第6章边坡稳定性
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卸荷回弹
压致拉裂缝自下向上扩展
滑移面贯通
③ 滑移－弯曲（sliding and bending）
边坡沿上部陡外倾结构面滑移，在下部受阻后发 生弯曲变形，表层岩层拉裂后岩层剪出。在薄层状及 柔性较强的碳酸盐类层状边坡中比较常见。（图）
轻微弯曲
强烈弯曲隆起
切出面贯通
④ 塑流－拉裂
（plastic flowing andfracturing）
及时治理
针对已经出现的变形状况及时采取必要的增强稳定性措施。
根据工程工程重要性制定具体整治方案
实质是经济原则，重大工程采取全面永久的严密的整治措施， 获得高的安全系数；一般工程则采取简易的防治措施。
➢ 将复杂的滑体形态进行几何简化，滑面简化为圆弧 面、平面或折面
➢ 将空间问题简化为平面问题，取滑动方向的代表性 剖面
➢ 将均布力简化为集中力 （2）分析步骤 ➢ 滑体的形状分析 ➢ 滑体受力条件分析 ➢ 确定计算参数
（3）分析方法
（4）分析应用 ① 层状结构边坡稳定性分析 滑坡条件 ➢ 滑动面倾向和坡面倾向
2 影响边坡应力分布的主要因素
（1）原始应力状态 在新构造运动强烈的地区存在较大的水平构造
残余应力，在临空面附近形成应力集中，表现为加 剧应力分异，在坡顶和坡面张力带表现明显。 （2）坡形
影响坡面几何形态的主要是坡角。坡角增大张 力带范围扩大，坡脚应力集中带最大应力增大。 （3）岩土体结构特征
坡体中存在各种形式的脆弱结构面，对坡体应 力场影响复杂。主要表现在结构面周边出现应力集 中或应力阻滞，构成边坡变形破坏的控制性条件， 产生不同类型的变形和破坏机理。
W sin s
c2 A2
③ 碎裂结构边坡稳定性分析
碎裂结构边坡的滑面常简化为平面圆弧，将滑动岩 体视为刚体。
n
n
Fs
抗滑力矩 ＝ M R 滑动力矩 M s
cili Ni tani
1
1
n
Ti
1
考虑条间推力的毕肖普（Bishop）法
切向力Ti
cili Fs
Ni
tani
Fs
滑面支持力Ni [Wi (Hi1 Hi )]cosi (Pi1 Pi ) sini
➢ 如果各组结构面的性质不同，以对边坡稳定 性有直接影响的结构面推断稳定坡角。
（4）边坡岩体结构的稳定性判断 边坡岩体结构的基本类型： ➢ 层状结构边坡 ➢ 块状结构边坡 ➢ 碎裂结构边坡
根据稳定性程度分为：
①稳定结构边坡
边坡岩体中的结构面（层理、节理、断层 等）倾向或它们的组合交线的倾向与边坡坡 面的倾向相反。
③ 弯折倾倒 陡倾板状（片状）岩石组成的边坡当走向与坡面
平行时在重力作用下发生向临空面的弯曲。弯折角一 般200～500，弯折倾倒程度由地面向深处逐渐较小， 下部岩层往往折断，张裂隙发育，层间位移明显。
（2）边坡破坏类型
① 崩塌
边坡岩土体被倾倒的拉裂面破坏分割，突然脱离
母体而迅速翻滚掉落。
山崩
岩崩
表层蠕滑
后缘拉裂
潜在剪切面剪切扰动
② 滑移－压致拉裂（sliding and compression cracking） 边坡表层卸荷回弹，沿平缓岩层面发生滑移，在
滑移面锁固点或错列点附近因为拉应力集中而产生与 滑移面近似垂直的拉裂缝，逐步向上扩展最终贯通形 成滑移面。多发生在平缓层状边坡中。（图）
➢ 受软弱基座的控制
由软弱基座的蠕动发展引起滑坡（图）。
2 边坡变形破坏的地质力学模式
① 蠕滑－拉裂（creep－sliding and fracturing） 坡体表层发生剪切蠕变，在后缘形成拉裂缝，
向深度发展到达最大剪应力面后造成剪应力集中， 最终导致滑面形成。多发生在均质或似均质或倾向 坡内的薄层状岩体中（图）。
③ 两结构面的组合交线在两结构面倾向线一 边时，滑动方向沿着中间的倾向线
（3）稳定坡角的判断 ① 单一结构面与边坡角的关系
➢ 岩层倾向和边坡坡面倾向一致 坡角小于等于岩层倾角：稳定 坡角大于岩层倾角：不稳定
➢ 岩层倾向和边坡坡面倾向不一致 用赤平投影法求稳定坡角
岩层倾向和坡面倾向一致：稳定坡角最小为岩层倾角 岩层倾向和坡面倾向垂直：稳定坡角最大为直角
按规模
按成分
坠石
土崩
崩塌的条件
➢ 一般发生在厚层坚硬脆性岩体中。这类岩体能形成 高陡边坡，边坡前缘由于应力重分布和卸荷等原因 产生长而深的分离面，最终发生崩塌；
➢ 构造节理和成岩节理密度较小，延展性、穿切性较 好时形成较大体积崩塌体；
➢ 崩塌多在高陡边坡前缘，地面坡度往往大于45度尤 其是大于60度时崩塌可能性大；
⑤ 弯曲－拉裂（bending and fracturing）
陡倾岩层在自重作用下向临空面悬臂弯曲，逐 步向后发展，层间产生相互错动，在后缘形成拉裂 缝，最终岩层在根部折断崩塌。多发育在直立或陡 倾坡内的层状边坡中。（图）
卸荷回弹陡倾面拉裂
板梁弯曲，拉裂向下发展
板梁根部折断压碎
6.1.3 边坡稳定性分析方法
Wi
tan i }
tan i
1
sini /
Fs
c os i
Wi sini
先假定安全系数 Fs 为1，代入式中求出安全系数。
如果大于1，继续代入计算，反复迭代几次直到
假设的安全系数和计算出的安全系数接近为止。
3 工程地质因素对比分析
将已有的自然边坡或人工边坡的研究设计经验， 应用到条件相似的新边坡的研究和人工边坡的设计中 去，即工程地质类比法。 工程类比的应用方面： ➢ 按照边坡的岩性、构造、机诶构、高度、水文地质等 的相似条件从经验数据中选取容许稳定坡度值； ➢ 根据岩体物理力学性质的相似性，从经验数据中选取 稳定计算参数； ➢ 根据自然条件的相似的边坡破坏实例，反算推求边坡 稳定性计算参数； ➢ 根据自然条件相似的边坡变形破坏特征，分析评价边 坡变形破坏形式，预测其发展变化规律； ➢ 根据条件相似的边坡整治经验教训，提出边坡整治措 施的建议。
②基本稳定结构边坡
边坡岩体中的结构面（层理、节理、断层 等）倾向或它们的组合交线的倾向与边坡坡 面的倾向一致，但倾角都大于坡角。
③不稳定结构边坡 边坡岩体中的结构面（层理、节理、断层
等）倾向或它们的组合交线的倾向与边坡坡 面的倾向一致，且倾角都小于坡角。
2 力学分析（刚体平衡法）
（1）基本假定 ➢ 将滑体作为均质刚体，本身没有变形
在外倾岩层中较为常见，当断层面外倾 时也可能产生单一滑面。赤平投影中结构面倾 向与坡面一致，倾角小于坡角但大于摩擦角。
③ 双滑面破坏及其投影特征
当边坡中存在两组以上优势外倾结构面时， 结构面的交线形成滑动面。赤平投影中两组结 构面的交线外倾同时大于摩擦角，同时极点有 个密集核心。
④ 倾倒破坏及其投影特征
安全系数Fs
{cili [(Wi Hi Hi1) cosi (Pi1 Pi ) sini ] tani} Wi sini
考虑平衡条件
力矩平衡： Wi xi TiR 0
力的平衡：Fx 0 Fy 0
假定不计条块间的摩擦力之差即Hi1 Hi 0
Fs
{cili
c os i
用赤平投影法求稳定坡层倾向和坡面倾向垂直：稳定坡角最大为直角
② 两组结构面与边坡角的关系
两组结构面组合与边坡角的关系主要是 分析组合交线与边坡角的关系。
赤平投影法求稳定边坡角：
③ 三组以上结构面与边坡角的关系
➢ 如果各组结构面的延伸性、连续性和充填性 等基本相同，以倾角最小的组合交线为准推 断最小坡角
当边坡下部的软弱基座缓倾 坡外时，在上覆岩体的压力作用 下产生压缩变形和向临空或减压 方向的塑流挤出，导致上覆坚硬 岩层沿着接触面拉裂解体和不均 匀沉降，造成前缘掉落和迷宫式 的块状滑坡。如果上覆岩层有一 定塑性，将随着下卧基座缓慢向 临空面滑动，演变为蠕滑－拉裂 模式。
当软弱基座倾向坡内时，上 覆岩层产生由外向内的不均匀沉 陷，造成后缘拉裂，逐步向深部 发展而崩滑。
当边坡岩层陡内倾时，在自重下向坡外 发生弯曲－拉裂破坏。赤平投影中结构面倾 向与坡面相反且倾角很大。
（2）滑动方向分析 单滑面边坡：滑动方向为滑面倾向 双滑面边坡： ① 两结构面的组合交线在两结构面倾向线之
间时，滑动方向沿着组合交线
② 两结构面的组合交线在两结构面倾向线之 一重合时，滑动方向沿着重合的结构面倾 向
1、岩体结构分析
（1）边坡结构类型及其判断
实践证明：边坡岩体破坏多数沿着 边坡岩体中的结构面发生，因此结构面 的分布、组合和密度等直接影响边坡的 稳定性。
① 近似圆弧形破坏及其投影特征
岩体为碎裂散体结构，结构面发育密集， 胶结差，滑面呈近似圆弧形。赤平投影中结构 面均匀分布，无集中点。
② 单滑面破坏及其投影特征
主要受控于最大剪应力面，由于在坡顶与扩张性破裂面 重合，因此滑面与最大剪应力有一定夹角，近似为对数螺旋 线，简化为圆弧。多出现在土质、半岩质或强风化的岩质边 坡中。
➢ 受到弱面的控制
当坡体中存在强度较低的外倾软弱结构面时，将代替最 大剪应力面成为滑动控制面。弱面的倾角在10度左右时可能 滑动，在15度～40度时滑动最多。滑面可以分为直线形、折 线形和锯齿形（图）。
➢ 滑面水压力、拉裂缝中的 水压力都通过滑体重心
Fs
cjL
(W cos
W sin
U V sin
V cos
) tan j
② 块体结构边坡稳定性分析
块体结构边坡发育两组或两组以上不同方向的结构 面，以两组结构面组成的块状边坡为例，切割形成一 个楔形体。
Fs
N1
tan 1
N2 tan2 c1A1
6.1.4 边坡变形破坏的防治
1 边坡变形破坏的防治原则
以防为主，及时治理，根据工程重要性制定具体整治方案。
以防为主
➢ 正确选择建筑场地，合理制定人工边坡的布置和开挖方案
➢ 查清可能导致天然边坡稳定性下降的因素，事先采取必要措施 消除或改变这些因素，变不利为有利，以保持边坡稳定性甚至 提高边坡稳定性。
边坡稳定性评价的主要步骤：
➢ 根据地质测绘，应用地质力学方法研究区域稳定 性、构造应力与变形、岩体结构特征，推断边坡 可能的变形破坏机制和稳定坡角
➢ 根据边坡岩体物理力学参数，应用岩体力学研究 计算边坡在特定受力条件和变形机制下的稳定性
➢ 根据边坡稳定性的计算结果推断边坡的变形发展 趋势，做出预报
具体的稳定性分析方法有3种：
➢ 风化作用加深加宽边坡前缘的裂隙，对崩塌起到催 化作用；
➢ 短时的裂隙水压力以及地震或爆破震动等触发因素。
湖北省远安县境内盐池河磷矿灾难性山崩
② 滑坡
边坡沿着贯通的剪切滑动面所发生的滑移现象称为滑坡。 滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所 致。
滑床面的形成机理：
➢ 不受弱面的控制
6.1.2 边坡失稳的基本形式
1 边坡变形破坏的类型 变形是量变阶段，破坏则是质变阶段。
（1）边坡变形的类型 ① 拉裂
在岩土体内拉应力集中部位或张力带内形成张 裂隙称为拉裂，在坚硬岩体组成的高陡边坡坡肩部 位常见，与坡面近于平行，上宽下窄。也可能由岩 体初始应力释放发生卸荷回弹所致。
② 蠕滑
边坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪 切变形称蠕滑。在均质岩土体中受最大剪应力迹线 控制，当存在软弱结构面时受弱面控制。当边坡基 座由很厚的软弱岩土体组成时坡体可能向临空方向 溯流挤出为深层蠕滑，当内部剪切面和坡顶拉裂缝 贯通时演变为滑坡。
第6章 岩石边坡与基础 稳定性分析
边坡岩体稳定性
➢ 边坡变形破坏的边界条件问题 ➢ 岩体的受力条件问题 ➢ 力学参数选择问题 ➢ 计算方法问题 ➢ 边坡安全系数的确定 ➢ 边坡形成后边坡稳定性的变化趋势问题
6.1 边坡稳定性分析
6.1.1 边坡应力状态
边坡的变形破坏决定于坡体中的应力分布和岩 土体的强度特点。
1 边坡岩体应力分布特征 边坡成坡后，临空面岩体发生卸荷回弹，引起
应力重分布和应力集中等效应。
➢ 坡体主应力方向发生偏转，坡面附近最大主应力与 坡面近于平行（图）。
➢ 坡体下部出现近于水平的剪应力，坡脚附近形成明 显的应力集中带，坡角越陡集中越明显。
➢ 坡面或坡顶的某些部位，由于水平应力明显降低而 可能出现拉应力，形成张应力带（图）。
夹角在20度以内 ➢ 滑动面在坡面有剪出口 ➢ 滑动面的倾角小于坡角 ➢ 滑动面的倾角大于滑带
的内摩擦角 ➢ 滑体侧界存在滑动阻力
很小的分离面作为侧向边界
滑体后缘存在拉裂缝充水， 假定：
➢ 滑面走向及拉裂缝的走向 平行于坡面
➢ 拉裂缝垂直，充水深度一 定
➢ 水沿拉裂缝底部进入滑面 渗漏，水压力线性变化
压致拉裂缝自下向上扩展
滑移面贯通
③ 滑移－弯曲（sliding and bending）
边坡沿上部陡外倾结构面滑移，在下部受阻后发 生弯曲变形，表层岩层拉裂后岩层剪出。在薄层状及 柔性较强的碳酸盐类层状边坡中比较常见。（图）
轻微弯曲
强烈弯曲隆起
切出面贯通
④ 塑流－拉裂
（plastic flowing andfracturing）
及时治理
针对已经出现的变形状况及时采取必要的增强稳定性措施。
根据工程工程重要性制定具体整治方案
实质是经济原则，重大工程采取全面永久的严密的整治措施， 获得高的安全系数；一般工程则采取简易的防治措施。
➢ 将复杂的滑体形态进行几何简化，滑面简化为圆弧 面、平面或折面
➢ 将空间问题简化为平面问题，取滑动方向的代表性 剖面
➢ 将均布力简化为集中力 （2）分析步骤 ➢ 滑体的形状分析 ➢ 滑体受力条件分析 ➢ 确定计算参数
（3）分析方法
（4）分析应用 ① 层状结构边坡稳定性分析 滑坡条件 ➢ 滑动面倾向和坡面倾向
2 影响边坡应力分布的主要因素
（1）原始应力状态 在新构造运动强烈的地区存在较大的水平构造
残余应力，在临空面附近形成应力集中，表现为加 剧应力分异，在坡顶和坡面张力带表现明显。 （2）坡形
影响坡面几何形态的主要是坡角。坡角增大张 力带范围扩大，坡脚应力集中带最大应力增大。 （3）岩土体结构特征
坡体中存在各种形式的脆弱结构面，对坡体应 力场影响复杂。主要表现在结构面周边出现应力集 中或应力阻滞，构成边坡变形破坏的控制性条件， 产生不同类型的变形和破坏机理。
W sin s
c2 A2
③ 碎裂结构边坡稳定性分析
碎裂结构边坡的滑面常简化为平面圆弧，将滑动岩 体视为刚体。
n
n
Fs
抗滑力矩 ＝ M R 滑动力矩 M s
cili Ni tani
1
1
n
Ti
1
考虑条间推力的毕肖普（Bishop）法
切向力Ti
cili Fs
Ni
tani
Fs
滑面支持力Ni [Wi (Hi1 Hi )]cosi (Pi1 Pi ) sini
➢ 如果各组结构面的性质不同，以对边坡稳定 性有直接影响的结构面推断稳定坡角。
（4）边坡岩体结构的稳定性判断 边坡岩体结构的基本类型： ➢ 层状结构边坡 ➢ 块状结构边坡 ➢ 碎裂结构边坡
根据稳定性程度分为：
①稳定结构边坡
边坡岩体中的结构面（层理、节理、断层 等）倾向或它们的组合交线的倾向与边坡坡 面的倾向相反。
③ 弯折倾倒 陡倾板状（片状）岩石组成的边坡当走向与坡面
平行时在重力作用下发生向临空面的弯曲。弯折角一 般200～500，弯折倾倒程度由地面向深处逐渐较小， 下部岩层往往折断，张裂隙发育，层间位移明显。
（2）边坡破坏类型
① 崩塌
边坡岩土体被倾倒的拉裂面破坏分割，突然脱离
母体而迅速翻滚掉落。
山崩
岩崩
表层蠕滑
后缘拉裂
潜在剪切面剪切扰动
② 滑移－压致拉裂（sliding and compression cracking） 边坡表层卸荷回弹，沿平缓岩层面发生滑移，在
滑移面锁固点或错列点附近因为拉应力集中而产生与 滑移面近似垂直的拉裂缝，逐步向上扩展最终贯通形 成滑移面。多发生在平缓层状边坡中。（图）
➢ 受软弱基座的控制
由软弱基座的蠕动发展引起滑坡（图）。
2 边坡变形破坏的地质力学模式
① 蠕滑－拉裂（creep－sliding and fracturing） 坡体表层发生剪切蠕变，在后缘形成拉裂缝，
向深度发展到达最大剪应力面后造成剪应力集中， 最终导致滑面形成。多发生在均质或似均质或倾向 坡内的薄层状岩体中（图）。
③ 两结构面的组合交线在两结构面倾向线一 边时，滑动方向沿着中间的倾向线
（3）稳定坡角的判断 ① 单一结构面与边坡角的关系
➢ 岩层倾向和边坡坡面倾向一致 坡角小于等于岩层倾角：稳定 坡角大于岩层倾角：不稳定
➢ 岩层倾向和边坡坡面倾向不一致 用赤平投影法求稳定坡角
岩层倾向和坡面倾向一致：稳定坡角最小为岩层倾角 岩层倾向和坡面倾向垂直：稳定坡角最大为直角
按规模
按成分
坠石
土崩
崩塌的条件
➢ 一般发生在厚层坚硬脆性岩体中。这类岩体能形成 高陡边坡，边坡前缘由于应力重分布和卸荷等原因 产生长而深的分离面，最终发生崩塌；
➢ 构造节理和成岩节理密度较小，延展性、穿切性较 好时形成较大体积崩塌体；
➢ 崩塌多在高陡边坡前缘，地面坡度往往大于45度尤 其是大于60度时崩塌可能性大；
⑤ 弯曲－拉裂（bending and fracturing）
陡倾岩层在自重作用下向临空面悬臂弯曲，逐 步向后发展，层间产生相互错动，在后缘形成拉裂 缝，最终岩层在根部折断崩塌。多发育在直立或陡 倾坡内的层状边坡中。（图）
卸荷回弹陡倾面拉裂
板梁弯曲，拉裂向下发展
板梁根部折断压碎
6.1.3 边坡稳定性分析方法
Wi
tan i }
tan i
1
sini /
Fs
c os i
Wi sini
先假定安全系数 Fs 为1，代入式中求出安全系数。
如果大于1，继续代入计算，反复迭代几次直到
假设的安全系数和计算出的安全系数接近为止。
3 工程地质因素对比分析
将已有的自然边坡或人工边坡的研究设计经验， 应用到条件相似的新边坡的研究和人工边坡的设计中 去，即工程地质类比法。 工程类比的应用方面： ➢ 按照边坡的岩性、构造、机诶构、高度、水文地质等 的相似条件从经验数据中选取容许稳定坡度值； ➢ 根据岩体物理力学性质的相似性，从经验数据中选取 稳定计算参数； ➢ 根据自然条件的相似的边坡破坏实例，反算推求边坡 稳定性计算参数； ➢ 根据自然条件相似的边坡变形破坏特征，分析评价边 坡变形破坏形式，预测其发展变化规律； ➢ 根据条件相似的边坡整治经验教训，提出边坡整治措 施的建议。
②基本稳定结构边坡
边坡岩体中的结构面（层理、节理、断层 等）倾向或它们的组合交线的倾向与边坡坡 面的倾向一致，但倾角都大于坡角。
③不稳定结构边坡 边坡岩体中的结构面（层理、节理、断层
等）倾向或它们的组合交线的倾向与边坡坡 面的倾向一致，且倾角都小于坡角。
2 力学分析（刚体平衡法）
（1）基本假定 ➢ 将滑体作为均质刚体，本身没有变形
在外倾岩层中较为常见，当断层面外倾 时也可能产生单一滑面。赤平投影中结构面倾 向与坡面一致，倾角小于坡角但大于摩擦角。
③ 双滑面破坏及其投影特征
当边坡中存在两组以上优势外倾结构面时， 结构面的交线形成滑动面。赤平投影中两组结 构面的交线外倾同时大于摩擦角，同时极点有 个密集核心。
④ 倾倒破坏及其投影特征
安全系数Fs
{cili [(Wi Hi Hi1) cosi (Pi1 Pi ) sini ] tani} Wi sini
考虑平衡条件
力矩平衡： Wi xi TiR 0
力的平衡：Fx 0 Fy 0
假定不计条块间的摩擦力之差即Hi1 Hi 0
Fs
{cili
c os i
用赤平投影法求稳定坡层倾向和坡面倾向垂直：稳定坡角最大为直角
② 两组结构面与边坡角的关系
两组结构面组合与边坡角的关系主要是 分析组合交线与边坡角的关系。
赤平投影法求稳定边坡角：
③ 三组以上结构面与边坡角的关系
➢ 如果各组结构面的延伸性、连续性和充填性 等基本相同，以倾角最小的组合交线为准推 断最小坡角
当边坡下部的软弱基座缓倾 坡外时，在上覆岩体的压力作用 下产生压缩变形和向临空或减压 方向的塑流挤出，导致上覆坚硬 岩层沿着接触面拉裂解体和不均 匀沉降，造成前缘掉落和迷宫式 的块状滑坡。如果上覆岩层有一 定塑性，将随着下卧基座缓慢向 临空面滑动，演变为蠕滑－拉裂 模式。
当软弱基座倾向坡内时，上 覆岩层产生由外向内的不均匀沉 陷，造成后缘拉裂，逐步向深部 发展而崩滑。
当边坡岩层陡内倾时，在自重下向坡外 发生弯曲－拉裂破坏。赤平投影中结构面倾 向与坡面相反且倾角很大。
（2）滑动方向分析 单滑面边坡：滑动方向为滑面倾向 双滑面边坡： ① 两结构面的组合交线在两结构面倾向线之
间时，滑动方向沿着组合交线
② 两结构面的组合交线在两结构面倾向线之 一重合时，滑动方向沿着重合的结构面倾 向
1、岩体结构分析
（1）边坡结构类型及其判断
实践证明：边坡岩体破坏多数沿着 边坡岩体中的结构面发生，因此结构面 的分布、组合和密度等直接影响边坡的 稳定性。
① 近似圆弧形破坏及其投影特征
岩体为碎裂散体结构，结构面发育密集， 胶结差，滑面呈近似圆弧形。赤平投影中结构 面均匀分布，无集中点。
② 单滑面破坏及其投影特征
主要受控于最大剪应力面，由于在坡顶与扩张性破裂面 重合，因此滑面与最大剪应力有一定夹角，近似为对数螺旋 线，简化为圆弧。多出现在土质、半岩质或强风化的岩质边 坡中。
➢ 受到弱面的控制
当坡体中存在强度较低的外倾软弱结构面时，将代替最 大剪应力面成为滑动控制面。弱面的倾角在10度左右时可能 滑动，在15度～40度时滑动最多。滑面可以分为直线形、折 线形和锯齿形（图）。
➢ 滑面水压力、拉裂缝中的 水压力都通过滑体重心
Fs
cjL
(W cos
W sin
U V sin
V cos
) tan j
② 块体结构边坡稳定性分析
块体结构边坡发育两组或两组以上不同方向的结构 面，以两组结构面组成的块状边坡为例，切割形成一 个楔形体。
Fs
N1
tan 1
N2 tan2 c1A1
6.1.4 边坡变形破坏的防治
1 边坡变形破坏的防治原则
以防为主，及时治理，根据工程重要性制定具体整治方案。
以防为主
➢ 正确选择建筑场地，合理制定人工边坡的布置和开挖方案
➢ 查清可能导致天然边坡稳定性下降的因素，事先采取必要措施 消除或改变这些因素，变不利为有利，以保持边坡稳定性甚至 提高边坡稳定性。
边坡稳定性评价的主要步骤：
➢ 根据地质测绘，应用地质力学方法研究区域稳定 性、构造应力与变形、岩体结构特征，推断边坡 可能的变形破坏机制和稳定坡角
➢ 根据边坡岩体物理力学参数，应用岩体力学研究 计算边坡在特定受力条件和变形机制下的稳定性
➢ 根据边坡稳定性的计算结果推断边坡的变形发展 趋势，做出预报
具体的稳定性分析方法有3种：
➢ 风化作用加深加宽边坡前缘的裂隙，对崩塌起到催 化作用；
➢ 短时的裂隙水压力以及地震或爆破震动等触发因素。
湖北省远安县境内盐池河磷矿灾难性山崩
② 滑坡
边坡沿着贯通的剪切滑动面所发生的滑移现象称为滑坡。 滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所 致。
滑床面的形成机理：
➢ 不受弱面的控制
6.1.2 边坡失稳的基本形式
1 边坡变形破坏的类型 变形是量变阶段，破坏则是质变阶段。
（1）边坡变形的类型 ① 拉裂
在岩土体内拉应力集中部位或张力带内形成张 裂隙称为拉裂，在坚硬岩体组成的高陡边坡坡肩部 位常见，与坡面近于平行，上宽下窄。也可能由岩 体初始应力释放发生卸荷回弹所致。
② 蠕滑
边坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪 切变形称蠕滑。在均质岩土体中受最大剪应力迹线 控制，当存在软弱结构面时受弱面控制。当边坡基 座由很厚的软弱岩土体组成时坡体可能向临空方向 溯流挤出为深层蠕滑，当内部剪切面和坡顶拉裂缝 贯通时演变为滑坡。
第6章 岩石边坡与基础 稳定性分析
边坡岩体稳定性
➢ 边坡变形破坏的边界条件问题 ➢ 岩体的受力条件问题 ➢ 力学参数选择问题 ➢ 计算方法问题 ➢ 边坡安全系数的确定 ➢ 边坡形成后边坡稳定性的变化趋势问题
6.1 边坡稳定性分析
6.1.1 边坡应力状态
边坡的变形破坏决定于坡体中的应力分布和岩 土体的强度特点。
1 边坡岩体应力分布特征 边坡成坡后，临空面岩体发生卸荷回弹，引起
应力重分布和应力集中等效应。
➢ 坡体主应力方向发生偏转，坡面附近最大主应力与 坡面近于平行（图）。
➢ 坡体下部出现近于水平的剪应力，坡脚附近形成明 显的应力集中带，坡角越陡集中越明显。
➢ 坡面或坡顶的某些部位，由于水平应力明显降低而 可能出现拉应力，形成张应力带（图）。
夹角在20度以内 ➢ 滑动面在坡面有剪出口 ➢ 滑动面的倾角小于坡角 ➢ 滑动面的倾角大于滑带
的内摩擦角 ➢ 滑体侧界存在滑动阻力
很小的分离面作为侧向边界
滑体后缘存在拉裂缝充水， 假定：
➢ 滑面走向及拉裂缝的走向 平行于坡面
➢ 拉裂缝垂直，充水深度一 定
➢ 水沿拉裂缝底部进入滑面 渗漏，水压力线性变化