边坡稳定性的影响因素及其变形破坏机理分析
基于MIDAS_GTS的顺层岩质路堑边坡稳定性影响因素及影响.
0引言近年来,随着公路、铁路建设的飞速发展,工程建设中,由顺层岩质路堑边坡失稳造成的滑坡灾害越来越多,给工程建设、经济建设和人民生命财产造成了巨大损失。
要对潜在的顺层岩质路堑边坡滑坡灾害进行防治就必须先弄清影响其稳定性的因素及影响规律,因此,研究顺层岩质路堑边坡稳定性影响因素及影响规律对我国的道路建设事业有着非常重要的意义和价值。
1顺层岩质路堑边坡的破坏模式顺层岩质路堑边坡是指岩面和坡面的走向、倾向二者产状要素基本相同的层状结构岩体路堑边坡[1]。
实践证明,边坡的破坏与其自身岩土体的结构类型存在着密切的联系,边坡的变形与破坏可概括为多种模式[2]。
本文总结出顺层岩质路堑边坡的几种变形破坏模式,可为顺层岩质路堑边坡稳定性分析与评价提供依据。
1.1滑移-拉裂破坏模式这类变形破坏主要发生在开挖坡角大于岩层倾角的缓倾和中等倾角顺层岩质路堑边坡中。
斜坡岩体沿下伏软弱层面向临空面方向滑动,并使滑移体拉裂解体(见图1。
当滑移面向临空面方向的倾角已足以使上覆岩体的下滑力超过该面的实际抗剪阻力时,则该面一经揭露临空,一旦后缘拉裂面出现即会迅速滑落。
1.2塑流-拉裂破坏模式基于MIDAS/GTS的顺层岩质路堑边坡稳定性影响因素及影响规律分析胡佐平1,牟锐2(1.湖州市交通规划设计院,浙江湖州313000;2.中国华西工程设计建设有限公司武汉分公司,湖北武汉430074摘要:总结顺层岩质路堑边坡的破坏模式,并利用MIDAS/GTS岩土工程数值分析软件,选取典型的顺层岩质路堑边坡模型进行详细的数值模拟,得出各岩土参数对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响规律,具有一定的工程价值。
关键词:顺层岩质路堑边坡;稳定性;影响因素中图分类号:U416.14文献标识码:A文章编号:1002-4786(201009-0010-04DOI:10.3869/j.issn.1002-4786.2010.09.001Influencing Factors and Rules of Stability of Bedding RockCutting Slope Based on MIDAS/GTSHU Zuo-ping1,MOU Rui2(1.Huzhou Traffic&Plan Design Institute,Huzhou313000,China;2.China Huaxi Engineering Design&ConstructionCo.,Ltd.,Wuhan Branch,Wuhan430074,ChinaAbstract:By summing up the failure modes of bedding rock cutting slope,it executes numerical simulation to a typical bedding rock cutting slope model usingMIDAS/GTS,which is a numerical analysis software for geotechnical engineer.Thus the influence rule of each rock parameter on the sta-bility of bedding rock cutting slope is obtained,which has a certain engineering value.Key words:bedding rock cutting slope;stability;influencing factor10TRANSPORT STANDARDIZATION.1HALF OF Sep.,2010(No.228 TRANSPORT STANDARDIZATION.1HALF OF Sep.,2010(No.228abcd图4弯曲-拉裂变形破坏过程示意图A BA ′B ′CC ′图5顺层滑移型破坏过程示意图abcd图2塑流-拉裂变形破坏过程示意图(b(c①②100mm 100mm1260mm 950mm图3滑移-弯曲变形破坏过程示意图①-原地面线;②-变形的坡面或开挖坡面;③-页岩夹层(滑移面①②510③图1滑移-拉裂破坏形态(以自然边坡为例这类变形主要发生在开挖坡角大于岩层倾角且含有中至厚层软弱基座的水平或缓倾顺层岩质边坡中。
边坡结构稳定性影响因素
边坡结构稳定性影响因素影响边坡稳定的因素十分复杂，归纳起来可分为内在因素和外在因素。
内在因素包括：边坡岩土体类型、岩土体结构、地应力等；外在因素包括：水的作用、地震作用、边坡形态及人类活动等。
影响边坡稳定最根本的因素为内在因素，它们决定了边坡的变形失稳模式和规模，对边坡稳定性起着控制性作用。
外在因素只有通过内在因素才能对边坡起破坏作用，促进边坡变形失稳的发生和发展，但当外在因素变化很大、时效性很强时，往往也会成为导致边坡失稳的直接诱因。
一、内在因素1.岩土体类型岩土体类型按组成物质的不同和差异，宏观上可分为土质类和岩质类。
土质类主要是由土、砂、碎石、块石、孤石及全风化岩体等组成的均质、非均质材料。
岩质类按饱和单轴抗压强度可分为极坚硬岩（≥80MPa）、坚硬岩（60～80MPa）、中硬岩（30～60MPa）、软岩（15～30MPa）和极软岩（＜15MPa）。
土质类边坡的稳定性主要取决于土质类材料的抗剪强度。
就材料本身而言，其抗剪强度的高低主要取决于黏粒（粉粒）、碎（块）石和孤石的含量：黏粒（粉粒）含量越高、碎（块）石和孤石含量越少，则抗剪强度越低；反之，则抗剪强度越高。
因此，就材料强度而言，堆积体边坡的稳定性高于碎石质边坡，碎石质边坡的稳定性高于砾质土边坡，砾质土边坡的稳定性高于粉（黏）土边坡。
具有相同结构特征和岩体结构特征的岩质边坡，其边坡的稳定性随着岩质强度的增加而提高。
2.岩土体结构土质类边坡结构密实度也是影响土质类材料抗剪强度指标的重要因素。
结构越疏松，抗剪强度指标就越低，边坡稳定性越差；结构越紧密，抗剪强度指标就越高，边坡稳定性越好。
当边坡具有多元结构特征时，尤其是颗粒相对较细的物质分布在边坡的中下部时，该土层则可能成为制约边坡稳定的主导因素，即边坡稳定程度取决于该土层的物理力学指标。
岩体的结构类型一般可分为整体结构、块状（次块状、裂隙块状）结构、层状结构、镶嵌碎裂结构和碎裂结构。
由于岩体强度较高，岩质边坡稳定性主要取决于边坡结构及岩体中结构面的性状和规模。
边坡的稳定性分析
振动作用
累积效应。边坡中由地震引起的附加力，通常以 边坡变形体的重量W与水平地 震加速度Kc之积表示， 即为KcW。在边坡稳定性计算中，一般将地震附加力 考虑为水平 指向坡外的力。边坡岩土体位移量的大 小不仅与震动强度有关，也与经历的震动次数有 关 ，频繁的小震对斜坡的累进性破坏起着十分重要的作 用，其累积效果使影响范围内的岩 体结构松动，结 构面强度降低。
图2-9某露天矿山爆破效应分区 (a)直接破碎区；(b)岩体崩坍区；(c)松动区；(d)地表变形裂缝区
效应分区
贵州大学
边坡形状与断面形态
边坡形状及表面形态指边坡的外形、坡高、坡度 、断面形态以及边坡临空程度等。目前的稳定性分 析方法通常把边坡看成二维，且假定边坡从坡顶到 坡底是一个平面；而实际 上边坡在平面图上总是弯 曲的，在断面图上往往也是弯曲的。边坡形态对边 坡稳定有一定程度的影响，主要表现在以下方面。 A.边坡外形 B.边坡坡度和坡高 C.边坡断面形态
贵州大学
二、水化学作用对岩土体的影响
在岩土体遇水的情况下，受水化学作用后产生 的易溶矿物随水流失，而难溶或结晶矿物则残留原 地，结果致使岩土体的孔隙增大，岩土体因此变得 松散脆弱。当岩土失水又浸水时，某些矿物与进入 岩土颗粒孔隙中的水作用后出现体积膨胀的现象， 这种体积膨胀是不均匀的，从而使得岩土体内部产 生了不均匀的应力，最终导致了矿物颗粒的碎裂解 体，表现出土体软化和崩解。于是岩土的内摩擦角 和粘聚力随之而减小。而边坡地下水位的升降正是 诱发岩土浸水—失水—再浸水这一反复循环的直接 因素，因此，对边坡变形的发展有着较大的影响。
四、水的物理作用
水对边坡岩土体的作用是多方面的，包 括材料性质、软化、冲刷等，这些作用都 将影响边坡的稳定性。一般而言，水的物 理作用往往具有突发性，从而对边坡的稳 定性构成较大的威胁。
软硬互层顺层岩质边坡稳定性影响因素及失稳机理分析
软硬互层顺层岩质边坡稳定性影响因素及失稳机理分析摘要：在自然界中，岩石在形成过程中因沉积物源性质差异形成软硬分层结构，因构造活动，导致岩层呈现不同成度的岩层结构斜率,这种倾斜岩层结构在工程实践中影响较大，笔者对中国西部地区工程实践中的岩石结构展开研究分析,发现软硬叠加的岩质边坡，在自身重力、自然条件、人类活动等因素下可能诱发失稳。
关键词：软硬互层；顺层岩质；边坡稳定性；影响因素；失稳机理引言随着我国西部大开发战略的逐渐实施,诸多基建工程不断加快落实,且在西南地区工程建设过程中需进行大量工程开挖，形成有大量软硬互层顺层岩质边坡,特别在重庆、云南、贵州等地大量分布层状碳酸盐岩，且碳酸盐岩层间发育富含红泥岩层、泥质砂岩层，形成软硬互层的岩质边坡。
在高速公路、铁路等建设过程中开挖形成的软硬互层顺层岩质边坡也十分常见,该类型的边坡常易失稳产生滑塌、崩落等灾害，对工程施工的正常进行及人员生命财产安全造成了极大威胁。
然而，软硬互层顺层岩质边坡的变形破坏受到诸多因素影响,尤其是边坡坡体结构和岩体结构的特殊组合,导致软硬互层顺层岩质边坡的失稳机理和变形破坏特征变的十分复杂。
本文通过边坡失稳因素及数值模拟方式，分析不同岩层岩层厚度比和软硬互层顺层岩质边坡的位移变化规律,揭示软硬互层顺层岩质边坡的失稳机理,为该类型边坡事故的防治提供了理论依据。
1软硬互层顺层岩质边坡稳定性影响因素分析1.1地下水对软硬互层顺层岩质边坡的影响软硬互层顺层岩质边坡由于岩层性质存在差异性，软质岩层常富含年粘土矿物(如蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石等)，粘土矿物因其特殊的遇水膨胀性在地下水的作用下，软质岩层部分力学性质极易发生变化，导致岩层软化、崩解，岩层间的凝聚力降低，在上层岩层重力作用下，下层软质岩层抗滑力低于上层岩层岩层面的下滑力，岩层将发生失稳滑动。
在地下水的参与下，软岩中的粘土矿物（如蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石等）发生化学反应，产生物质交换，从岩石中交换的物质被水流代谢或者地下水作用力对岩石软弱部分机械冲击，导致岩石形成孔洞或空洞,从而加速地下水在岩石中的运动速率，提高岩石的渗透率和孔隙率滤，降低岩石中矿物间的凝聚力。
边坡稳定性的工程地质研究复习资料
边坡稳定性的工程地质研究复习资料1、边坡稳定性问题的特点：（1）自然界普遍存在、工程中大量遇到；（2）变形破坏形式多样、机理差别大；（3）在时间、空间分布上具有集中性和随机性；（4）分布广、稳定问题突出；（5）危害大。
破坏机理：侵蚀下切、人工开挖等：边坡逐渐形成、高陡；稳定边界条件逐渐变化；地应力的大小和方向不断调整、变化；边坡岩体产生相应变形→由量变到质变，条件具备时产生破坏。
2、边坡应力分布的一般特征：（1）坡面附近主应力迹线发生明显偏转，愈靠近临空面，最大主应力愈接近平行临空面，最小主应力则与之近于直交；（2）在自重应力场作用下，边坡深部岩体最大主应力为垂直方向，逐渐转为与坡面平行，在坡顶及后缘常出现拉应力，在坡内形成与坡面平行的张裂缝。
大概在离地面 1/3H处转为压应力；（3）当存在初始水平构造应力时，在边坡深处最大主应力为水平。
逐渐转为与坡面平行，同样在坡顶出现拉应力，在坡脚出现压应力集中；（4）从坡面向深部出现应力分带现象（应力松弛带、应力集中带、应力正常带），在坡面浅层形成平行坡面的张裂隙和与坡面大角度相交的剪裂隙。
3、影响边坡岩体应力分布的主要因素：（1）初始地应力，尤其是垂直于河谷的水平构造应力，初始水平剩余应力越高，越容易形成拉应力区，坡脚处最大剪应力越大；（2）坡形：坡高、坡度、坡底宽、凸凹坡坡越高，坡内拉压应力值呈线性增大坡角越大，拉应力范围增大，坡脚剪应力增大坡底宽越小，坡脚应力集中加剧。
凹形坡，应力集中程度小，有利于坡体稳定；（3）岩性：硬岩边坡地应力高；（4）岩体结构：软弱结构面的位置影响边坡应力4、边坡变形破坏的基本类型：（1）边坡变形：边坡无显著剪切位移或滚动，不致引起整体失稳。
形式：松弛张裂、倾倒变形、蠕变等；（2）边坡破坏：坡体以一定的速度出现较大位移，岩体产生整体滑动、滚动、转动。
形式：崩塌、滑坡；5、岩体的流变性（1）蠕变：应力不变，变形随时间增长而逐渐增加；（2）松弛：应变不变，应力随时间增长而有所减小的性状；（3）粘滞性：土的应力-应变关系随变形速率的变化而改变的性状；（4）长期强度：土的强度随时间增长而有所减小的性状。
斜坡稳定性影响因素
斜坡稳定性影响因素分析斜坡的稳定性受多种因素的影响，主要可分为内在因素和外部因素。
内在因素包括：地形地貌、岩土体类型和性质、地质构造等。
外部因素包括水、地震、人类活动等。
内在因素对边坡的稳定性起控制作用，外部因素起诱发破坏作用。
1.地形地貌从区域地形地貌条件看，斜坡变形破坏主要集中发育于山地环境中，尤其在河谷强烈切割的峡谷地带。
我国由于挽近地质时期大洋板块和大陆板块相互作用的制约，西部挤压隆起，东部拉张陷落，形成了西高东低的台阶状地形，可明显地划分出三个台阶。
处于两个台阶转折地带的边缘山地，山谷狭窄、高耸陡峻，地面高差悬殊。
因此斜坡变形破坏现象十分发育。
2..岩土体类型和性质岩土类型和性质是影响斜坡稳定性的根本因素。
在坡形（坡高和坡角）相同的情况下，显然岩土体愈坚硬，抗变形能力愈强，则斜坡的稳定条件愈好；反之则斜坡稳定条件愈差。
所以，坚硬完整的岩石（如花岗岩、石英砂岩、灰岩等）能形成稳定的高陡斜坡，而软弱岩石和土体则只能维持低缓的斜坡、一般来说，岩石中含泥质成分愈高，抵抗斜坡变形破坏的能力则愈低此外，岩性还制约斜坡变形破坏的型式。
一般来说，软弱地层常发生滑坡，而坚硬岩类形成高陡的斜坡，受结构面控制其主要破坏型式是崩塌。
顺坡向高陡斜坡上的薄板状岩石，则往往出现弯折倾斜以至发展成为滑坡。
黄土因垂直节理发育，故常有崩塌发生。
地质构造因素，包括区域构造点、边坡地段的这周形态、岩层产状、断层和节理裂隙发育特征以及区域新构造运动特点等。
它对边坡稳定，特别是岩质边坡稳定的影响是十分明显的。
在区域构造比较复杂的、褶皱比较强烈，新构造运动比较活跃的地区，边坡的稳定性较差，例如我国西南部横断山脉地区、金沙江地区的深切峡谷，边坡的崩塌、滑动、流动及其发育，常出现超大型滑坡及滑坡群。
其次，边坡地段的岩层褶皱形态和岩层产状，则直接控制边坡变形破坏的形式和规模，至于断层和节理裂隙对边坡变形破坏的影响则更为明显。
4.水河流是外动力地质作用中最活跃的因素之一。
影响公路边坡稳定性的因素分析及防治措施
影响公路边坡稳定性的因素分析及防治措施对公路边坡病害原因的分析，采取边坡的防护措施，坡面防护和冲刷防护，使用条件及施工注意事项，在不同环境和施工条件下采用不同的防护类型。
标签：公路;边坡稳定性的因素;原因分析及防护措施引言：近年来我省许多公路边坡失稳的事例屡见不鲜，由于边坡失稳不仅影响行车安全，掩埋公路中断交通，甚至已建成的公路放弃使用，造成不可估量的经济损失;同时也给人们的生命财产带来重大损失，因此研究公路边坡的防护治理显得非常迫切和必要，通过对丹锡高速公路锦朝段和长深高速公路阜朝段的边坡施工和维护，总结出影响边坡的稳定因素和采取的防护措施，为今后施工提供经验。
1 影响边坡稳定性的因素分析影响边坡稳定性的主要因素分为两类：自然因素和人为因素。
1.1影响边坡稳定性的自然因素（1）地质条件坚硬岩石由于地质构造引起的失稳以崩塌和结构面失稳为主;软弱岩石是由于应力控制性失稳为主。
所谓地质构造影响是指岩石结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成分和结构面的产出状态对边坡稳定性的影响。
（2）水文地质条件边坡水文地质条件的改变必然导致其地下水富集程度的改变。
由于岩土体的力学性质受水的影响很大，地下水富集程度的提高一方面增大坡体下滑力;另一方面降低软弱夹层和结构面的抗剪强度，导致不少边坡失稳与边坡水文地质条件恶化有关。
（3）气候因素气候类型不同，大气降雨也不同，因此在不同的地区由于大气降雨不同，即使其他条件相同，边坡的稳定性也不同，暴雨或长期降雨及融雪过后往往可以见到边坡失稳增多的现象，大气降雪、融雪的增加提高了地下水的补给量，一方面降低岩体强度，增大孔隙水压力，使边坡滑动面的抗滑能力降低;另一方面降低岩体强度，增大孔隙水压力，使边坡滑动面的抗滑能力降低;同时增大边坡的下滑力，两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。
（4）风化作用它使岩土的抗剪强减弱。
裂隙增加、扩大，影响边坡的形状和坡度;透水性增加，使地面水易于侵入，改变地下水动态等，沿裂隙风化时，可使岩土体脱落或沿斜坡崩塌、堆积、滑移等。
露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告
露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告露天煤矿是一种传统的开采方式，由于其开采方式特殊，一些地质条件不利于煤炭开采的地方，采矿的技术水平得不到充分的保证，常常出现煤炭开采的边坡稳定性问题，对采煤的安全带来很大威胁。
因此，对露天煤矿边坡稳定性进行分析和评价非常重要。
一、露天煤矿边坡稳定性的影响因素1、地质条件。
地质条件是影响煤矿边坡稳定性的关键因素，地质构造和地层组合对边坡稳定性产生直接影响。
2、地下水位。
地下水位变化会引起边坡的变形和破坏。
3、荷载。
荷载是导致煤矿边坡失稳的主要因素。
二、露天煤矿边坡稳定性的评价方法1、数值模拟方法。
采用数值模拟方法可以分析较为真实的地质条件，并定量地评估边坡的稳定性。
2、实地观测法。
实地观测法就是利用仪器观测边坡变形的方式来评价其稳定性。
3、模拟实验法。
通过对不同条件的模拟实验来探究边坡的稳定性。
三、露天煤矿边坡稳定性的分析方法1、基本的分析方法。
要对煤矿边坡稳定性进行分析，可以采用物理模型、理论分析的方法。
2、实验分析法。
通常需要在露天煤矿附近建立实验场地，打缩模泥样、边坡模型进行研究，以确定边坡破坏机理，进一步加深对其稳定性的了解。
3、监测分析法。
对边坡的变形膨胀与位移进行全面的监测，同时利用分析软件对数据进行分析，以评估其稳定性。
四、露天煤矿边坡稳定性评价报告的编写1、报告的开头应清晰地说明评估的目的和重要性。
2、交代评估的范围，定义研究的地质条件，分析影响因素以及边坡稳定性。
3、利用可靠的分析方法和实验数据，对边坡的稳定性进行评估。
4、分析结果应具体表述，包括各个影响因素的评估、边坡等级和安全系数等。
5、总结评估结果，提出可行的建议和对策，如加强支撑、降低坡度等。
综上所述，对露天煤矿边坡稳定性进行分析和评价是非常必要的，它对于保障煤炭开采安全具有重要作用。
我们应该采取有效的措施来维护煤矿边坡稳定性，以防止煤矿事故的发生。
土木工程中边坡稳定性分析方法
土木工程中边坡稳定性分析方法在土木工程领域，边坡稳定性是一个至关重要的问题。
边坡的失稳可能会导致严重的人员伤亡和财产损失，因此，准确分析边坡的稳定性对于工程的安全和成功实施具有重要意义。
本文将探讨几种常见的土木工程中边坡稳定性分析方法。
一、定性分析方法1、工程地质类比法这是一种基于经验和对比的方法。
通过对已有的类似地质条件和边坡工程的研究和经验总结，来对新的边坡稳定性进行初步判断。
这种方法虽然简单快捷，但依赖于丰富的工程经验和大量的案例数据。
2、历史分析法通过研究边坡地区的历史地质活动、自然灾害记录以及以往的边坡变形破坏情况，来推断当前边坡的稳定性。
然而，这种方法受到历史资料完整性和准确性的限制。
二、定量分析方法1、极限平衡法这是目前应用较为广泛的一种方法。
它基于静力平衡原理，将边坡划分为若干个垂直条块，通过分析条块之间的力和力矩平衡，计算出边坡的安全系数。
常见的极限平衡法有瑞典条分法、毕肖普法等。
瑞典条分法假设滑动面为圆弧，不考虑条块间的作用力，计算较为简单，但结果相对保守。
毕肖普法考虑了条块间的水平作用力，计算结果更为精确，但计算过程相对复杂。
2、数值分析方法（1）有限元法将边坡离散为有限个单元，通过求解每个单元的应力和位移，来分析边坡的稳定性。
它可以考虑复杂的边界条件和材料非线性特性，能够更真实地模拟边坡的力学行为。
（2）有限差分法与有限元法类似，但采用差分格式来近似求解偏微分方程。
在处理大变形和复杂边界问题时具有一定的优势。
（3）离散元法特别适用于分析节理岩体等非连续介质的边坡稳定性。
它能够模拟块体之间的分离、滑动和碰撞等行为。
三、监测分析方法1、地表位移监测通过设置测量点，使用全站仪、GPS 等仪器定期测量边坡表面的位移变化。
当位移量超过一定的阈值时，提示边坡可能存在失稳风险。
2、深部变形监测采用钻孔倾斜仪、多点位移计等设备，监测边坡内部的深部变形情况。
这种方法能够更早地发现潜在的滑动面。
土质边坡稳定性分析及破坏机理
低，达到临界值沿圆弧形滑动面滑移
岩土体沿莫一弱 面或朝向坡外的结构 面整体向下滑移 因自重应力超过 拉裂、剪切-滑移。层面或贯通性 结构面形成滑动面，结构面临空，坡 脚岩层被切断或坡脚岩层挤压剪切 张拉、剪切、弯折。自重应力和
坍塌
•
向卸荷、与坡面加载以及四季中时干时湿 等使松弛带内岩土的结合密实度在不断变 化而塌坡，塌至与其相适应的斜率为止
土质边坡破坏机理及 稳定性分析
一、土质边坡的结构类型
土质边坡：泛指具有倾斜面的土体，根据土体结构可分为三类： 类型
均质土边坡
结构特征
稳定性影响因素
整个坡体由均质土构成，基本不含节 土体强度和坡形 理、裂隙、没有贯通性的结构面
层状松散土
由不同类型的松散土层构成，控制性 土体强度、坡形、沉积层面 结构面是沉积层面 产状与坡面的组合关系
3、均质土边坡各种破坏模式
边坡类型
影响稳定的主要 因 素 以粘粒为主，一般干时坚硬，遇 1．矿物成分，特别是 水膨胀崩解。某些粘土具大孔隙 亲水、膨胀、溶滤性矿 性(如山西南部的粘土)，某些粘土 物含量；2．节理裂隙 甚坚固(如南方网纹红土)，某些粘 的发育状况；3．水的 土呈半成岩，但含可溶盐量高(如 作用；4．冰融作用 黄河上游的粘土)，某些粘土具水 平层理(如淮河下游的粘土) 以砂砾为主，结构较疏松，凝聚 1．颗粒成分及均匀程 力低为其特点，透水性较大，包 度；2．含水情况； 括厚层全风化花岗岩残积层 3．振动；4．地表水及 地下水作用 以粉粒为主、质地均一。一般含 主要是水的作用，因水 钙量高，无层理，但柱状节理发 湿陷，或对边坡浸泡， 育，天然水含水量低，干时坚固， 水下渗使下垫隔水粘土 部分黄土遇水湿陷，有时呈固结 层泥化等 状，有时呈多元结构
土木工程知识点-边坡工程稳定性及处理方法
土木工程知识点-边坡工程稳定性及处理方法我国是一个多地质灾害的国家，在众多的地质灾害中，边坡失稳灾害以其分布广危害大，而对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。
因此，研究边坡变形破坏的过程，分析其失稳的主要影响因素，对正确评价边坡的稳定性、采取相应有效的边坡加固治理措施具有重要的现实意义。
1 、边坡工程稳定性分析1.1 边坡稳定性的影响因素边坡在形成的过程中，其内部原有的应力状态发生了变化，引起了应力集中和应力重分布等。
为适应这种应力状态的变化，边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏，这是推动边坡演变的内在原因；各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化，这些条件是推动边坡演变的外部因素。
1.1.1 地质构造地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。
通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。
1.1.2 气候因素极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。
1.1.3 地下水处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。
1.1.4 边坡形态边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。
一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。
1.1.5 人类活动据统计，50%以上的滑坡事件与人类活动有着直接或间接的关系。
随着社会经济的发展，自20世纪中期以来，人类活动的力量日益剧增，并表现出逐渐取代自然营力。
在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。
土石混合体边坡的稳定性与大变形破坏分析
土石混合体边坡的稳定性与大变形破坏分析土石混合体边坡是地质工程中常见的一种边坡类型，其稳定性与大变形破坏分析对于确保工程的安全性和稳定性至关重要。
本文将针对土石混合体边坡的稳定性及大变形破坏进行分析和探讨。
1. 引言土石混合体边坡是由土壤和岩石组成的坡体，常见于水利、交通和土木工程中。
边坡的稳定性与大变形破坏是工程设计和施工中的重要问题，必须通过科学有效的方法来进行分析和评估。
2. 土石混合体边坡的稳定性分析2.1 土石混合体边坡的力学模型土石混合体边坡可以简化为一个具有一定倾角的均质土体或岩体，通过建立合适的力学模型来分析其稳定性。
常见的力学模型包括切片法、平衡法和数值模拟法等。
2.2 切片法分析边坡的稳定性切片法是一种常用的分析土石混合体边坡稳定性的方法。
通过将边坡切成多个切片，利用受力平衡条件和摩擦角原理，计算每个切片的平衡条件，从而判断边坡的整体稳定性。
2.3 平衡法分析边坡的稳定性平衡法是另一种常用的分析土石混合体边坡稳定性的方法。
通过建立边坡的平衡方程，考虑重力、支持力和抗滑力等因素，分析边坡是否能够保持稳定。
3. 土石混合体边坡的大变形破坏分析3.1 大变形破坏的特点土石混合体边坡的大变形破坏是指边坡发生严重位移或坍塌破坏的情况。
大变形破坏常发生在边坡的极限状态，对边坡的稳定性评估具有重要意义。
3.2 大变形破坏机理分析大变形破坏的机理与边坡的结构特征和受力情况密切相关。
常见的大变形破坏机理有滑移破坏、崩塌破坏和滑倒破坏等。
3.3 大变形破坏的监测与预警针对土石混合体边坡的大变形破坏，应该进行监测与预警，及时采取措施进行灾害防治。
常见的监测手段包括地面测量、遥感技术和传感器监测等。
4. 结论土石混合体边坡的稳定性与大变形破坏分析是确保工程安全与稳定的关键环节。
通过切片法和平衡法等分析方法，可以评估边坡的稳定性，而通过对大变形破坏机理的分析和监测与预警，可以有效应对边坡的灾害风险。
5. 参考文献[1] 李明. 边坡稳定性分析方法研究[J]. 岩土力学, 2009, 30(11): 3485-3491.[2] 刘国权, 潘保田. 边坡大变形破坏机理研究[J]. 工程地质学报, 2015, 23(2): 363-370.本文通过对土石混合体边坡的稳定性与大变形破坏的分析，介绍了切片法和平衡法等方法来评估边坡的稳定性，并探讨了大变形破坏的机理以及监测与预警的重要性。
边坡的变形破坏机理及稳定性分析
边坡的变形破坏机理及稳定性分析以杭州至兰州高速公路巫山至奉节段沿线的大水田残坡积红土路堑边坡为研究对象，在详细研究其地质资料的基础上，通过Geo-Studio模拟边坡在开挖及降雨作用下边坡的变形及稳定性变化的过程。
模拟结论认为：①开挖导致坡体产生卸荷回弹和应力迁移，导致坡体稳定性降低。
②在降雨过程中，随着降雨持时的增加，边坡的稳定性系数应是逐渐减小。
③在降雨结束时刻，入渗的雨水没有充分下渗，多集中分布在土坡表层，此时的稳定系数不是最低；在降雨结束后的短时间内（一般为1到2天），雨水在土坡体中继续下渗，扩大了雨水影响范围，边坡的稳定性系数进一步降低。
应力集中超过岩土体极限强度时，屈服面逐步向上延伸直至全部贯通，边坡发生整体滑动破坏。
标签：红土路堑边坡；变形破坏机理；稳定性；降雨入渗作用；数值模拟1引言国家重点公路工程杭州至兰州高速公路是连接我国东部、中部和西部的重要交通枢纽，是加强长江经济带一体化发展的需要，是实施“西部大开发”战略的需要。
杭兰线巫山至奉节段广泛分布着坡残坡积红土，基岩主要为三叠系中统巴东组第一至第五段岩层。
由于沿线地形起伏变化大，地貌复杂多变，因此，对边坡的开挖施工难以避免。
挖方工程改变了坡体结构，原始应力状态随之改变，边坡的稳定性受之影响而降低。
加之研究区连续最大降雨量和平均降雨量比较大，坡体所受的孔隙水压力、静水压力和浮托力都明显增大；含水量增加导致自重变大，增加了下滑力，同时红土体受到水的软化作用，削弱了土粒间的摩擦阻力，进而引起边坡的变形破坏。
在线路段的施工过程中及施工结束后已有部分路堑边坡产生了不同程度和规模的变形、滑塌。
2红土路堑边坡工程概况大水田边坡位于重庆地区巫山县龙井乡白泉村境内，地处砂岩、泥岩构造剥蚀和沟谷深切斜坡地貌区，地势总体为南高北低。
开挖的路堑边坡的起止桩号为YK33+600～K33+800，坡高17～21m，坡长约为200m。
开挖坡体范围对应的这段线路设计为分离式道路，因此需要对附近影响公路建设施工的原始边坡进行开挖改造，以满足线路及路面的设计要求，该红土路堑边坡因此而形成。
边坡稳定性分析
边坡稳定性分析学习指导：本章介绍了边坡的破坏类型，即：岩崩和岩滑；着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法，包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法；介绍了岩坡处理的措施。
重点：1。
边坡变形破坏类型；2影响边坡稳定性的因素；3边坡稳定性分析与评价。
9.1边坡变形和破坏类型9.1.1概述随着社会进步及经济发展，越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题，通过长期的工程实践，工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系，并通过理论对人类工程活动，进行有效地指导。
近年来，随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展，人类已认识到：边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展，而是与人类活动密切相关；人类在进行生产建设的同时，必须顾及到边坡的环境效应，并且把人类的发展置于环境之中，因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域，在这些领域中，边坡作为地质工程的分支之一，一直是人们研究的重点课题之一。
在水电、交通、采矿等许多领域，边坡工程是整个工程不可分割的一部分。
为了保证工程运行安全和节约资金，学者们对边坡的演变规律、边坡稳定性和滑坡预测进行了广泛的研究。
然而，随着人类工程活动的扩大和经济建设的快速发展，高陡边坡稳定性和大规模灾害性滑坡预测问题普遍出现在边坡工程中。
在我国，目前露天开采的人工边坡已达300-500m，这是水电工程中遇到的问题的天然边坡高度已达500―1000米，其中涉及的工程地质问题极为复杂，特别是在西南山区，边坡的变形、破坏极为普遍，滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。
因此，广大工程地质和岩石力学工作者长期以来对此问题进行了不懈的探索和研究，并取得了很大的进展；从最初的工程地质类比法、历史原因分析法等定性研究，到极限平衡法、数值分析法等定量分析方法，再到系统分析法、可靠性法、灰色系统法等不确定性方法，再辅以物理模拟法，工程地质力学理论和岩石（土）结构控制论的诞生，无疑为边坡工程和滑坡预测研究奠定了坚实的基础，为人类工程建设做出了巨大贡献。
(完整版)土质边坡稳定性分析及破坏机理
性，所以开挖坡度往往较陡，土体中本 身存在裂隙、空洞，在开挖卸荷后扩大， 导致坡体局部易出现崩塌破坏。
近有爆破施工。
①开挖深度较大或开挖坡度较陡；②坡内有倾向临空面的软
对于土质边坡来讲，滑坡多产生于
滑 坡
弱层(带)、结构面或层面；③开挖边坡面出现上层滞水面、潜水 面或有泉出露；④有明显的滑移剪切面出露；⑤在不良土质地 区，如软土、膨胀土；⑥在较恶劣的气候下施工，如雨季、寒
30°～55°之间的土坡，这类边坡易发 生整体滑
坡破坏
冬季节。
坍塌产生于易风化的土质边坡和类
土质边坡，尤其在膨胀土边坡或处于冻
坍
胀作用强烈区的边坡，一般发生在坡度
塌
大于20°时，随坡度增大发生坍塌的几
率也越大，在暴雨季节，边坡表层岩土
强度迅速降低，也会促使坍塌破坏发生
我们实际中考虑滑坡的破坏性
2、土质边坡破坏机理 边坡的失稳破坏主要是由于边坡内所受的应力超过岩土体或结构面的强度，从而导致
边坡结构破坏。边坡变形表现为卸荷回弹和蠕变两种主要方式。
破坏 形式
滑 坡 破 坏
崩 塌 破 坏
坍 塌 破 坏
破坏机理
土质边坡发生滑坡破坏根本原因在于边坡沿潜 在滑动面所受到的抗滑力(矩)小于其下滑力(矩)，则 边坡将沿潜在滑动面发生滑坡破坏，主要表现为边 坡整体的剪切滑移
土质边坡发生崩塌破坏主要因为开挖引起坡表 岩土体向临空面发生位移，并可能在坡项或体内产 生顺坡面向的裂隙，或其出口为上大下小的楔状体 的楔尖先压碎破坏，上部岩土在失去承托和支顶下 失稳。崩塌破坏主要以张拉破坏为主，形式上主要 表现为岩土体的翻转、滚动、弯曲折断，崩塌体翻 倒时，在空间的方位是随便改变的。
因自重应力超过 岩土体强度而产生张 剪性破坏，由坡顶向 坡内逐渐扩展
路基设计—路基边坡稳定性分析
简单二条分、法动适态用于弯边沉坡检有不测同的土层、均质土边坡，部分被淹没、均质 土坝，局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。
三、平整度检测
二、动态弯沉检测 三、平整度检测
二、动态弯沉检测 三、平整度检测
瑞典条分法是所有条分法的雏形。在它的假定中，滑裂面为圆弧面，忽略
孔隙水压二力、的动产生态，弯使沉土体检作测用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡
应针对这些原因，采用相应的排水措施。
（2）三振、动的平作整用度：如检地测震的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振
动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；车辆运动、施工打桩或爆破， 由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。
失稳土体二的、滑动动面态近弯似直沉线检形态测。直线法是假定路基边坡滑坍时，滑动面为
一平面，它适合于砂性类土填筑的路基边坡稳定性计算。原地面为近似直线的
陡坡路堤三，、如果平接整触面度的检摩测擦力不足，整个路堤亦可能沿原地面成直线形态下滑。
二、动态弯沉检测
三、平整 度检测
按照公路的有关设计规范，路堤边坡稳定性必须满足下式：
En<0表示不会产生未平衡的推力，按1.25的安全系数考虑，该折线滑动 面路基是安全的。如果En >0则土体的滑动稳定性不满足要求，必须对土体 采取加固措施。
不二平、衡动推力态法弯在划沉分检土测条后，其计算针对每一土 条分别进行,将上一土
条计算出的剩余滑动力施加在下一土条上，如果计算出的剩余滑动力小于
如此反二复、迭动代，态直弯至前沉后检两测次的Fs值非常接近。通常只要迭代3~4次,就可
以得到满足精度要求的解，而且迭代通常是收敛的。
三、平整度检测
4.圆弧滑动面假定的圆心辅助线的确定方法 1）4.5H法
工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理分析
工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理分析摘要：本文旨在分析工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理。
具体来说，我们考虑了地表物理参数、地质因素和流体在土壤中的作用，以及土壤中可能出现的力学问题，并运用定量分析方法、有限元分析和动力学模型来研究边坡变形的机理。
研究结果表明，在一定条件下，工程开挖会导致土壤渗透性、残量变形、渗流、饱和度变化等因素的变化，从而影响边坡稳定性并导致边坡变形破坏。
关键词：工程开挖，黄土边坡，变形破坏，机理分析正文：1. 引言工程开挖是将土地上的开挖物清除，以支撑施工建筑物的基本工程活动。
然而，由于工程开挖使土壤原有稳定状态发生变化，尤其在边坡稳定性上。
如果不采取干预措施，将会导致土质地基和岩土构造以及边坡的变形破坏等负面效应的发生。
因此，对工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理的研究是解决上述问题的基本科学依据。
2. 研究方法针对工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理，我们综合运用定量分析法、有限元分析和动力学模型来研究。
首先，我们收集了有关资料，并分析了地表物理参数和地质因素，确定了工程开挖的水文地质条件；其次，根据岩土体系的流体特性，以及渗流力学模型，探讨了土壤中的力学问题，以及其对边坡稳定性的影响；最后，运用有限元分析，从力学角度出发，进一步阐明了工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理。
3. 研究结果及分析经过此次研究，目前，对黄土边坡变形破坏机理的定性研究已经初步完成。
分析表明，工程开挖会引起边坡土壤中渗透性、残量变形、渗流、饱和度变化等参数的变化，使边坡稳定性发生变化，最终导致边坡的破坏。
4. 结论本文从工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理的角度，通过定量分析方法、有限元分析和动力学模型的运用，分析了边坡土壤的渗透性和稳定性变化，以及破坏机理的形成。
本文的研究结果为开挖工程的后续设计和施工提供了一定的理论依据。
5. 研究局限性尽管本文已经对工程开挖引起的黄土边坡变形破坏机理进行了初步研究，但也存在一定的局限性。
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边坡稳定性的影响因素及其变形破坏机理分析
摘要:边坡稳定性的影响因素有地形地貌因素、地层岩性因素、水文地质环境因素、人工活动因素,论文对影响因素和变形破坏机理进行了分析。
关键词:边坡稳定性破坏机理
1、边坡稳定性的影响因素分析
1.1地形地貌因素
边坡失稳是地形地貌演变过程中的一种表现形式,是斜坡变形的基础。
斜坡的高度、长度、坡度、平面形态以及临空条件等都决定和影响着斜坡内应力的分布状况和稳定性。
边坡的失稳,有效临空面是其中的一个重要因素,它为边坡的变形、破坏和运动提供了空间条件。
斜坡的坡度和高度对滑坡的影响也很大。
斜坡的抗滑力和下滑力之间的平衡是随着坡度的大小而变化的。
斜坡高度的大小决定了坡体的有效临空面积。
而且斜坡的高度和坡度还决定着边坡变形破坏的速度。
1.2地层岩性因素
地层岩性是边坡失稳的决定性因素,边坡变形破坏的发生、发展和频率是受岩体性质制约的。
斜坡内部的应力分布状况、变形和破坏特性完全取决于地质结构和岩体的物质组成。
地层岩性的差异是影响斜坡稳定性的主要因素,斜坡岩体类型特征面及其组合形式决定了斜坡的稳定程度。
1.3水文地质环境因素
1.3.1地表河流
河流是外动力地质作用中最活跃的因素之一。
河流对坡体进行侧蚀,掏蚀坡脚,使坡体失去完整性,同时浸泡坡脚,减小其阻抗力。
1.3.2大气降水
(1)降雨引起地下水位的抬升;
(2)降雨引起河流水位提高,水量加大,对坡脚侵蚀加剧;
(3)降雨可进入坡体裂隙,加剧坡体不稳定性;
(4)雨水的软化作用,由于水的浸泡而使岩体强度降低。
首先水对岩体有明显
的化学作用,在一定条件下,岩石矿物吸收或失去水分子而发生水化作用和脱水作用,在吸水或脱水过程中都能引起矿物体积的膨胀或收缩,从而导致岩州的松散、破碎或改变其化学成分;其次,水对岩体的物理作用使岩体中裂隙开裂和碎惑进而促使风化作用向坡体深部扩散和发展,最后迫使坡体失稳和破坏;
(5)降雨浸润整个坡体,增加坡体重量,降低土体抗剪强度及坡体抗滑性,因而降雨是动态因素中最重要的。
1.3.3地下水
由于大气降雨的补给和灌溉水的下渗,导致地下水位大幅度上升,长期浸泡坡体。
不仅起到了与地表水入渗时同样的作用,而且增大了岩体的含水量,降低了土体抗剪强度,同时对坡体起到了浮托作用,降低了斜坡土体的抗剪强度。
另一方面,由于水位的升高,增大了边坡的静、动水压力,在斜坡处形成了较大的水力坡度,增加了水对斜坡的侧压,从而使边坡稳定条件恶化。
1.4人工活动因素
1.4.1人为改变地下水文地质条件,如不合理开采地下水、沟中修建水库、坡体上拦坝建池塘,人工弃土堵塞地下水出口等等都会改变地下水的条件,从而影响边坡的稳定性。
1.4.2坡脚处施工开挖容易在坡脚形成临空面,造成应力集中现象,威胁坡体稳定。
1.4.3施工爆破震动容易对边坡岩土体造成松动破坏作用,甚至在坡体内部形成裂缝,降低边坡的稳定条件。
而频繁的爆破震动效益无疑会给边坡的稳定性带来不利的影响,这是露天矿边坡变形比较普遍,不稳定或潜在不稳定边坡占有相当大比率的主要原因之一。
2、坡体变形破坏机理分析
一般而言,斜坡从变形演化发展到破坏,是一个复杂的动态力学过程,是一个变形从量变的积累到质变的发展过程。
量变的积累总的来说是一个小变形过程,而质变发生后的破坏、运动则是一个大变形的过程,到目前为止还没有一种力学一数学模型能统一表述两种变形过程。
因此,对小变形的描述多采用基于弹性、弹塑性及粘弹塑性理论的本构方程,并用有限单元法等数值分析方法求解;而对于大变形的描述多采用基于牛顿第二运动定律的准刚性块体模型或不连续变形模型,用离散单元法来求解。
露天边坡体的破坏系特定的岩体构造条件及开采工艺等多种因素的制约,形成的过程漫长而又复杂。
构造控制着岩石的力学性质,露天的持续开采形成了大范围的立体临空面,为边坡体的破坏提供了基础;沿着大面积的节理裂隙的渗水,恶化了岩体的稳定条件,爆破的震动效应及其他人为因素所产生累积效应加速了
破坏的形成。
2.1蠕滑一拉裂型
这种破坏类型表现形式为:人工堆积废石在重力作用下,沿其下卧软弱地层首先向
外水平向蠕滑挤出,进而导致上部坡体沿垂直方向拉裂、下沉,发生破坏。
2.2拉裂一滑移型
这种破坏主要产生于单坡坡高较大,并且粗、细相间堆积而形成的人工高边坡上。
这种破坏的产生主辜是由于废渣在排放的过程中,由于粗、细颗粒分阶段分别堆积,从而在坡体中形成间断面,外加单一坡高较大,导致坡体产生较大的不均匀压缩变形、固结变形及沿间断面的剪切变形,导致坡顶产生大量的拉、错裂缝。
这种破坏形式的发展结果是顶部的裂缝不断加宽及加深,破坏面不断向下延伸,慢慢在坡体中形成一连续的滑移控制面,最终导致斜坡的整体滑动。
2.3滑塌型
坡体表面因冲沟发育及人工切割坡脚等,致使坡体表面稳定性变差,出现局部滑塌现象,该破坏若进一步发展,将影响到整个坡体的稳定。
2.4泥石流
泥石流是指固体物质含量高、泥位剧增的暂时性山地河床洪流。
具暴发突然、运动快速、历时短暂的特点。
泥石流的形成必须具备三个方面的条件:丰富的松散固体物质、必要的地形地貌条件和充分的水动力条件。
只有三者出现适当的组合关系时,才可能暴发泥石流。
参考文献:
[1]汪小刚,杨健等编著.岩质边坡稳定分析一原理·方法·程序[M].北京:中国水利水电出版社,2005
[2] 孙玉科,牟会宠,姚宝魁编著.边坡岩体稳定性分析[M].北京,科学出版社,1998
[3] 王思敬,张菊明.边坡岩体滑动稳定的动力学分析[[J].地质科学.1982,2,162-170。