑坡
2010年9月1日22时20分，云南省保山市隆阳区瓦马乡河东村大石房小 组突发一起滑坡灾害，造成29人死亡、19人失踪、8人受伤。
28
512大地震，发生在人口相对密集、地质环境本身就比较脆
弱的四川西部的中、高山地区，其触发地质灾害数量之多,分布 之广是可以想象的，同时也是超出人们所预料的！
边坡变形破坏的防治措施
截、排水沟 浆砌片石铺砌 水平钻孔疏干 垂直孔排水 竖井抽水 巷道疏干 支撑盲沟 地表水
消除和减轻地表水和 地下水的危害
地下水
改善边坡岩土体 的力学强度
削坡减载 边坡人工加固
57
一、防渗与排水
58
挡土墙+排水孔
59
二、削坡、减重和反压
削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，一部分使边坡变 缓，同时也可使滑体重量减轻，以达到稳定的目的。削减下 来的土石，可填在坡脚，起反压作用，更有利于稳定。
(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。
40
41
某 居 住 区 后 的 山 体 滑 坡
42
43
(3)与主应力偏转相联系，最大剪应力迹线也发生偏转，呈凹 向临空面的弧线。在最大、最小主应力差值最大的部位(一般在 坡脚附近)，相应形成一个最大剪应力区，因而在这里容易发生 剪切变形破坏 。 (4)在坡顶和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平应 力显著减小，甚至可出现拉应力，因而可形成一个拉应力带。6 其范围随坡角和平行于河谷的水平应力的增加而增大。
60
三、修建支挡建筑
支挡建筑主要是在不稳定岩体的下部修建挡墙或支撑墙 (或墩)，也是一种应用广泛而有效的办法。用混凝土、钢筋 混凝土或砌石均可。支挡建筑物的基础要砌置在滑动面以下。 若在挡墙后增加排水措施，效果更好。
61
挡
墙
62
63
抗滑桩
10
一、卸荷变形
在边坡形成过程中，由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或 人工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸 坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张 裂隙，一般称作边坡卸荷裂隙。
11
松弛张裂
12
卸
荷
张
裂
13
二、蠕动变形 蠕动变形，是指边坡岩体主要在重力作用下向临 空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象。
地下水对边坡稳定的影响关系极大，绝大多数滑坡都与 地下水的活动有关。许多滑坡、崩塌均发生在降雨之后，就 是因降水渗入岩土体后，产生不良影响所致。地下水的作用 主要表现为： (1)使岩石软化或溶蚀。 (2)产生静水压力或动水压力。 (3)增加岩体重量。
(4)冻胀作用。
(5)浮托力。
47
五、其他因素的影响
19
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。
20
新北川中学岩崩
700人死亡！
21
1600人死亡！
老县城
22
崩塌的形成机理
①边坡被陡倾裂隙深切 ②软弱相间的岩层 ③下部有洞穴和采空现象
地震触发了大量的次生地质灾害！
29
满目疮痍！
30
5.12地震诱发灾难性滑坡、崩塌一览表 (死亡>30人，17个)
灾害点名称
王家岩滑坡 樱桃沟滑坡 景家山乱石窖滑塌 陈家坝场镇1号滑坡 东河口滑坡 陈家坝乡红岩村滑坡 黎明村滑坡 谢家店滑坡 小龙潭崩塌 大龙潭沟口崩塌 陈家坝太洪村 2号滑坡 泰安9组崩滑体群 郑家山滑坡群 韩家山滑坡群 大岩壳崩塌 马鞍石滑坡群 连盖坪滑坡
三、地质构造与岩体结构的影响
地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应 力等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素之一。褶皱、断 裂发育地区，常是岩层倾角大，甚至陡立，断层、节理纵横 切割，构成岩体中的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑 动的条件，并直接控制着边坡破坏的形成和规模。
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四、地下水的作用
碎石
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崩塌发生过程
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2010年3月10日凌晨1时30分，陕西省榆 林市子洲县双湖峪镇石沟村大理河桥东 侧发生黄土崩塌灾害。崩塌体长103米、 宽108米、厚8米，体积约8.9万方，整体 下座约10米，移动方向北偏东30°。崩 塌造成15户共44人被埋，砸毁窑洞及建 于其上的房屋29间（孔）。窑洞建于 1999年，房屋建于2002年。此次崩塌共 造成27人死亡、17人受伤。
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。
二、地层岩性的影响
地层和岩性对边坡稳定性的影响很大。软硬相间，并有 软化、泥化或易风化的夹层时，最易造成边坡失稳。地层岩 性的不同，所形成的边坡变形破坏类型及能保持稳定的坡度 45 也不同。
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6.5 不稳定边坡的防治措施
边坡变形破坏的防治原则：
以防为主、综合治理、及时处理 对大型复杂的、稳定性差、治理难度大的边坡，一般都 采取使工程绕避的原则。对于确实无法绕避的病害边坡， 经技术经济比较，应采取综合治理的措施。首先采取有效 措施消除或防止控制边坡变形破坏的主要因素，然后再针 对各种次要因素，修建各种治理工程和辅助措施。对于因 水库蓄水或其他工程因素 ( 如开挖坡脚、爆破、表层剥土 等 ) 的影响，有可能使边坡稳定性恶化的边坡，应预先采 56 取措施，及时治理，以防工程边坡的失稳。
6.3
影响边坡稳定性的因素
内在因素：岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应 力等。它们常常起着主要的控制作用。 外在因素：地表水和地下水的作用、地震、风化作用、 人工挖掘、爆破以及工程荷载等。其中地表 水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃 的外在因素，其他大多起着触发作用。
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一、地貌条件的影响
风化作用、暴雨、水流冲刷坡脚，人工挖掘采空、ห้องสมุดไป่ตู้振动等，都可能构成促使岩体失稳破坏的因素。
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河流掏蚀导致边坡失稳
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因公路开挖影响边坡稳定
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边坡变形、破坏诱发因素统计
51
6.4 岩质边坡稳定性的评价方法
一、极限平衡理论计算法
1.滑动面为一平面时的计算
52
2.滑动面为折线时的计算
53
二、赤平极射投影法
9
边坡岩体结构面上应力集中
6.2 边坡变形破坏的类型与特征
边坡变形：指坡体只产生局部的位移和微破裂，岩块只出现 微量的变化，没有显著的剪切位移或滚动，因而 边坡不至引起整体失稳。 边坡破坏：指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体 产生整体滑动、滚动或转动。 二者在边坡变化过程中是相互密切联系的。边坡破坏前， 边坡岩体总要经历一个从徐变到巨变的变形过程。 常见的边坡变形破坏主要类型有：卸荷变形、蠕动变形、 崩坍、滑坡等。
错落 崩塌
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崩落实例
24
盐池河崩塌山体示意图
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四、滑坡
边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破 坏面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。
圆弧状滑动面
平面状滑动面
阶梯状滑动面
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贵州省关岭县岗乌镇滑坡
27 2010年6月28日14时左右，受持续强降雨影响，贵州省关岭县岗乌镇大寨村 发生特大山体滑坡，导致大寨村遭受灭顶之灾，42人死亡、57人失踪。
自重作用下边坡主应力分布