边坡工程第3章-边坡工程设计与分析方法(冶金出版社)PPT课件

(1) 安全系数F——对边坡进行极限平衡分析，将边坡稳定性量化， 若F＞1，则边坡稳定
边坡稳定性的设计 计算方法或指标
(2) 应变——不稳定边坡定义为边坡发生足够大的应变且影响生产安 全，或滑体位移速度大于规定值。
(3) 失稳概率——通过抗滑力与下滑力概率分布的差异，将边坡稳定 性量化。
(4) 荷载抗力系数设计法——稳定边坡定义为抵抗力与其对应的分项 系数的乘积大于或等于荷载与其对应的分项系数的乘积之和。
特别感谢本教材及PPT中引用文献及图片的作者！
边坡工程
Slope Engineering
第三章 边坡工程设计与分析方法
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本章主要内容
本章简要介绍边坡工程设计及其稳定性分析方法，主 要内容包括边坡设计的基本流程与原则、安全系数的基本 概念与选用以及各类边坡稳定性分析方法。
学习要点
理解并掌握边坡设计的基本流程与原则，熟 练掌握安全系数的选用，了解各类边坡稳定性分 析方法的基本原理。
概率设计方法
荷载抗力系数设计法
边坡稳定性分析方法选用原则
-Leabharlann 3边坡工程设计与计算方法综述
3.1
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3.1边坡工程设计与计算方法综述
边坡失稳的基本特征为岩土体沿某一滑动面或滑动区域发生剪切破坏，即若滑动面上的剪 切力(下滑力)大于岩土体的抗剪能力(抗滑力)，则该边坡将失稳。失稳形式可能表现为滑动体 产生位移，也可能表现为边坡逐渐或突然崩塌。
(4) 水文地质模型
水文地质模型包括地下水压力和地面水流动力等因素，其对边坡稳定性影响显著。
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3.2.1 边坡设计的基本流程
(1) 在工程设计阶段，结合勘察获得的地质模型、结 构模型、岩体模型、水文地质模型等资料，以定性分 析为基础，以定量计算为重要辅助手段，开展边坡稳 定性及设计方案研究。
(2) 在工程施工阶段，按照边坡设计参数控制边坡空 间形态，随边坡开挖高度的增加，继续收集相关地质 资料，修正或补充原有边坡设计基础资料，为未来可 能的改造、设计提供新的依据。
(2) 工程设计时应依山就势，防止大挖大填；
(3) 边坡设计时应保护和整治边坡环境；
(4) 边坡的支挡结构应进行排水设计；
(5) 支挡结构后部的填土，应选择透水性强的填料；
(6) 边坡工程的平面布置和立面设计应考虑对周边环境的影响，满足美化环境、体现生态保护 的要求。
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3.3
设计安全系数及其取用
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边坡工程设计的基本流程与原则
3.2.1边坡设计的基本流程 3.2.2边坡设计的基本原则
3.2
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3.2.1 边坡设计的基本流程
边坡设计大体都应遵循三个基本工作阶段，即工程勘察、工程设计和工程施工，边坡工程 设计贯穿于这三个阶段中，也就是说边坡设计的基本流程可概括为：
(1) 在充分掌握工程水文地质条件、岩土体特征及工程环境的基础上，进行边坡设计或单体 工程设计；
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3.3.2 设计安全系数的取用
边坡稳定性计算含有若干不确定性因素，为了保证设计的边坡处于稳定状态，应使计算得 到的安全系数大于1，即规定一个设计限值，一般称之为设计安全系数或稳定安全系数。
下文结合国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086)、《非煤露天矿 边坡工程技术规范》(GB 51016)、《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330)，分别简要介绍常规 边坡锚固设计、非煤露天矿边坡及建筑边坡工程中如何选取合理的设计安全系数。
获得准确安全系数的前提，是获取有关地质构造、岩土体力学性质、地下水条件及其 随时间变化等方面的可靠资料。但是，在处理工程问题时，常遇到边坡的实际状况与安 全系数计算值不协调的情形。例如，有时按试验指标计算的安全系数小于1，而边坡处于 稳定状态；有时安全系数计算值大于1，随后边坡却发生了破坏。
因此，对边坡稳定性的计算决不能脱离对上述各个因素的周密研究与合理确定。为了 使安全系数能真实地反映实际情况，应正确评估其合理性并加以有效使用。
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目录
CONTENTS
3.1 边坡工程设计与计算方法综
述
3.2 边坡工程设计的基本流程与原则
边坡设计的基本流程 边坡设计的基本原则
3.3 设计安全系数及其取用
安全系数的概念 设计安全系数的取用
3.4 边坡稳定性分析方法
工程地质类比法 坡率法
图解法
极限平衡法
数值模拟法
敏感性分析法
及类型的影响，这种变化有积极作用(如硅化作用)也有消极作用(如黏土化作用)。
(2) 岩体结构模型
岩体结构模型通常包括两个层次，即主要结构(如边坡尺度的褶皱、断层等)与次要结构(如 台阶尺度的节理等)。
(3) 岩体强度模型
岩体强度性质决定了边坡开挖方式及设计方法。在岩体强度相对较大的高边坡中，结构可
能是边坡稳定性的主要控制因素.
(2) 在边坡开挖及相关工程运营过程中，连续监测边坡工作状态； (3) 收集有关资料，验证边坡工程设计，并将有关信息反馈到设计中，从而控制边坡的性 态，实现边坡工程设计的不断优化。
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3.2.1 边坡设计的基本流程
下文以露天矿山边坡为例，概述各类模型的基本特点
(1) 地质模型
地质模型可表征边坡岩层的空间状况，其分布不仅与岩性相关，还受地质作用的变化程度
根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》，确定边坡设计安全系数前应首先确定 边坡变形破坏类型、岩质边坡结构分类和边坡安全等级。边坡设计安全系数依据边坡安全等级 和边坡工作状况，按表3-1确定；其中滑动破坏型岩质边坡结构分类、边坡安全等级可分别按 表3-2及第一章中表1-5确定。
综合起来，各阶段工作应按照相关规范或规定有序 进行，完整的边坡工程设计基本流程如右图。
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3.2.2 边坡设计的基本原则
进行边坡工程设计时，一般应按照下列原则进行：
(1) 边坡工程设计前，应进行详细的工程地质勘察，对周围环境的危害性作出预测，获得设计 所需的各项参数；指出主要结构面的所在位置；提供边坡设计所需要的各项参数；并对边坡稳 定性作出准确的评价。
3.3.1 安全系数的概念 3.3.2 设计安全系数的取用
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3.3.1 安全系数的概念
在边坡稳定性分析中，安全系数是最常用的评价指标，指某一滑面所能提供的抗滑力 (抗滑力矩)与沿该面实际下滑力(下滑力矩)的比值。边坡最危险滑面安全系数大于1，表明 边坡稳定；小于1，表明边坡不稳定；等于1则表明边坡处于临界稳定状态。