边坡岩体稳定性分析ppt课件
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边坡岩体稳定性分析
分
析
第
九 二、受力条件分析
章
在工程使用期间，可能滑动岩体或其边界面上承
边
受的力的类型及大小、方向和合力的作用点统称
坡
为受力条件。
岩
边坡岩体上承受的力常见有：岩体重力、静水压
体
力、动水压力、建筑物作用力及震动力等等。
稳 1.地震作用
定 水平地震作用：FEK=1G
性
分
析
第 九 章
边
坡
岩
体 2.水压力：包括渗透静水压力和渗透动水压力。
析
Fr
G sin
第 九
tg j
2C j sin
章
tg gH sin sin( )
边 坡 岩
滑动体极限高度Hcr为
Hcr
2C j
g[sin(
sin cos j )sin( j )]
体 忽略滑动面上内聚力(Cj=0)时
稳 定
tg j tg
第
九 章
一、几何边界条件分析
边 几何边界条件分析的内容是查清岩体中的各类结
坡
构面及其组合关系，确定出可能的滑移面、切割 面。
岩 几何边界条件分析的目的是确定边坡中可能滑动
体 岩体的位置、规模及形态，定性地判断边坡岩体
稳 的破坏类型及主滑方向。
定 几何边界条件的分析可通过赤平投影、实体比例 性 投影等图解法或三角几何分析法进行。
章
边 坡
1、卸荷回弹 •在成坡过程中，由于 荷重不断减少，边坡岩
岩 体在减荷方向(临空面)
体 产生伸长变形，即卸荷
稳 回弹。
定 •天然应力越大，向临
性 空方向的回弹变形量也
教学-边坡工程(边坡稳定性评价分析概述)PPT课件
❖ 20世纪30～40年代经过费伦纽斯(W.Fellenius)和泰勒 (D.W.Taylor)等人的不断改进;
❖ 直至l954年简布(N.Janbu)提出了普遍条分法的基本原理; ❖ 1955年毕肖普(Bishop)明确了土坡稳定安全系数，使该方法
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(10/19)
❖ 各种方法的原理不同，作出的分析结果表示方式不一，各 有其优缺点；
❖ 不同的边坡稳定性分析方法又各具特点，有一定的适用条 件；
❖ 不同的边坡工程常常赋存于不同的工程地质环境中，有极 其复杂多变的特性，同时又有较强的隐蔽性。因而，在实 际工程中，应根据边坡工程的具体特点及使用目的，最好 能同时利用多种分析方法进行综合分析验证，力求得出一 个更加客观、可靠、合理的评价结果。
(2)数值分析方法
❖ 数值分析方法是目前岩土力学计算中使用最普遍的分析方法。 ❖ 3.2.1有限元(FEM)法 ❖ 3.2.2边界元(BEM)法 ❖ 3.2.3快速Lagrangian分析(FLAC)法 ❖ 3.2.4离散元(DEM)法 ❖ 3.2.5块体理论(BI）与不连续变形分析(DDA) ❖ 3.2.6无界元(TDEM）法
目前工程中常用的条分法有：Fellenius法（Ｗ.Fellenius， 1963）、Bishop法（Ａ.Ｗ.Bishop，1955）、Janbu法 （N.Janbu，1954，1973）。Morgestern-Price法、 （Morgestern-Price，1965）、Spencer法（Spencer，1973）、 Sarma法（Sarma，1979）、传递系数法等
❖ 块体极限平衡法是当前国内外应用最广的边坡稳定分析方法。 它是传统边坡稳定分析方法的代表。
❖ 块体极限平衡法首先假定滑移面已知、同时假定滑动体为刚 体，即忽略滑动体的变形对稳定性的影响，在以上假定条件 下对边坡进行静力平衡计算，从而求出边坡稳定系数.
❖ 直至l954年简布(N.Janbu)提出了普遍条分法的基本原理; ❖ 1955年毕肖普(Bishop)明确了土坡稳定安全系数，使该方法
2.1 边坡稳定性分析评价方法概述(10/19)
❖ 各种方法的原理不同，作出的分析结果表示方式不一，各 有其优缺点；
❖ 不同的边坡稳定性分析方法又各具特点，有一定的适用条 件；
❖ 不同的边坡工程常常赋存于不同的工程地质环境中，有极 其复杂多变的特性，同时又有较强的隐蔽性。因而，在实 际工程中，应根据边坡工程的具体特点及使用目的，最好 能同时利用多种分析方法进行综合分析验证，力求得出一 个更加客观、可靠、合理的评价结果。
(2)数值分析方法
❖ 数值分析方法是目前岩土力学计算中使用最普遍的分析方法。 ❖ 3.2.1有限元(FEM)法 ❖ 3.2.2边界元(BEM)法 ❖ 3.2.3快速Lagrangian分析(FLAC)法 ❖ 3.2.4离散元(DEM)法 ❖ 3.2.5块体理论(BI）与不连续变形分析(DDA) ❖ 3.2.6无界元(TDEM）法
目前工程中常用的条分法有：Fellenius法（Ｗ.Fellenius， 1963）、Bishop法（Ａ.Ｗ.Bishop，1955）、Janbu法 （N.Janbu，1954，1973）。Morgestern-Price法、 （Morgestern-Price，1965）、Spencer法（Spencer，1973）、 Sarma法（Sarma，1979）、传递系数法等
❖ 块体极限平衡法是当前国内外应用最广的边坡稳定分析方法。 它是传统边坡稳定分析方法的代表。
❖ 块体极限平衡法首先假定滑移面已知、同时假定滑动体为刚 体，即忽略滑动体的变形对稳定性的影响，在以上假定条件 下对边坡进行静力平衡计算，从而求出边坡稳定系数.
岩石边坡工程之二-边坡稳定分析与评价
ci li N i tg i
Fs
条件有 (1)
Pi hi hi Hi
i
Hi+1
Pi+1
hi+1
Oi
Ti
i Wi
Ni
i Wi
Nii
Hi=Hi+1-Hi
Pi=Pi+1-Pi
将(2代 ) 入(1并 ) 整理得
根据静力平衡条件
Fzi 0，则 N i cos i Wi H i Ti sin i
2.求解方法：
由于不考虑条块间的用作力，条
块i仅受Wi、Ti、Ni的作用。
根据径向力的平衡条件Fxi 0
有 Ni Wi cosi
(1)
根据径向力的平F衡 xi 条 0,有 件
Ni Wi cosi
(1)
根据滑弧面上极限平衡 条件有
抗剪强度 Ti 安全系数
T fi ci li N i tg i
A
3)条块-2侧面切向力Hi、Hi+1
b
a
Hi+1
Wi
Pi+1
Pi
hi Hi c Ti
hi+1 d
Ni
4)土条底部的法向力Nｉ、切向力Tｉ， 条块弧 段长为li
O
R
4. 土条i平衡方程：
bB
C 7
6
5
4
3
力的平A 衡方-1程O： 1 2
Fxi Fzi
0 0
-2
Mi 0
b
a
Hi+1
Wi
Pi+1
Pi
Fs
Fs
ci li Wi cos i tg i
(2)
Fs
根据整体力矩平衡条件 ，外力对圆心的力矩 M i 0，法向
《边坡稳定性分析》PPT课件
§2.1概述
2.1.6条分法的应用
条分法种类较多，工程中用极限平衡理论进行 边坡稳定性分析时，常用“瑞典圆弧法、毕肖普 (Bishop)法、简布(Janbu)法和不平衡推力传递系数法” 等方法计算。主要是由于不同的滑动面形式，需要进 行不同的计算简化，也就对应着不同的计算方法。
1.滑面为单一平面。这种滑动形式的稳定性计 算分析方法较为简单，主要应用于砂土类非粘性土质 边坡以及有软弱夹层的岩石类边坡稳定性分析。
边坡防护技术
讲义
第二讲
边坡稳定性分析
§2.1概述
2.1.1边坡稳定判断
要进行边坡防护，首先要进行稳定性分析， 以判断边坡是否稳定以及边坡下滑体的下滑推力。
工程中采用边坡稳定安全系数K来判断其稳定 性。K由公式 K R 计算。
S
§2.1概述
2.1.1边坡稳定判断
《 建 筑 边 坡 工 程 技 术 规 范 》(GB50330-2002) 对边坡安全系数有如下规定：
常用的条分法包括瑞典圆弧法、毕肖普法、不 平衡推力传递系数法等。
§2.1概述
2.1.4刚体极限平衡法
条分法的基本假定为：
把滑动土体竖向分为若干土条，找出土条上 的作用力：土条本身重力，水平作用力，孔隙水压 力，两相邻土条传来的法向条间力和切向条间力。 考虑各个土条或整个滑动体的静力(水平力、竖向力、 力矩)平衡，得到相应的平衡方程。对方程求解，可 对边坡的稳定性和下滑推力进行判断。
表2.1建筑波安全系数规定值
安全系
边坡
数K
安全
等级 一级边坡
二级边坡
三级边坡
计算方法
平面滑动法பைடு நூலகம்折线滑动法
1.35
1.30
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。
边坡研究意义及稳定性分析PPT课件
15
1 基本概念及研究意义
16
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
当斜坡形成时， 在斜坡表面产生卸荷 回弹变形（上），（a） 重力场型（b）水平应 力场型。
进一步的引起应 力的重分布（下） 。
17
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
2.1 斜坡应力场的基本特征
25
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
（2）坡形的影响
中国矿业大学资源与地球科学学院
坡脚最大剪应力和坡形之间关系图解 Stacey，1970
26
2 斜坡岩土应力分布特征
（2）坡形的影响
坡角明显改变应力状况。随坡角变陡，坡面复检张力带范围也随 之扩大和增强。坡脚应力集中带最大剪应力值随之增高。
2 斜坡岩土应力分布特征
2.2 斜坡应力场的影响因素
坡形 岩土体性质 原始应力状态
23
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
（1）原始应力状态
中国矿业大学资源与地球科学学院
斜坡张力集中位置与原始应力状态、 坡角关系
24
2 斜坡岩土应力分布特征
当斜坡中存在较高原始应力时，斜坡更容易出现变形破坏。
21
中国矿业大学资源与地球科学学院
2 斜坡岩土应力分布特征
总结： （1）最大重应力近于平行临空面，最小重应力近于与
坡面正交。 （2）坡脚剪应力集中形成剪应力增高带，坡顶附近出
现拉应力。 （3）最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，
并凹向临空面。 （4）坡面的实际径向压力为零。
22
中国矿业大学资源与地球科学学院
边坡滑坡稳定性分析及治理,图文并茂,90页PPT
2）减震爆破 减震爆破是维护露天矿边坡稳定比较有效的方法，包括： 1）减少每段延发爆破的炸药量，使冲击波的振幅保持在最小范围内；每段延发爆破的最优炸药量应根据具体矿山条件试验确定。 2）预裂爆破，是当前国内外广泛采用的用以改善矿山最终边坡状况的最好办法。该法是在最终边坡面钻一排倾斜小直径炮孔，在生产炮孔爆破之前起爆这些孔，使之形成一条裂隙，将生产爆破引起的地震波反射回去，保护最终边坡免遭破坏。 3）缓冲爆破，是在预裂爆破带和生产爆破带之间钻一排孔距大于预裂孔而小于生产孔的炮孔。其起爆顺序是在预裂爆破和生产爆破之问，形成一个爆破地震波的吸收区，进一步减弱通过预裂带传至边坡面的地震波，使边坡岩体保持完好状态。
露天矿边坡特点
4）露天矿的最终边坡由上至下逐渐形成，上部边坡服务期长，下部边坡服务期则相对较短。 5）露天矿边坡的不同地段要求有不同的稳定程度。边坡上部地表有重要建筑物不允许变形时，要求的稳定程度高。边坡上有站场、运输线路，下部有采矿作业时，要求的稳定程度较高。对生产影响不大的地段，稳定程度可要求低一些。 露天矿边坡稳定性分析与维护涉及岩体工程地质、岩体力学性质试验、边坡稳定性分析与计算、边坡治理和监测、维护等工作。
动水压力（或渗透力） 当地下水在土体或碎裂岩体中流动时，受到土颗粒或岩石碎块的阻力，水要流动就得对它们施加作用力以克服它们对水的阻力，这种作用力称为动水压力或渗透力。动水压力作用方向与渗透方向一致。动水压力用D表示： 动水压力是一种体积力，其方向与水流方向一致。在计算土边坡和散体结构的岩石边坡时，要考虑动水压力的作用。
3 边坡治理
不稳定边坡给生产带来的危害与影响是巨大的。因此，矿山应十分重视不稳定边坡的监控，并及时研究采取合适的工程技木治理措施，从而确保生产人员和设备的安全。
第三章边坡稳定性分析ppt课件
※1、圆弧法基本步骤：
①通过坡脚任意选定可能滑动面AB，半径 为R，纵向单位长度，滑动土体分条（5~8） ②计算每个土条重Gi（土重、荷载重）垂 直滑动面法向分力 ③计算每一段滑动面抵抗力NitgΦ（内摩擦 力）和粘聚力cLi（Li为I小段弧长）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（二）边坡稳定分析的边坡取值
边坡稳定分析时，对于折线形边坡或阶梯 形边坡，在验算通过坡脚破裂面的稳定性 时，一般可取坡度平均值或坡脚点与坡顶 点的连线坡度。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（三）汽车荷载当量换算
⑥再假定几个可能的滑动面，计算相应k值 在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数k1， k2……kn对应于O1,O2……On的关系曲线K=f （O）与曲线f（O）相切即为极限滑动面kmin 在1.25～1. 5之间 ⑦稳定系数k取值 [k]=1.25～1.50
当计算k小于容许值[k]应放缓边坡，重新拟 订横断面，再按上述方法进行边坡稳定性分析
c5~20KPa
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节 概述
路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚 力和内摩擦角减小，边坡可能出现滑坍失 稳。因此，高填深挖路基、桥头引道和沿 河路堤等都要作稳定性验算。
二、
浸水路堤稳定性分析
1、河滩路堤受力：
普通路堤外力、自重、浮力（受水浸 泡产生浮力）、渗透动水压力（路堤两侧 水位高低不同时，水从高的一侧渗透到低 的一侧产生动水压力）
①通过坡脚任意选定可能滑动面AB，半径 为R，纵向单位长度，滑动土体分条（5~8） ②计算每个土条重Gi（土重、荷载重）垂 直滑动面法向分力 ③计算每一段滑动面抵抗力NitgΦ（内摩擦 力）和粘聚力cLi（Li为I小段弧长）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（二）边坡稳定分析的边坡取值
边坡稳定分析时，对于折线形边坡或阶梯 形边坡，在验算通过坡脚破裂面的稳定性 时，一般可取坡度平均值或坡脚点与坡顶 点的连线坡度。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（三）汽车荷载当量换算
⑥再假定几个可能的滑动面，计算相应k值 在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数k1， k2……kn对应于O1,O2……On的关系曲线K=f （O）与曲线f（O）相切即为极限滑动面kmin 在1.25～1. 5之间 ⑦稳定系数k取值 [k]=1.25～1.50
当计算k小于容许值[k]应放缓边坡，重新拟 订横断面，再按上述方法进行边坡稳定性分析
c5~20KPa
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节 概述
路基在常年大气雨雪的作用下，土的粘聚 力和内摩擦角减小，边坡可能出现滑坍失 稳。因此，高填深挖路基、桥头引道和沿 河路堤等都要作稳定性验算。
二、
浸水路堤稳定性分析
1、河滩路堤受力：
普通路堤外力、自重、浮力（受水浸 泡产生浮力）、渗透动水压力（路堤两侧 水位高低不同时，水从高的一侧渗透到低 的一侧产生动水压力）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V
h
边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与 坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，向坡 体内逐渐恢复初始应力状态。 坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐 渐转为三向应力状态。
坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大 剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近， 常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大， 因此，坡肩附近最易拉裂破坏。 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。
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。 坡底宽度对坡脚岩体应力有较大 的影响。 坡面形状对重分布应力也有明显 的影响。
一、边坡岩体变形的基本类型
1、卸荷回弹 •在成坡过程中，由于荷重 不断减少，边坡岩体在减 荷方向(临空面) 产生伸长 变形，即卸荷回弹。
2、蠕变变形
边坡岩体自重应力作用 下，边坡岩体的变形将 会随时间不断增加，蠕 变变形。
当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变 形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边 坡岩体的整体失稳。 几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏 过程。
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
5、地形地貌
直接影响边坡内的应 力分布特征，进而影响边坡的变形 破坏形式及边坡的稳定性。
6、地震
产生地震惯性力 7、天然应力 8、人为因素
§8.4 边坡岩体稳定性分析的步骤
定性分析是在工程地质勘察基础上，对边坡岩 体破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。 定量分析是在定性分析的基础上，用一定的计 算方法对边坡岩体进行稳定性计算分析。
边坡岩体稳定性 分析
§8.1
概
述
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。
(3)岩体性质 岩体的变形模量对边坡应力的影响。 泊松比对边坡应力有明显影响。这是由于泊松 比的变化，可以使水平自重应力发生改变。 (4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续，并在 结构面周边或端点形成应力集中带。
§8.3 边坡岩体的变形与破坏
岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程 中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破 坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形 破坏过程。 一、边坡岩体变形的基本类型 二、边坡破坏的基本类型 三、影响岩体边坡变形破坏的因素
一、几何边界条件分析
几何边界条件分析的内容是查清岩体中的各 类结构面及其组合关系，确定出可能的滑移 面、切割面。 几何边界条件分析的目的是确定边坡中可能 滑动岩体的位置、规模及形态，定性地判断 边坡岩体的破坏类型及主滑方向。 几何边界条件的分析可通过赤平投影、实体 比例投影等图解法或三角几何分析法进行。
分 析 方 法
模型模拟试验法
块体极限平衡法 弹性力学、弹塑性力学法 有限元法等数值方法
数学力学分析法
工程类比法 图解法
其它方法（非线性、可靠度、模糊）
块体极限平衡法基本原理
假设条件 (1)边坡岩体将沿某一结构面（或组合面）产生滑 移破坏； (2)滑体为刚体，即滑动过程中相对位置不变化； (3)滑动面上的应力分布均匀； (4)不考虑滑体两侧的抗滑力。
二、边坡破坏的基本类型
划分依据：滑面形态、数目、组合特征和力学机理。
单平面滑动
边 坡 破 坏 的 基 本 类 型
平面滑动 楔形体滑动
双平面滑动 多平面滑动 滑坡(剪破坏)
圆弧形滑动
倾倒破坏 崩塌(拉破坏)
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
1、岩性 决定岩体边坡稳定性的物质基础。 2、岩体结构 岩体结构及结构面的发育特征 是岩体边坡破坏的控制因素。 3 、水的作用 使岩土的质量增大、滑动面 的滑动力增大；岩土软化、抗剪强度降低； 对岩体产生动水压力和静水压力。 4 、风化作用 使岩体内裂隙增多、扩大， 透水性增强，抗剪强度降低。
对人工开挖边坡，如何确定合理的边坡角α
矿体
安全、稳定 经济合理
§8.2 边坡岩体中的应力分布特征
一、应力分布特征
在岩体中进行开挖，形成人工边坡后，由于 开挖卸荷，在近边坡面一定范围内的岩体中， 发生应力重分布作用，使边坡岩体处于重分 布应力状态。
边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变 形和破坏。因此，研究边坡岩体重分布应力 特征是进行稳定性分析的基础。
在以上假定条件下，分析滑动面上抗滑力与滑动力关系
抗滑力>滑动力，稳定；抗滑力≦滑动力，不稳定
稳定评价时，引入安全系数（KS）的概念。
块体极限平衡法步骤
可能滑动体，几何边界条件分析 受力条件分析 确定计算参数 计算稳定性系数 确定安全系数，进行稳定性评价
一、几何边界条件分析
几何边界条件是指构成可能滑动岩体的各种边界 面及其组合关系，包括滑动面、切割面和临空面 三种。 滑动面是指起滑动(即失稳岩体沿其滑动)作用的 面，包括潜在破坏面。 切割面是指起切割岩体作用的面，由于失稳岩体 不沿该面滑动，因而不起抗滑作用，如平面滑动 的侧向切割面。 临空面指临空的自由面，它的存在为滑动岩体提 供活动空间，临空面常由地面或开挖面组成。
J41，135°∠78°；J42，320°∠49°；J43，263°∠63° 坡面Pm，275°∠85°。J42与J43交线产状为285°∠45°
J4点 赤 平 投 影 图
J42、 J43和 PM组 成 的 四 面 体 实 体 投 影
某基坑岩壁赤平投影与实体投影图
二、受力条件分析
在工程使用期间，可能滑动岩体或其边界面上承 受的力的类型及大小、方向和合力的作用点统称 为受力条件。 边坡岩体上承受的力常见有：岩体重力、建筑物 作用力及震动力、静水压力、动水压力等等。 1.地震作用 水平地震作用：FEK=1G
V
h
边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与 坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，向坡 体内逐渐恢复初始应力状态。 坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐 渐转为三向应力状态。
坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大 剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近， 常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大， 因此，坡肩附近最易拉裂破坏。 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。
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。 坡底宽度对坡脚岩体应力有较大 的影响。 坡面形状对重分布应力也有明显 的影响。
一、边坡岩体变形的基本类型
1、卸荷回弹 •在成坡过程中，由于荷重 不断减少，边坡岩体在减 荷方向(临空面) 产生伸长 变形，即卸荷回弹。
2、蠕变变形
边坡岩体自重应力作用 下，边坡岩体的变形将 会随时间不断增加，蠕 变变形。
当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变 形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边 坡岩体的整体失稳。 几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏 过程。
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
5、地形地貌
直接影响边坡内的应 力分布特征，进而影响边坡的变形 破坏形式及边坡的稳定性。
6、地震
产生地震惯性力 7、天然应力 8、人为因素
§8.4 边坡岩体稳定性分析的步骤
定性分析是在工程地质勘察基础上，对边坡岩 体破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。 定量分析是在定性分析的基础上，用一定的计 算方法对边坡岩体进行稳定性计算分析。
边坡岩体稳定性 分析
§8.1
概
述
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。
(3)岩体性质 岩体的变形模量对边坡应力的影响。 泊松比对边坡应力有明显影响。这是由于泊松 比的变化，可以使水平自重应力发生改变。 (4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续，并在 结构面周边或端点形成应力集中带。
§8.3 边坡岩体的变形与破坏
岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程 中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破 坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形 破坏过程。 一、边坡岩体变形的基本类型 二、边坡破坏的基本类型 三、影响岩体边坡变形破坏的因素
一、几何边界条件分析
几何边界条件分析的内容是查清岩体中的各 类结构面及其组合关系，确定出可能的滑移 面、切割面。 几何边界条件分析的目的是确定边坡中可能 滑动岩体的位置、规模及形态，定性地判断 边坡岩体的破坏类型及主滑方向。 几何边界条件的分析可通过赤平投影、实体 比例投影等图解法或三角几何分析法进行。
分 析 方 法
模型模拟试验法
块体极限平衡法 弹性力学、弹塑性力学法 有限元法等数值方法
数学力学分析法
工程类比法 图解法
其它方法（非线性、可靠度、模糊）
块体极限平衡法基本原理
假设条件 (1)边坡岩体将沿某一结构面（或组合面）产生滑 移破坏； (2)滑体为刚体，即滑动过程中相对位置不变化； (3)滑动面上的应力分布均匀； (4)不考虑滑体两侧的抗滑力。
二、边坡破坏的基本类型
划分依据：滑面形态、数目、组合特征和力学机理。
单平面滑动
边 坡 破 坏 的 基 本 类 型
平面滑动 楔形体滑动
双平面滑动 多平面滑动 滑坡(剪破坏)
圆弧形滑动
倾倒破坏 崩塌(拉破坏)
三、影响岩体边坡变形破坏的因素
1、岩性 决定岩体边坡稳定性的物质基础。 2、岩体结构 岩体结构及结构面的发育特征 是岩体边坡破坏的控制因素。 3 、水的作用 使岩土的质量增大、滑动面 的滑动力增大；岩土软化、抗剪强度降低； 对岩体产生动水压力和静水压力。 4 、风化作用 使岩体内裂隙增多、扩大， 透水性增强，抗剪强度降低。
对人工开挖边坡，如何确定合理的边坡角α
矿体
安全、稳定 经济合理
§8.2 边坡岩体中的应力分布特征
一、应力分布特征
在岩体中进行开挖，形成人工边坡后，由于 开挖卸荷，在近边坡面一定范围内的岩体中， 发生应力重分布作用，使边坡岩体处于重分 布应力状态。
边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变 形和破坏。因此，研究边坡岩体重分布应力 特征是进行稳定性分析的基础。
在以上假定条件下，分析滑动面上抗滑力与滑动力关系
抗滑力>滑动力，稳定；抗滑力≦滑动力，不稳定
稳定评价时，引入安全系数（KS）的概念。
块体极限平衡法步骤
可能滑动体，几何边界条件分析 受力条件分析 确定计算参数 计算稳定性系数 确定安全系数，进行稳定性评价
一、几何边界条件分析
几何边界条件是指构成可能滑动岩体的各种边界 面及其组合关系，包括滑动面、切割面和临空面 三种。 滑动面是指起滑动(即失稳岩体沿其滑动)作用的 面，包括潜在破坏面。 切割面是指起切割岩体作用的面，由于失稳岩体 不沿该面滑动，因而不起抗滑作用，如平面滑动 的侧向切割面。 临空面指临空的自由面，它的存在为滑动岩体提 供活动空间，临空面常由地面或开挖面组成。
J41，135°∠78°；J42，320°∠49°；J43，263°∠63° 坡面Pm，275°∠85°。J42与J43交线产状为285°∠45°
J4点 赤 平 投 影 图
J42、 J43和 PM组 成 的 四 面 体 实 体 投 影
某基坑岩壁赤平投影与实体投影图
二、受力条件分析
在工程使用期间，可能滑动岩体或其边界面上承 受的力的类型及大小、方向和合力的作用点统称 为受力条件。 边坡岩体上承受的力常见有：岩体重力、建筑物 作用力及震动力、静水压力、动水压力等等。 1.地震作用 水平地震作用：FEK=1G