8.3边坡工程习题课

定量分析方法
极限平衡法、极限分析法（有限元（FEM），边界元 （BEM），离散元（DEM）等）及可靠度分析方法 （蒙特卡罗法和随机有限元法等）
重点：极限平衡法
8.3.1块体极限平衡法
假设条件 (1)边坡岩体将沿某一结构面（滑动面）产生滑移剪切 破坏，滑动面上实际岩石提供的抗剪强度s与作用在滑 动面上的垂直应力σ存在如下关系：
岩体边坡变形破坏的因素
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。 斜坡的变形与破坏大都发生在雨季或雨后，还有部分发 生在水库蓄水和渠道放水之后，有的则发生在施工排水 不当的情况下。 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。 风化作用使坡体强度减小，大大降低坡体的稳定性，促 进斜坡的变形与破坏。坡体岩石风化越深，斜坡稳定性 越差，稳定坡角越小。
稳定性分析方法：定性分析和定量分析

定性分析是在工程地质勘察工作的基础上，对边坡 岩体变形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，应用一定的计算 方法对边坡岩体进行稳定性计算及定量评价。
模型模拟试验法
评价 方法
数学力学分析法
工程类比法
图解法
边坡稳定性分析
定性分析方法
工程类比法和图解法（赤平极射投影、实体比例投影、 摩擦圆法）。
(4)不考虑滑体两侧的抗滑力。 稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/滑动力 >1 稳定 ≤1 不稳定 在多数情况下，计算的稳定性系数都有一定误差，因此， 为保险起见，引入安全系数的概念。
块体极限平衡法分析步骤
可能滑动岩体几何边界条件的分析
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
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、爆破
7、天然应力 8、人为因素 削坡
产生震动惯性力
未考虑岩体结构特点，切露了控制斜坡稳定的主要软 弱结构面，形成或扩大了临空面，使坡体失去支撑， 会导致斜坡的变形与破坏。
边坡稳定性分析
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。
变形与破坏的首要条件，在于坡体中存在各种形式的 结构面。岩体的结构特征对边坡应力场的影响主要表 现为由于岩体的不均一和不连续性，使沿结构面周边 出现应力集中阻滞现象，因此，构成了边坡变形与破 坏的控制性条件，从而形成不同类型的变形与破坏机 制。


第八章
岩石边坡工程
露天坑
路堑 城市建设
路堤
第八章
岩石边坡工程
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。
第八章
岩石边坡工程
边坡变形: 松动和蠕变变形
湖南五强溪板溪群 轻度变质砂岩、石 英岩、板岩中的蠕 动，深达40～50m
安全系数参照
我国《岩土工程勘察规范》规定： （1）新设计的边坡，对一级边坡工程，Fs值宜采用 1.3~1.5；二级边坡工程，宜采用1.15~1.3；三级边坡 工程，宜采用1.05~1.15。
（2）验算已有边坡的稳定性时，Fs值可采用1.10~1.25。
当需对边坡加载、增大坡角或开挖坡角时，应按新设 计的边坡选用Fs值。
其他破坏模式：滑塌、岩块流动、岩层曲折
以上的基本破坏模式，在同一坡体的发生、发展过程 中，常常是相互联系和相互制约的。在一些高陡边坡 发生破坏的过程中，常常先以前缘部分的崩塌为主， 并伴随滑塌和浅层的滑坡，随时间推移，逐渐演变为 深层滑坡。
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。
s c tan 或 s c'( u ) tan '
式中，c、c’分别为滑动面的粘结力和有效粘结力；φ、 φ’分别为滑动面的内摩擦角和有效内摩擦角； σ为滑 动面上的有效应力; u为滑动面孔隙水压。
8.3.1块体极限平衡法
(2)滑体在滑动过程中相对位置不变化，即为刚体；
(3)滑动面上的应力分布均匀；
第八章 岩石边坡工程
内容回顾:
1.边坡概述及其在国民经济中的意义 2.边坡体内应力分布特征 3.边坡的破坏形式及其影响因素 4.边坡稳定性分析 5.滑坡的防治与监测
第八章

岩石边坡工程
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。
滑坡的监测 监测方法

滑坡地面位移观测——建网观测。设置在滑坡体内 及周界附近稳定区地表的位移观测点（桩）。 地表裂缝简易观测法 建筑物裂缝简易观测法 地面倾斜变化观测 滑坡深部位移观测



滑动面位置的测定
滑坡滑动力观测
滑坡的防治
岩坡失稳两方面因素 防治原则 下滑力增加 抗滑力降低
滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生 以水平运动为主的现象，称为滑坡。
第八章
岩石边坡工程
倾倒破坏：由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩 层走向与坡面走向近平行时，在自重应力的长期作用 下，由前缘开始向临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡 内发展的现象称为倾倒破坏（弯曲倾倒）。
第八章
岩石边坡工程
边坡的治理应根据工程措施的技术可能性和必 要性、工程措施的经济合理性、工程措施的社 会环境特征与效应，并考虑工程的重要性及社 会效应来制定具体的整治方案。防治原则应以 防为主，治理为辅，及时治理，力求防患于未 然。
8.4.2 滑坡的防治 整治措施

多用综合措施，因地制宜、有主有辅，事先排水、 事后绿化 消除或减少地表水或地下水的作用 恢复山体的平衡条件 改善滑动带或滑坡体的岩体性质
第八章
岩石边坡工程
边坡的变形发展到一定程度，将导致边坡的失稳破坏。
崩塌
多平面滑动
平面滑动
边 坡 破 坏 的 基 本 类 型
双平面滑动来自百度文库
单平面滑动
滑坡
楔形状滑动 圆弧形滑动
倾倒破坏
第八章

岩石边坡工程
崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块体，突然脱离母 体以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程
第八章
岩石边坡工程