最新9边坡岩体稳定性分析091
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形状
结构面发育情况
岩土工程特征
可能发生的岩 土工程问题
整体 状结
构
块状 结构
层状 结构
碎裂 状结
构
散体 状结
构
均质，巨块状岩 浆岩、变质岩， 巨厚层沉积岩、 正变质岩
厚层状沉积岩、 正变质岩、块状 岩浆岩、变质岩
多韵Βιβλιοθήκη Baidu的薄层及 中厚层状沉积岩、 副变质岩
构造影响严重的 破碎岩层
构造影响剧烈的 断层破碎带，强 风化带，全风化 带
巨块 状
以原生构造节理为主，多呈闭 合型，裂隙结构面间距大于1
5m，一般不超过1～2组， 无危险结构面组成的落石掉块
整体性强度高，岩体稳 定，可视为均质弹性各 向同性体
整体强度较高，结构面
块状、 柱状
只具有少量贯穿性较好的节理裂隙， 裂隙结构面间距0.7～1.5m。一般 为2～3组，有少量分离体
互相牵制，岩体基本稳 定，接近弹性各向同性 体
一、边坡的一般分类
（1） 边坡按高度可分为
超高边坡（大于100米）
高边坡（50到100米）
行业不同有 所区别
中边坡（20到50米）
低边坡（小于20米）
（2）按成因可分为
•剥蚀边坡
•侵蚀边坡
•塌滑及人为边坡
小湾水电工程 700m
锦屏一级水电站左岸550米高 边坡
水电系统
此外，还有破坏概率法、信息论方法及风险决策等 新方法应用于边坡稳定性分析中。
离心模型试验是采用较小比例 的模型.通过离心机产生的离心 力来模拟土工结构物所受到的 自重应力.使模型的应力水平与 原型相同.从而达到分析原型结 构物特性的目的。
四、稳定性系数和安全系数的概念
正确理解稳定性系数和安全系数的概念和两者的区别。 •安全系数，允许的稳定性系数值，安全系数的大小是 根据各种影响因素人为规定的。 •稳定性系数则是反映滑动面上抗滑力与滑动力的比例 关系，用以说明边坡岩体的稳定程度。
边坡高度大，地质结构及环境条件复杂，工 程对边坡质量要求高，常需要保证永久稳定。
边坡高度大，地质结构较复杂,工程对边坡质 量有一定要求, 但通常考虑极限设计. 边坡高度一般较大，地质结构及环境条件复 杂，对边坡质量要求高，但通常要求线路快 速通过。 边坡高度一般较小,地质结构及环境条件相对 简单,对边坡质量要求较高。 边坡高度小,地质结构及环境条件相对简单, 对边坡质量要求高。
不稳定结构体 的局部滑动或 坍塌，深埋洞 室的岩爆
层状、
板状、 有层理、片理、节理，常有层
透镜 间错动面
体
块状
断层、断层破碎带、片理、层理及
层间结构面较发育，裂隙结构面间 距0.25~0.5m，一般在3组以上，由 许多分离体形成
接近均一的各向异性体， 不稳定结构体可 其变形及强度特征受层 能产生滑塌，特
矿山系统 铁道系统 公路系统 城建系统
不同部门岩石工程高边坡类型及特点
建议高 边坡定
义
>100m
>100m >50
>30m >15m
一般高边坡 高度范围
边坡及边坡工程特点
人工：100700m 自然：1001000m
100-500m
人工：50-150m 自然：100300m 人工：30-80m 自然：30-150m 人工：15-50m 自然：15-100
完整性遭到极大破坏， 稳定性极差，岩体属性 接近松散体介质
易引起规模较 大的岩体失稳， 地下水加剧岩 体失稳
1.碎裂结构边坡
2.块状结构边坡
3.层状结 构边坡
二、常用的岩质边坡稳定性分析方法
目前，用于边坡岩体稳定性分析的方法，主要有：
数学力学分析法(包括块体极限平衡法、弹性力学与 弹塑性力学分析法和有限元法等) 模型模拟试验法(包括相似材料模型试验、光弹试验 和离心模型试验等) 原位观测法
安全系数选取考虑的因素：
①岩体工程地质特征研究的详细程度；
②各种计算参数，特别是可能滑动面剪切强度参 数确定中可能产生的误差大小；
③在计算稳定性系数时，是否考虑了岩体实际承 受和可能承受的全部作用力；
④计算过程中各种中间结果的误差大小；
⑤工程的设计年限、重要性以及边坡破坏后的后 果如何等等。
建筑边坡工程技术规范- GB 50330-2002
面及岩层组合控制，可 别是岩层的弯张
视为弹塑性体，稳定性 破坏及软弱岩层
较差
的塑性变形
完整性破坏较大，整体 强度很低，并受断裂等 软弱结构面控制，多呈 弹塑性介质，稳定性很 差
易引起规模较 大的岩体失稳， 地下水加剧岩 体失稳
碎屑 状颗 粒状
断层破碎带交叉，构造及风化 裂隙密集，结构面及组合错综 复杂，并多充填粘性土，形成 许多大小不一的分离岩块
9边坡岩体稳定性分析091
§9.1 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。
❖ 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。
(3) 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。
后缘拉裂，坡脚剪出
(4) 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。 均质岩土体-圆弧形滑坡
§9.2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 变形或破坏。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。
❖ 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。
（3）按其人工改造程度可分为 •自然边坡（天然河谷或库区岸坡等） •人工边坡（基坑、坝肩、洞脸等）
（4）工程地质部门通常对边坡进行岩 性、结构、变形三级分类： 1）按物质组成可分为： 岩质边坡 黄土边坡 砂土边坡 土石混合边坡
2).岩质边坡按边坡岩体结构可分为：
岩体 结构 类型
主要
岩体地质类型 结构
结构面发育情况
岩土工程特征
可能发生的岩 土工程问题
整体 状结
构
块状 结构
层状 结构
碎裂 状结
构
散体 状结
构
均质，巨块状岩 浆岩、变质岩， 巨厚层沉积岩、 正变质岩
厚层状沉积岩、 正变质岩、块状 岩浆岩、变质岩
多韵Βιβλιοθήκη Baidu的薄层及 中厚层状沉积岩、 副变质岩
构造影响严重的 破碎岩层
构造影响剧烈的 断层破碎带，强 风化带，全风化 带
巨块 状
以原生构造节理为主，多呈闭 合型，裂隙结构面间距大于1
5m，一般不超过1～2组， 无危险结构面组成的落石掉块
整体性强度高，岩体稳 定，可视为均质弹性各 向同性体
整体强度较高，结构面
块状、 柱状
只具有少量贯穿性较好的节理裂隙， 裂隙结构面间距0.7～1.5m。一般 为2～3组，有少量分离体
互相牵制，岩体基本稳 定，接近弹性各向同性 体
一、边坡的一般分类
（1） 边坡按高度可分为
超高边坡（大于100米）
高边坡（50到100米）
行业不同有 所区别
中边坡（20到50米）
低边坡（小于20米）
（2）按成因可分为
•剥蚀边坡
•侵蚀边坡
•塌滑及人为边坡
小湾水电工程 700m
锦屏一级水电站左岸550米高 边坡
水电系统
此外，还有破坏概率法、信息论方法及风险决策等 新方法应用于边坡稳定性分析中。
离心模型试验是采用较小比例 的模型.通过离心机产生的离心 力来模拟土工结构物所受到的 自重应力.使模型的应力水平与 原型相同.从而达到分析原型结 构物特性的目的。
四、稳定性系数和安全系数的概念
正确理解稳定性系数和安全系数的概念和两者的区别。 •安全系数，允许的稳定性系数值，安全系数的大小是 根据各种影响因素人为规定的。 •稳定性系数则是反映滑动面上抗滑力与滑动力的比例 关系，用以说明边坡岩体的稳定程度。
边坡高度大，地质结构及环境条件复杂，工 程对边坡质量要求高，常需要保证永久稳定。
边坡高度大，地质结构较复杂,工程对边坡质 量有一定要求, 但通常考虑极限设计. 边坡高度一般较大，地质结构及环境条件复 杂，对边坡质量要求高，但通常要求线路快 速通过。 边坡高度一般较小,地质结构及环境条件相对 简单,对边坡质量要求较高。 边坡高度小,地质结构及环境条件相对简单, 对边坡质量要求高。
不稳定结构体 的局部滑动或 坍塌，深埋洞 室的岩爆
层状、
板状、 有层理、片理、节理，常有层
透镜 间错动面
体
块状
断层、断层破碎带、片理、层理及
层间结构面较发育，裂隙结构面间 距0.25~0.5m，一般在3组以上，由 许多分离体形成
接近均一的各向异性体， 不稳定结构体可 其变形及强度特征受层 能产生滑塌，特
矿山系统 铁道系统 公路系统 城建系统
不同部门岩石工程高边坡类型及特点
建议高 边坡定
义
>100m
>100m >50
>30m >15m
一般高边坡 高度范围
边坡及边坡工程特点
人工：100700m 自然：1001000m
100-500m
人工：50-150m 自然：100300m 人工：30-80m 自然：30-150m 人工：15-50m 自然：15-100
完整性遭到极大破坏， 稳定性极差，岩体属性 接近松散体介质
易引起规模较 大的岩体失稳， 地下水加剧岩 体失稳
1.碎裂结构边坡
2.块状结构边坡
3.层状结 构边坡
二、常用的岩质边坡稳定性分析方法
目前，用于边坡岩体稳定性分析的方法，主要有：
数学力学分析法(包括块体极限平衡法、弹性力学与 弹塑性力学分析法和有限元法等) 模型模拟试验法(包括相似材料模型试验、光弹试验 和离心模型试验等) 原位观测法
安全系数选取考虑的因素：
①岩体工程地质特征研究的详细程度；
②各种计算参数，特别是可能滑动面剪切强度参 数确定中可能产生的误差大小；
③在计算稳定性系数时，是否考虑了岩体实际承 受和可能承受的全部作用力；
④计算过程中各种中间结果的误差大小；
⑤工程的设计年限、重要性以及边坡破坏后的后 果如何等等。
建筑边坡工程技术规范- GB 50330-2002
面及岩层组合控制，可 别是岩层的弯张
视为弹塑性体，稳定性 破坏及软弱岩层
较差
的塑性变形
完整性破坏较大，整体 强度很低，并受断裂等 软弱结构面控制，多呈 弹塑性介质，稳定性很 差
易引起规模较 大的岩体失稳， 地下水加剧岩 体失稳
碎屑 状颗 粒状
断层破碎带交叉，构造及风化 裂隙密集，结构面及组合错综 复杂，并多充填粘性土，形成 许多大小不一的分离岩块
9边坡岩体稳定性分析091
§9.1 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。
❖ 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。
(3) 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。
后缘拉裂，坡脚剪出
(4) 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。 均质岩土体-圆弧形滑坡
§9.2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 变形或破坏。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。
❖ 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。
（3）按其人工改造程度可分为 •自然边坡（天然河谷或库区岸坡等） •人工边坡（基坑、坝肩、洞脸等）
（4）工程地质部门通常对边坡进行岩 性、结构、变形三级分类： 1）按物质组成可分为： 岩质边坡 黄土边坡 砂土边坡 土石混合边坡
2).岩质边坡按边坡岩体结构可分为：
岩体 结构 类型
主要
岩体地质类型 结构