岩体边坡稳定性分析
边坡岩体稳定性分析的计算方法
边坡岩体稳定性分析的计算方法随着世界经济的发展和科技进步，边坡岩体稳定性分析也变得越来越重要。
稳定性分析可以帮助工程师和地质学家了解边坡岩体构造特征，判断边坡是否稳定，如果发现不稳定，可以采取措施进行稳定性锚固，改善边坡安全性。
因此，边坡岩体稳定性分析的计算方法受到广泛的关注。
二、边坡岩体稳定性分析的基本概念边坡岩体稳定性分析是指，通过对边坡岩体构造状况的详细研究和计算，判断边坡是否稳定。
边坡岩体稳定性分析的基本概念包括三大部分：滑移平面、滑力及抗滑力。
首先，滑移平面是指在滑力下，边坡岩体可能发生滑移的晶体层平面。
其次，滑力指的是边坡岩体在滑移平面上受到的拉力，是影响边坡稳定性的最主要因素。
最后，抗滑力是指边坡岩体内部结构强度对滑力的抵抗力，一般情况下，抗滑力要大于滑力，才能保证边坡的稳定性。
三、边坡岩体稳定性分析的计算方法边坡岩体稳定性分析的计算方法可以分为四大类：地质位置、滑力场理论、Dawson缓倾斜理论和多学科联合分析。
（1）地质位置法地质位置法是根据边坡岩体构造、岩性和地质条件来判断边坡的稳定性的方法。
通过有限的基础地质调查，可以掌握边坡的构造特征，从而预测边坡的稳定性。
（2）滑力场理论滑力场理论是根据边坡岩体的重力力和普朗特力及其他力学参数，绘制地质滑力场理论模型，分析滑力场分布，从而预测边坡的稳定性。
（3）Dawson缓倾斜理论Dawson缓倾斜理论和滑力场理论有许多共同点，都是根据重力力和普朗特力来分析边坡的稳定性的方法。
但与滑力场理论不同的是，Dawson缓倾斜理论更多的考虑边坡地表和深层岩体以及地基土体的影响，这为判断边坡的稳定性提供了较全面的信息。
（4）多学科联合分析多学科联合分析是指识别边坡岩体构造特征、岩性和地质条件，综合地质滑力场理论、Dawson缓倾斜理论以及实测地质资料、地震动力学、力学地质学等多学科的知识，分析并综合评估边坡的稳定性的方法。
四、总结边坡岩体稳定性分析的计算方法可以分为地质位置法、滑力场理论、Dawson缓倾斜理论和多学科联合分析四大类。
(精品)图解赤平投影法分析岩质边坡稳定性
岩质边坡的稳定问题历来是边坡工程稳定性分析和研究的重要课题。
岩质边坡的变形和破坏主要受岩体中发育的各类结构面所控制。
利用极射赤平投影(以下简称赤平投影)方法进行岩质边坡稳定性的分析，可直观地表明各组结构面的组合关系、组合切割体与边坡的相对关系、不稳结构体可能变形失稳的方向等，由此得到边坡变形的边界条件，对边坡的稳定性作出定性分析和评价。
从20世纪80年代，赤平投影方法开始引进到工程地质学中，用于分析工程岩质边坡的整体稳定性，现已得到了广泛应用，是目前分析岩质边坡稳定问题的主要方法之一。
笔者综合已有理论分析方法与工程实践，从简洁、实用的角度出发，结合工程实例，总结提出赤平投影法分析岩质边坡稳定性的图解模板，谨供同行研究参考。
1 赤平投影法分析岩质边坡稳定性的基本方法赤平投影法在进行工程岩质边坡的稳定性分析赤平投影法分析岩质边坡稳定性图解模板时，具有一定的假设前提，即边坡岩体是刚性的，不考虑内部块体之间的应变，同时忽略条件力的作用，只考虑块体滑动力与抗滑力的作用。
1． 1 岩体中发育 1 组结构面的情况边坡岩体中仅发育 1 组结构面时，可能的失稳岩体滑动方向即为结构面的倾向，边坡稳定性分析比较简单，可以概括为 3 种工况:( 1)当结构面倾向与边坡倾向相反，则不考虑结构面倾角大小，边坡是稳定的;( 2)当结构面倾向与边坡倾向相对一致，倾角大于边坡倾角，边坡是较稳定的;(3)当结构面倾向与边坡倾向相对一致，倾角小于边坡倾角，边坡是不稳定的。
这是一种最基本、理想的状况，实际工程边坡岩体中分布的结构面远较之复杂。
1． 2 岩体中发育 2 组结构面的情况边坡岩体中发育 2 组结构面时，边坡的稳定则主要受控于结构面的组合情况。
用赤平投影方法，根据结构面和边坡的产状作赤平投影图，分析结构面组合交线与边坡投影弧的相对关系，判断边坡的稳定状态，通常有以下 5 种情况( 如图 1)。
图 1 两组结构面和边坡的赤平投影关系图(1)图1中，2组结构面(J1，J2)的交点(M)位于人工边坡(cS)及天然边坡(nS)投影弧的对侧(图1－a)。
边坡稳定性分析—
第一章绪论1．1引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。
滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
边坡岩体稳定性分析的计算方法
边坡岩体稳定性分析的计算方法边坡岩体稳定性分析是地质工程设计工作中十分重要的一部分，是评价和研究边坡岩体稳定性的重要方法之一。
随着地质工程的发展，计算机技术的发展和应用，计算边坡岩体稳定性的方法也在不断发展和完善。
本文介绍了边坡岩体稳定性分析的计算方法，以及计算边坡岩体稳定性的重要步骤和要素。
二、边坡岩体稳定性的计算方法1.计算要求计算边坡岩体稳定性的要求是首先进行岩体的力学性质分析，确定岩体的抗剪强度和抗压强度，以及岩体的尺寸、形状、排列结构和构造；随后确定边坡的几何形状参数和水文地质因素，以及重力作用体系的参数；最后，按照边坡分析方法进行计算，确定边坡岩体的稳定系数。
2.计算过程（1）岩体力学性质分析。
首先分析岩体的抗剪强度和抗压强度，其次施加水平和垂直运动，确定岩体的变形特性；（2）边坡几何形状分析。
确定边坡的几何形状参数，包括坡度、坡面宽度、坡面长度等，同时确定水文地质因素，如雨水、渗水、地下水等；（3）重力作用体系分析。
确定边坡岩体的重力作用体系，包括自重、滑移压力、地下水压力、渗水压力等；（4）运用边坡分析方法计算边坡岩体的稳定性。
可以采用等效滑动面法、艾里克斯准则、薛定谔方程等方法，计算边坡岩体的稳定性。
三、边坡岩体稳定性分析的要素1.岩体力学特性岩体的抗剪强度和抗压强度是影响边坡岩体稳定性的主要因素之一。
岩体的抗剪强度可以通过抗拉强度、抗折强度等相关试验来测定，而抗压强度可以通过抗压强度试验、岩石试验等来确定。
2.边坡几何参数边坡几何参数是指边坡的坡度、坡面宽度、坡面长度等参数，这些参数是影响边坡岩体稳定性的重要因素。
一般来说，边坡坡度越陡，边坡稳定性越低；坡面宽度、坡面长度越小，边坡稳定性越低。
3.水文地质条件水文地质条件是指边坡周围的雨水、渗水、地下水等情况，这些条件也是影响边坡岩体稳定性的重要因素。
一般来说，边坡周围有大量雨水、地下水时，边坡稳定性就会变差。
4.重力作用体系重力作用体系是指边坡岩体受到的重力、滑移压力、地下水压力、渗水压力等因素的综合作用，这也是影响边坡岩体稳定性的重要因素。
岩石边坡稳定分析
1.6 不同破坏模式的讨论
由于边坡岩体构造复杂多样，所以岩质边坡的破坏模式有许多种， 在大部分岩石力学及岩石边坡稳定方面的教材中，岩质边坡的简化 破坏形式可以分为：① 平面破坏（Plane Failure）；②楔体破坏 （Wedge Failure）；③倾倒破坏（Toppling Failure）。
边坡工程—边坡稳定性分析实例
杨松林(岩体稳定分析的广义条分法初步探讨,岩土工 程学报, 1999, 20（1））针对传统竖直条分法和萨尔玛法 应用于岩体边坡的稳定性分析的缺点，提出了适用范围更 广的广义条分法，广义条分法考虑了条块间分界面的应力 变形关系，采用条块间分界面的应力变形本构关系代替传 统的两类条分法对条块分界面上力的大小、方向或作用点 的人为假定，这一做法更加符合岩土工程的实际情况，并 采用优化搜索的方法给出了相对最危险的潜在滑动面及其 稳定系数
边坡工程—边坡稳定性分析实例
楔体滑动（Wedge slides）发 生在边坡被仅仅两个不平行 的不连续表面切割的情况下。 在这些情况下，近似的四边 滑块被两个岩体不连续表面 和两个地面的切平面围成。 倾倒破坏（Toppling）涉及 岩柱或岩块绕某一固定基面 转动。如图3为弯曲式倾倒 和块体式倾倒，另外还有弯 曲块体复合式倾倒。图4出 示了次生倾倒模式
边坡工程—边坡稳定性分析实例
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
岩石稳定性分析方法及应用
岩石稳定性分析方法及应用岩石稳定性是岩土工程中非常重要的一个研究方向。
在工程中，岩石的稳定性对于确保工程的安全和可靠性至关重要。
本文将介绍一些常见的岩石稳定性分析方法，并探讨其在工程实践中的应用。
一、岩石稳定性分析方法1. 直观法直观法是最简单常用的一种岩石稳定性分析方法。
它基于对岩体的直观观察和经验判断，主要包括裂缝分布、岩体断面形态、岩体颜色变化等方面的观察。
通过对这些直观指标的分析，可以初步评估岩石的稳定性。
2. 摩尔－库伦准则摩尔－库伦准则是基于极限平衡原理和强度理论的一种经典分析方法。
它将岩石视为具有一定内聚力的等效材料，基于材料的内聚强度和应变能耗散能力进行分析，计算岩体是否稳定。
该方法适用于简单的岩石体或者边坡稳定性分析。
3. 数值模拟法数值模拟法是利用计算机进行岩石稳定性分析的一种方法。
它基于有限元或有限差分法，将岩石体离散化为一系列有限大小的元素或节点，通过求解力学方程得到岩体的应力和应变分布。
数值模拟法可以考虑复杂的岩石结构和边界条件，对于复杂工程问题的分析具有较好的适用性。
二、岩石稳定性分析方法的应用1. 边坡稳定性分析在公路、铁路、水电站等工程中，岩石边坡的稳定性是一个必须要考虑的问题。
通过对边坡进行岩石稳定性分析，可以确定边坡的合理坡度和防护措施，确保工程的长期稳定运行。
2. 堡坎固结场稳定性分析堡坎固结场是矿山开采过程中的一个重要工程环节。
通过对岩石堡坎的稳定性进行分析，可以评估岩石的开挖难度和支护方案，确保矿山开采的安全和高效进行。
3. 岩石坝稳定性分析岩石坝在水利工程中应用广泛，其稳定性对于坝体的安全和工程的可靠性至关重要。
通过岩石稳定性分析，可以确定岩石坝的合理坡度和防护措施，保证坝体长期稳定运行，并防止坝体发生破坏。
总结：岩石稳定性分析是岩土工程中的重要内容，通过合理的分析方法和工具，可以评估岩石体的稳定状况，为工程的设计和施工提供科学依据。
本文介绍了一些常见的岩石稳定性分析方法，并探讨了它们在工程实践中的应用领域。
岩体边坡稳定性分析
岩体边坡稳定性分析岩体边坡稳定性分析的基本方法包括稳定性判据方法、数值模拟方法和经验方法。
稳定性判据方法是基于力学和应力分析理论，通过计算边坡上的剪切力和抗剪强度之间的平衡关系判断稳定与否。
常用的稳定性判据方法有穆勒布朗判据、圈内法、切β法等。
数值模拟方法是采用数学模型和计算机模拟手段，通过求解边坡稳定方程来评估稳定性。
经验方法则是基于大量岩体边坡的实测数据和统计分析得出的经验公式，使用方便但适用范围有限。
岩体边坡稳定性分析的主要因素包括地下水、岩体力学性质、边坡几何形状以及外荷载。
地下水对岩体边坡稳定性有着明显影响，当地下水位上升时，岩体边坡的稳定性会降低。
岩体力学性质包括岩石的抗剪强度、内摩擦角、岩石的断裂性质等，这些参数对边坡的稳定性具有重要影响。
边坡几何形状是指边坡的坡度和几何形态，不同几何形状会导致不同的应力分布规律，从而影响边坡的稳定性。
外荷载是指施加在边坡上的荷载，包括重力荷载、地震力、降雨等。
岩体边坡的稳定性评价指标通常包括安全系数、位移、应力等。
安全系数是评价边坡稳定性的定量指标，其定义为边坡承受力与破坏力之比。
一般来说，当安全系数大于1时，边坡处于稳定状态。
位移是指边坡因外力作用而发生的位移量，其用于评估边坡的破坏程度和变形情况。
应力是指边坡内部岩体所受到的力，根据岩石力学理论，应力越大，边坡稳定性越差。
下面以一个具体的岩体边坡案例为例，进行稳定性分析。
假设岩体边坡的长宽比为1:1，坡度为30度，岩体内摩擦角为30度，地下水位在岩体底部，当地下水位上升时岩体的抗剪强度降低。
根据穆勒布朗判据，可以计算出边坡的安全系数。
进一步使用数值模拟方法，进行边坡稳定方程的求解，得到边坡的稳定状态和位移情况。
最后，根据岩体边坡的应力分布情况，评估岩体边坡在不同荷载条件下的稳定性。
综上所述，岩体边坡稳定性分析是岩土工程领域中的一个重要课题，需要综合考虑多个因素，并采用合适的分析方法和评价指标进行分析。
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
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
《岩体力学》第九章边坡岩体稳定性
第九章边坡岩体稳定性斜坡：倾斜的地面，是天然斜坡和人工边坡的总称。
边坡的分类：自然边坡：天然的山坡和谷坡(地壳隆起或下降引起)按成因分丿人工边坡：人工开挖、改造形成如采矿边坡、铁路公路路堑与路堤边土质边坡坡等岩质边坡按岩性分丿本章主要讨论人工开挖的岩质边坡的稳定性。
岩质边坡稳定性分析方法：1)数学力学分析法(包括块体极限平衡法、弹性力学法和弹塑性力学分析法及有限元法等)2)模型模拟试验法(相似材料模型试验、光弹试验法和离心模型试验)3)原位观测法此外，还有破坏概率法、信息论方法及风险决策法等。
「、稳定性系数稳定性计算*核心内容：安全性系数(安全系数)第一节边坡岩体中的应力分布特征一、应力分布特征假定岩体为连续、均质、各向同性的介质，且不考虑时间效应的情况下(1 )边坡面附近的主应力迹线明显偏转，与坡面趋于平行，二3与坡面趋于正交，而向坡体内逐渐恢复初始应力状态；(2 )坡面附近出现应力集中现象；(3)坡面处的径向应力为零，故坡面岩体仅处于双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态；(4)因主应力偏转，坡体内的最大剪应力迹线由直线变为凹向坡面的弧线。
、影响边坡应力分布的因素(1 )天然应力：h f,坡体内拉应力范围加大。
(2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度等，对边坡应力分布有一定的影响；坡高f,「、二彳也大;坡角f,拉应力范围f,坡脚剪应力f。
（3）岩体性质及结构特征变形模量E对边坡影响不大，□对边坡应力影响明显。
第二节边坡岩体的变形与破坏一、边坡岩体变形破坏的基本类型1•边坡变形的基本类型根据其形成机理分为两种类型：卸荷回弹和蠕变变形。
2•边坡破坏的基本模型四类，见教材P771平面滑动：单平面滑动,双平面滑动，多平面滑动L2楔形状滑动剪切破坏以滑坡形式「3）圆弧形滑动1（4 ）倾倒破坏（以崩塌形成）拉断破坏（以崩塌形式）实际上，就是两种：滑坡和崩塌。
二、影响岩体边坡变形破坏的因素1•岩性：岩体越坚硬，边坡不易破坏，反之，容易破坏（一般情况）。
边坡稳定性分析
边坡稳定性计算分析矿区范围内采场最大开采深度为88m，应用极限平衡法求解边坡静力稳定安全系数。
对边坡稳定性计算如下：1）计算方法采用极限平衡法对采场边坡进行稳定分析，计算边坡稳定最小安全系数，根据稳定性分析结果，采取有效措施控制边坡的稳定性。
稳定计算采用理正岩质边坡稳定分析软件。
2）岩层物理力学参数（1）岩体容重：27kN/m3；（2）边坡高度：88.000m；（3）结构面倾角：32～42°；（4）结构面粘聚力：45～48.6kPa；（5）结构面内摩擦角：40～42.0°；（6）水文地质条件：简单（不考虑裂隙水作用）（7）环境地质条件：中等（考虑地震作用）（8）地震加速度：0.15g；（9）地震作用综合系数：0.250g（10）抗震重要性系数：1.000（11）坡线段数：11段（12）边坡高度：88m；（13）台阶高度：15m；（14）最终边坡角47°（15）工作平台宽度4m；（16）清扫平台宽度6m;（17）边坡角60°。
3）计算简图----------------------------------------------------------------------计算项目: 复杂平面滑动稳定分析（不考虑地震）-----------------------------------------------------计算项目: 复杂平面滑动稳定分析 1----------------------------------------------------------------------[ 计算简图 ]-----------------------------------------------------------[ 计算条件 ]-----------------------------------------------------------[ 基本参数 ]计算方法：极限平衡法计算目标：计算安全系数边坡高度： 88.000(m)不考虑水的作用影响安全系数计算范围：( 1.000~ 10.000)[ 坡线参数 ]坡线段数 11序号水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)1 8.660 15.000 60.02 4.000 0.000 0.03 8.660 15.000 60.04 6.000 0.000 0.05 8.660 15.000 60.06 4.000 0.000 0.07 8.660 15.000 60.08 6.000 0.000 0.09 8.660 15.000 60.010 4.000 0.000 0.011 7.506 13.000 60.0[ 岩层参数 ]层数 2序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度 (m) (kN/m3) frb(kPa)1 88.000 27.0 40.02 0.000 25.0 60.0控制截面数量： 2岩层序号控制截面 1 控制截面 2截面坐标X(m) 1.000 72.000岩层 1厚度(m) ------- -------岩层 2厚度(m) 5.000 40.000[ 结构体参数 ]结构单元数量： 2荷载参数编号水平方向的荷载(kN) 竖向的荷载(kN)1 32.6 54.72 32.6 54.7结构面参数编号水平投影竖向投影粘聚力摩擦角水压力调整系数 (m) (m) (kPa) (度)1 5.000 2.000 40.0 35.0 ---2 75.000 86.000 45.0 40.0 ---内部结构面参数编号δi+1粘聚力摩擦角(度) (kPa) (度)1 0.0 45.0 42.0-----------------------------------------------------------[ 计算结果 ]-----------------------------------------------------------安全系数为：2.062编号Ni Ni' Ui Ti Ei Ei' Pwi Xi1 561.3 561.3 0.0 295.1 0.0 0.0 0.0 0.02 3367.3 3367.3 0.0 3860.9 32.9 32.9 0.0 159.7 注:1. Ni--- 单元i中结构面上的正压力，单位kN；2. Ni'--- 单元i中结构面上的有效正压力，单位kN；3. Ui--- 单元i中结构面上的裂隙水压力，单位kN；4. Ti--- 单元i中结构面上的剪切力，单位kN；5. Ei--- 单元i左侧面正压力，单位kN；6. Ei'--- 单元i左侧面有效正压力，单位kN；7. Pwi--- 单元i左侧面上的裂隙水压力，kN；8. Xi--- 单元i左侧面剪切力，kN。
岩质边坡稳定性计算
岩质边坡稳定性计算
1计算方法
按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）等有关规程规范，对各优势节理与边坡面采用赤平投影稳定性分析，采用理正岩土计算软件进行计算，根据计算结果，部分结构面与边坡面组合计算是稳定的，对于其他可能产生滑动的结构面再采用三维楔形体稳定性分析，计算出安全系数。
2计算参数的选取
根据岩体结构面特征，结合相关规范，边坡主要地层计算指标如下表9：
边坡地层计算参数表9
注：中风化花岗岩的抗剪强度指标为结构面抗剪强度，其它抗剪强度指标均为直接快剪指标。
3计算结果及评价
根据本次计算结果，按照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）等有关规范规程对边坡稳定性验算，其计算结果详见表10：
边坡稳定性计算结果表10
根据计算结果，现有状态下边坡岩体是整体稳定的。
影响边坡安全的主要因素是边坡有一组优势节理裂隙（48°∠24°）影响边坡的稳定性；边坡危岩受雨水、温度等环境因素以及岩体结构面充填物软化、膨胀等因素影响易发生崩塌滑落。
学习情境2-岩体与边坡稳定性分析
工程地质与土力学
（三）软弱夹层及其对工程的影响 软弱夹层是具有一定厚度的特殊的岩体
软弱结构面，是在坚硬岩层中夹有的力学强 度低、泥质或炭质含量高，遇水易软化、延 伸较长和厚度较薄的软弱岩层。
岩体基本 质量级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ
重力密度
＞26.5 26.5～24.5 24.5～22.5
＜22.5
岩体物理力学参数抗剪强度ຫໍສະໝຸດ 内摩擦角φ（°）＞60
粘聚力 C（MPa）
＞2.1
60～50
2.1～1.5
50～39
1.5～0.7
39～27
0.7～0.2
＜27
＜0.2
变形模量 E（GPa）
＞33 33～20 20～6 6～1.3 ＜1.3
工程地质与土力学
赤平面上点的投影 赤平面上线与面的投影 工程地质与土力学
(三)边坡稳定性定量分析──极限平衡法 极限平衡法是将滑体视为刚性体，不考
虑其本身的变形；除楔形破坏外，其余的破 坏多简化为平面问题，可选取有代表性的剖 面进行计算；边坡岩土的破坏遵从库仑强度 破坏理论；认为当边坡的稳定系数时，滑体 处于临界状态。
工程地质与土力学
(二) 影响边坡稳定的因素 影响边坡稳定的因素有：岩石性质、
岩体结构、水的作用、风化作用、地震力、 地形地貌及人为因素等。
工程地质与土力学
二、边坡稳定性的评价方法
在公路工程实践中，遇到的各种各样工程地质 问题，归纳起来，主要就是路堑边坡稳定问题 以及路、桥地基稳定问题和隧道围岩稳定问题。 这三方面的问题，实质上就是一个岩体的稳定 问题。所谓岩体稳定，它是一个相对的概念， 是指在一定的时间内，一定的自然条件和人为 因素的影响下，岩体不产生破坏性的剪切滑动、 塑性变形或张裂破坏。
边坡岩体稳定性分析的计算方法
边坡岩体稳定性分析的计算方法边坡岩体稳定性分析是地质工程学中的重要研究内容。
它是地质工程的重要基础，可以为精确评价地质环境各种地质斜坡的安全性提供重要的数据支撑。
近年来，随着科学技术的进步，越来越多的科学家和工程师研究了边坡岩体稳定性分析的计算方法，从而有效地改善了地质斜坡的稳定性。
一、边坡岩体稳定性分析的基本原理边坡岩体稳定性分析是通过对斜坡结构的物理性质、水文条件、地质因素等进行系统分析，确定斜坡冒顶、滑坡或不稳定破坏的危险性，从而预防发生灾害的方法。
基本分析步骤主要有滑动面分析、水力分析和稳定性分析3步。
1、滑动面分析滑动面分析是稳定性分析中最基本的部分，它是确定斜坡滑动面的位置和角度的重要步骤。
通过对斜坡物理特征的确定，研究斜坡的水力分布和强度特征的变化，从而确定滑动面的位置和角度；此外，为了准确确定滑动面，需要考虑斜坡节理的布置状况和地质条件的影响。
2、水力分析水力分析是指通过分析斜坡上存在的水文条件，来确定斜坡滑动面上水力变化的模式和范围。
首先，需要确定斜坡上各种水力作用的大小，如水压力和地表渗透力，这是确定斜坡滑动面的重要参数；其次，还需要对斜坡上水力作用分布的变化规律进行分析，并建立相应的水力分析模型，以计算水力作用的大小和方向；最后，要根据滑动面的位置和分布规律，确定在水力作用的情况下的滑动面的变化趋势。
3、稳定性分析稳定性分析是指根据分析出的斜坡滑动面位置，以及其上水力作用的情况，来确定斜坡稳定状态。
首先，根据滑动面的信息，确定斜坡的稳定状态；其次，根据水力作用的变化规律，计算滑动面上的水力变化情况，从而确定斜坡的变形状态；最后，根据稳定性分析的结果，结合当地地质条件，确定斜坡的安全状态。
二、常用的边坡岩体稳定性分析计算方法边坡岩体稳定性分析计算方法有多种，主要有静力法、动力法、水力法等。
1、静力法静力法是地质斜坡稳定性分析中，最为常用的方法之一，是通过对斜坡上地层、节理、岩体、水力等特征参数进行系统分析，确定斜坡的最不稳定位置，从而预测斜坡的压坡、滑坡及其他不稳定破坏的可能性的方法。
专题三2010 岩土体边坡稳定性分析
②坡形的影响：坡高、坡度；
边坡的几何形态对坡内岩体应力有显著影响。
随着坡高的增加，坡内应力值也随着呈线性增大。 坡角变陡，拉应力的范围随之增大，切向应力 值增高，坡脚附近最大剪应力值也随着加大。 边坡的平面形态对应力也有明显影响，凹形边
坡，由于沿斜坡走向方向受到支撑，应力集中程度
明显减弱。圆形和椭圆矿坑边坡，坡脚最大剪应力 仅有一般斜坡的一半左右。因此，凹形坡有利于坡 体稳定，而凸形坡则相反。
不良影响：透水性增大、刚度和强度降低.
1）影响因素：地应力场、岩性、岩体结构、 下切速度和深度。 2）研究目的：建基面的确定、处理深度的 确定、查清演变规律。 3）研究内容：卸荷分带、破坏形式、卸荷 带的工程性质。
（2）蠕变
1）定义：是指边坡岩土体在自重等恒定应力作用
下，向临空方向发生的一种缓慢变形现象。
3）当边坡岩体由软硬相间的岩石 组成时，软弱岩石因抗风化能力
低受风化剥蚀凹进，而坚硬岩石
便悬空断裂而坠落形成崩塌。
4）当边坡下部存在洞穴、采空区引起塌陷，
将边部岩体往外挤出，造成倾倒崩塌。
（4）滑 坡
1）定义：是指斜坡上的一部分岩体失去稳定，在 重力和工程荷载作用下沿滑动面向下作整体滑动 的现象。 2）特征：①整体滑动，不易发现； ②具有明显的破坏边界； ③有一个较长的发育过程； ④老滑坡可复活； ⑤分布广、危害大。 3）形态要素：滑体、滑面、滑带、滑床、滑壁、
（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。
滑坡产生的边界条件通常是指岩土体滑动时必须
具备的滑动面、切割面及临空面。
岩质边坡稳定分析
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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一、岩体边坡破坏形式及影响边坡稳定的因素 二、岩体边坡稳定性分析方法
（一）岩体边坡破坏形式
❶松动张裂：边坡在侧向应力减弱之后，由于卸荷回弹
而出现张开裂隙的现象(上宽下窄）
❷蠕动：边坡岩体在重力作用下，向临空方向发生的一
种缓慢变形现象
❸剥落：层层脱离母体沿斜坡滚落堆积于坡脚的现象
❹崩塌：陡峭的边坡上部被多组结构面切割的岩块在失
（一）工程地质定性分析
研究对象：地形地貌、地层岩性、地质构造与结构面、地
下水、不良地质现象等因素进行综合调查和研究，由此判断 岩质边坡的稳定性 1、工程地质类比法
内容：对已有边坡的破坏现象进行广泛的调查研究，了解其
变形特征、发展规律、影响因素及成因等，然后结合所要研 究的边坡进行对比，分析其工程地质条件的相似性和差异性， 据此判断岩质边坡的稳定性
2、构造结构面
3、次生结构面
（二）结构面的特征
对结构面特征的研究内容主要包括：结构面的生成年代，规 模、形态与粗糙度、密集程度、连通性、张开度与填充胶结情况、 产状及组合关系、力学性质等。
⑴结构面的生成年代 结构面的生成年代是主要针对构造结构面而言的。 ⑵结构面的规模 结构面的类型不同，其规模可以不等，甚至是同一类型的结构面，其规模也 可以相差很大。 不同类型、不同规模的结构面，对工程的影响是不一样的，对具体工程要具 体分析，有时小规模的结构面对岩体稳定也可起控制作用。 ⑶结构面的形态与粗糙度 各种结构面的形态与粗糙度是不同的，因而对岩体强度的影响也是不同的， 常见的形态有：平直的、锯齿状或不规则的结构面等，根据粗糙度可将结构面划 分为镜面的、滑面的和糙面的等类型。
浅成岩：浅成岩多为岩床、岩墙、岩脉等小型侵入体，岩石多呈斑状结构和中一 细粒均粒结构。 喷出岩：喷出岩为火山喷出的熔岩流冷凝而成，岩石颗粒很细，常为致密结构， 并且多有气孔构造，杏仁构造，酸性熔岩具流纹构造。
②沉积岩的工程地质特性 沉积岩普遍具有层理构造，其工程地质性质变化较大，具有明显的各向异性。 1）火山碎屑岩 2）胶结碎屑岩 3) 黏土岩 4) 化学-生物岩 ③变质岩的工程地质特性 变质岩一般年代较老，经受多次构造变动，断裂多，易风化，完整性差，常不均 一。
三、岩体工程地质分类及工程地质特性
㈠岩体工程地质分类
由于不同结构类型岩体的岩石质量不同，而且在水和风化作用等的参与和影响下， 岩体工程性质将变得极为复杂并相差悬殊。 岩体的工程地质分类是从工程角度出发，根据岩体的内在特征，将其分为工程地 质性质相类似的各种类别，并对各类岩体的质量给予定性和定量的评价。 目前，国内外关于岩体的工程地质分类方案有十几种，从分类的目的和考虑的因 素来看，可归结为一般性分类（综合性分类）和专门性分类。 ①岩石质量指标（RQD）分类法 ②按岩体结构类型的分类 ③巴顿岩体分类 ④岩体质量指标（RMQ）分类法
结构面——岩体由一种或多种岩石组成，甚至可以 是不同成因岩石的组合体，并在其形成过程中经受 了构造变动、风化等各种内外力地质作用的破坏与 改造。因此，岩体被层面、节理、断层、片理等各 种地质界面所切割，使其成为具有一定结构的多裂 隙体。把切割岩体的这些地质界面称为结构面。
岩体裂隙发育，将造成岩体边坡的不 稳定性。
稳之后，因重力作用倾倒、翻滚、坠落的现象
❺滑坡：边坡上的岩体沿一组或多组结构面产生剪切破
坏的现象
松弛张裂
蠕动
崩塌
滑坡
（二）影响岩体边坡稳定的因素
❶岩性
❷地质构造及岩体结构
❸岩石风化程度
❹水的作用
❺地震
❻地形地貌
❼地应力
❽人类活动
◆水的作用
1、增加了边坡岩体的水下容重，加大了下滑力 2、产生水的软化、泥化及润滑作用
二、围岩压力的类型
松动压力 由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直接作用在支护结构上的压力称为松动压力。松动压力 按作用在支护上的力的位置不同，分为竖向压力和侧向压力。 形变压力 围岩变形受到支护约束而产生的压力。除与围岩应力有关外，还与支护时间及其刚度有关。柔性 支护可产生一定位移而使形变压力减小，宜大力推广。但需及时设置衬砌，以免围岩位移过大而形 成松动压力，不利于结构受力和正常施工。按围岩的本构特性（主要指岩土材料的应力-应变关系） 和受力程度,可以有弹性、塑性和粘性等不同性质的形变压力。 松动压力和形变压力经常同时存在。但以地质条件、支护类型和施工方法等不同而以某一种为主 。如在松散地层中采用现浇混凝土衬砌而回填不密实时，通常以松动压力为主；则以形变压力为主 。形变压力常随时间推移而逐渐加大，最终才趋于稳定。 膨胀压力 当岩体具有吸水、应力解除等膨胀性特征时，由于围岩膨胀所引起的压力称为膨胀压力。它与变 形压力的基本区别在于它是有吸水、应力解除等膨胀引起的。
一、洞室围岩重分布应力计算
对于连续、均匀和各向同性、天然应力比值系数 （即水平应力间的比值系数₤=6x⁄6y）为1的岩石 内开挖的圆形洞室，设洞室直径为a，则可根据弹 性理论导出与洞轴线相距为r出的岩石应力计算公 式：
随着离洞壁距离r增大，σ r逐渐增大，σ θ 逐渐减小， 并都渐渐趋近于天然应力σ 0值。在理论上，σ r，σ θ 要在r→∞处才达到 σ 0 值，但实际上 σ r ， σ θ 趋近于 σ 0的速度很快。 当r=6R0时，σ r和σ θ 与σ 0相差仅2.8%。因此，一般认 为，地下洞室开挖引起的围岩分布应力范围为6R0。在 该范围以外，不受开挖影响，这一范围内的岩体就是 常说的围岩，是有限元计算模型的边界范围。
组成颗粒均匀致密各向同性，如花岗岩、闪长岩、 （1）块状结构：
石英岩、大理岩等。
是沉积岩的特有结构，由于沉积物质成分的变 （2）层状结构： 换或积间断，表现出软硬互层各向异性和橫向 渗透性较大的特性。
（3）碎裂结构： 由于构造破坏和风化作用而形成，一般含有多
组密集结构面的岩体，岩体常被分割成碎块状。
构造型软弱夹层——多为层间破碎软弱夹层，有构 造角砾岩、糜棱岩和断层泥等。
风化型软弱夹层——常带有局部性质，其分布规律 随地形地质条件、裂隙产状和水的作用等因素而定。 其中泥化夹层多为构造裂隙和层间错动带，它是在 长期的地下水和风化作用下形成的。夹层中的黏土 矿物含水率较大时，在软塑状态下其工程性质最差。 在工程建设中，经常遇到的重大的工程地质问题之 一就是软弱夹层。
3、产生静水压力或动水压力
4、水流的冲刷作用
（一）工程地质定性分析 1.工程地质类比法 2.图解法【极射赤平投影图解法】
赤平投影是将物体三维空间的产状表现在平面上的一种 投影方法，即利用球体作投影工具，通过球心作一赤道平面， 把已知的点、线、面，从球体中心投影到球面上去，得到球 面投影；然后把球面投影转换成赤平投影。
二、岩体结构的类型及特征
㈠结构及其分类
⑴由各种成因的结构面组合将岩体分割成大小、形 状不同的单元块体称为岩体结构体。 一般就常见的结构体所呈现的各种形状加以简化，
可以大致归纳为柱状、块状、楔形、菱形和锥形等 六种基本形态。
㈡岩体结构类型及特征
岩体结构分为六种类型： 1、块状结构 2、镶嵌结构 3、碎裂结构 4、层状结构 5、层状碎裂结构 6、散体结构
（四）结构面的调查、统计和表示方法
为了反映结构面的分布规律及其对岩体稳定性 的影响，需要进行野外调查和室内资料整理工作， 并用统计图的形式把岩体结构面的分布情况表示出 来，下面以裂隙的调查、统计和表示方法为例进行 说明。 调查裂隙时，应先在调查区选取有代表性的基 岩露头，对一定面积内的裂隙，按表6-3所列内容进 行测量，同时应注意研究裂隙的力学性质。测量裂 隙产状的方法与室围岩的变形与破坏
当围岩应力已经超过岩体的极限强度时 ，围岩发生破坏。 当围岩应力的量级介于岩体的极限强度 和长期强度之间时，围岩需经瞬时的弹 性变形及较长时期蠕动变形的发展方能 达到最终的破坏，通常可根据围岩变形 历时曲线变化的特点而加以预报。
2、图解法
1）一组结构面的边坡稳定性分析
由一组结构面构成的边坡稳定性与结构面的产状（走向 、倾向、倾角）和边坡的坡向、坡脚有直接关系。
（二）岩质边坡的稳定计算
计算原理：在定性分析基础上采用静力学的
刚体极限平衡原理进行计算的，主要考虑滑动 力和抗滑力之间的相互关系。
K=F/T
K－稳定系数 F－抗滑动力 T－滑动力
㈡岩体的工程地质特性
①火成岩的工程地质特性 火成岩在我国广泛分布，最为常见的是花岗岩和玄武岩。火成岩具有较高的力学 强度，可作为各种建筑物良好的地基及天然建筑材料，但由于各类火成岩在矿物 组成、结构和构造等方面存在很大的差异。 深成岩：深成岩多为岩基、岩株等大型侵入体，颗粒粗大均匀，致密坚硬，孔隙 很少，裂隙较不发育，力学强度高，岩体的工程地质性质一般较好，常被选为大 型建筑物地基。
⑷结构面的密集程度 结构面的密集程度对岩体力学性质影响很大，决定着岩体变形和破坏的力学 机制，直接控制岩体的完整性和力学性质，也影响岩体的渗透性。
⑸结构面的连通性 结构面的连通性是指在某一定空间范围内的岩体中，结构面的走向、倾向方向 上的连通程度。 ⑹结构面的张开度与填充胶结情况 结构面的张开度是指结构面的两壁离开的距离，按其大小可分为四级。 ①闭合的：张开度小于0.2mm； ②微张的：张开度0.2-1.0mm； ③张开的：张开度1.0-5.0mm； ④宽张的：张开度大于5.0mm。 结构面的填充胶结情况对岩体力学性质的影响很大。
第六章 岩体边坡稳定性分析 第七章 地下洞室围岩稳定性分析
谢文扬
第六章
第一节 岩体结构 第二节 岩体边坡稳定性分析
1995年，巴东县二道沟、三道沟 滑坡造成县城部分道路桥梁被毁。
湖北秭归县千将坪滑坡（2003年）， 体积2400万立方米，造成24人死亡或 失踪及重大经济损失。