岩质边坡
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边坡岩体稳定性计算
一、单平面滑动
1、仅有重力作用时
•滑动面上的抗滑力
•滑动力
•稳定性系数η=
滑动体极限高度Hcr为
忽略滑动面上内聚力( =0)时
2、有水压力作用
作用于CD上的静水压力V
作用于AD上的静水压力U为
边坡稳定性系数为
G为滑动体ABCD的重力；AD为滑动面的长度
Z为张裂隙深度。
3、有水压力作用与地震作用
水平地震作用
式中 为水平地震影响系数，按地震烈度查表确定
地震烈度
6
7
8
9
0.064
0.1一种情况为滑动体内不存在结构面，视滑动体为刚体，采用力平衡图解法计算稳定性系数
•第二种情况为滑动体内存在结构面并将滑动体切割成若干块体的情况，这时需分块计算边坡的稳定性系数
1.滑动体为刚体的情况
•ABCD为可能滑动体，根据滑动面产状分为Ⅰ、Ⅱ两个块体。
（4）最大剪应力迹线由原来的直线变为凹向坡面的弧线。
均质岩土体—圆弧形滑坡
二、影响边坡应力分布的因素
（1）天然应力水平天然应力使坡体应力重分布作用加剧。
（2）坡形、坡高、坡角及坡底宽度
坡高不改变应力等值线的形状，但改变主应力的大小。
坡角影响边坡岩体应力分布图象。随着坡角增大，边坡岩体中拉应力区范围增大，坡脚剪应力增高。坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的影响。（与坡高有关）
安全系数：根据各种因素规定的允许的稳定性系数。大小是根据各种影响因素人为规定的，必须大于1。
影响因素：
①岩体工程地质特征研究的详细程度；
②各种计算参数误差的大小；
③计算稳定性系数时，是否考虑了全部作用力；
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。
安全系数一般=1.05~1.5
岩质边坡破坏模式及稳定性计算公式
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。
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。
二、边坡破坏的基本类型
岩体边坡的破坏型式：剪切（滑动破坏）、拉断破坏
•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
•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。
•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）。
边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变形和破坏。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。
（1）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。
（2）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。
2、蠕变变形
•边坡岩体中的应力对于人类工程活动的有限时间来说，可以认为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下，边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。
•当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边坡岩体的整体失稳。
•这种破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的，几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程
（3）滑动面上的应力分布均匀；
（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
η>1稳定η≦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。
块体极限平衡法步骤
四、 稳定性系数的计算和稳定性评价
稳定性系数=可供利用的抗滑力/滑动力
五、确定安全系数，进行稳定性评价
三、边坡岩体的变形与破坏
岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形破坏过程。
一、边坡岩体变形的基本类型
1、卸荷回弹
•在成坡过程中，由于荷重不断减少，边坡岩体在减荷方向(临空面)产生伸长变形，即卸荷回弹。
•天然应力越大，向临空方向的回弹变形量也越大。往往会伴随产生一系列的张性结构面。
三、边坡岩体稳定性分析的步骤
•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。
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；
（2）滑体在滑动过程中相对位置不变化，即为刚体；
坡面形状对重分布应力也有明显的影响。（凹形坡应力集中减缓）
（3）岩体性质及结构特征
岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应力发生改变。
（4）结构面
结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。
一、单平面滑动
1、仅有重力作用时
•滑动面上的抗滑力
•滑动力
•稳定性系数η=
滑动体极限高度Hcr为
忽略滑动面上内聚力( =0)时
2、有水压力作用
作用于CD上的静水压力V
作用于AD上的静水压力U为
边坡稳定性系数为
G为滑动体ABCD的重力；AD为滑动面的长度
Z为张裂隙深度。
3、有水压力作用与地震作用
水平地震作用
式中 为水平地震影响系数，按地震烈度查表确定
地震烈度
6
7
8
9
0.064
0.1一种情况为滑动体内不存在结构面，视滑动体为刚体，采用力平衡图解法计算稳定性系数
•第二种情况为滑动体内存在结构面并将滑动体切割成若干块体的情况，这时需分块计算边坡的稳定性系数
1.滑动体为刚体的情况
•ABCD为可能滑动体，根据滑动面产状分为Ⅰ、Ⅱ两个块体。
（4）最大剪应力迹线由原来的直线变为凹向坡面的弧线。
均质岩土体—圆弧形滑坡
二、影响边坡应力分布的因素
（1）天然应力水平天然应力使坡体应力重分布作用加剧。
（2）坡形、坡高、坡角及坡底宽度
坡高不改变应力等值线的形状，但改变主应力的大小。
坡角影响边坡岩体应力分布图象。随着坡角增大，边坡岩体中拉应力区范围增大，坡脚剪应力增高。坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的影响。（与坡高有关）
安全系数：根据各种因素规定的允许的稳定性系数。大小是根据各种影响因素人为规定的，必须大于1。
影响因素：
①岩体工程地质特征研究的详细程度；
②各种计算参数误差的大小；
③计算稳定性系数时，是否考虑了全部作用力；
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。
安全系数一般=1.05~1.5
岩质边坡破坏模式及稳定性计算公式
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。
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。
二、边坡破坏的基本类型
岩体边坡的破坏型式：剪切（滑动破坏）、拉断破坏
•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
•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。
•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）。
边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变形和破坏。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。
（1）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。
（2）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。
2、蠕变变形
•边坡岩体中的应力对于人类工程活动的有限时间来说，可以认为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下，边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。
•当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边坡岩体的整体失稳。
•这种破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的，几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程
（3）滑动面上的应力分布均匀；
（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
η>1稳定η≦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。
块体极限平衡法步骤
四、 稳定性系数的计算和稳定性评价
稳定性系数=可供利用的抗滑力/滑动力
五、确定安全系数，进行稳定性评价
三、边坡岩体的变形与破坏
岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形破坏过程。
一、边坡岩体变形的基本类型
1、卸荷回弹
•在成坡过程中，由于荷重不断减少，边坡岩体在减荷方向(临空面)产生伸长变形，即卸荷回弹。
•天然应力越大，向临空方向的回弹变形量也越大。往往会伴随产生一系列的张性结构面。
三、边坡岩体稳定性分析的步骤
•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。
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；
（2）滑体在滑动过程中相对位置不变化，即为刚体；
坡面形状对重分布应力也有明显的影响。（凹形坡应力集中减缓）
（3）岩体性质及结构特征
岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应力发生改变。
（4）结构面
结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。