邊坡巖體穩(wěn)定性分析§.1概述§.2邊坡巖體中的應力分布特征§.3邊坡巖體的變形與破壞§.4邊坡巖體穩(wěn)定性分析步驟§.5邊坡巖體穩(wěn)定性計算秭歸縣新灘滑坡（1985年），體積3000萬立方米，造成長江斷航，千年新灘古鎮(zhèn)被毀。秭歸縣千將坪滑坡（2003年），體積2400萬立方米，造成24人死亡或失蹤及重大經濟損失。

斜坡(slope)統(tǒng)指地表一切具有側向臨空面的地質體，包括天然斜坡和人工邊坡。天然斜坡(簡稱斜坡）是指自然地質作用形成未經人工改造的斜坡。人工邊坡(簡稱邊坡）是指經人工開挖或改造形成的斜坡。研究目的：研究邊坡變形破壞的機理(包括應力分布及變形破壞特征)與穩(wěn)定性，為邊坡預測預報及整治提供巖體力學依據。其中穩(wěn)定性計算是巖體邊坡穩(wěn)定性分析的核心?！?1概述§.2邊坡巖體中的應力分布特征

在巖體中進行開挖，形成人工邊坡后，由于開挖卸荷，在近邊坡面一定范圍內的巖體中，發(fā)生應力重分布作用，使邊坡巖體處于重分布應力狀態(tài)。邊坡巖體為適應重分布應力狀態(tài)，將發(fā)生變形和破壞。因此，研究邊坡巖體重分布應力特征是進行穩(wěn)定性分析的基礎。邊坡面附近的主應力跡線發(fā)生偏轉。最大主應力與坡面近于平行，最小主應力與坡面近于正交，向坡體內逐漸恢復初始應力狀態(tài)。坡面上徑向應力為零，為雙向應力狀態(tài)，向坡內逐漸轉為三向應力狀態(tài)。hV坡面附近產生應力集中帶。在坡腳附近，最大剪應力增高，最易發(fā)生剪切破壞。在坡肩附近，常形成拉應力帶。邊坡愈陡，則此帶范圍愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破壞。最大剪應力跡線為凹向坡面的弧線?！?3邊坡巖體的變形與破壞巖體邊坡的變形與破壞是邊坡發(fā)展演化過程中兩個不同的階段，變形屬量變階段，而破壞則是質變階段，它們形成一個累進性變形破壞過程。一、邊坡巖體變形的基本類型二、邊坡破壞的基本類型三、影響巖體邊坡變形破壞的因素一、邊坡巖體變形的基本類型

1、卸荷回彈在成坡過程中，由于荷重不斷減少，邊坡巖體在減荷方向(臨空面)產生伸長變形，即卸荷回彈。當邊坡內的應力未超過巖體的長期強度時，則這種變形所引起的破壞是局部的。反之，這種變形將導致邊坡巖體的整體失穩(wěn)。幾乎所有的巖體邊坡失穩(wěn)都要經歷這種逐漸變形破壞過程。2、蠕變變形邊坡巖體自重應力作用下，邊坡巖體的變形將會隨時間不斷增加，蠕變變形。二、邊坡破壞的基本類型滑坡(剪破壞)傾倒破壞邊坡破壞的基本類型楔形體滑動圓弧形滑動單平面滑動雙平面滑動多平面滑動平面滑動崩塌(拉破壞)劃分依據：滑面形態(tài)、數目、組合特征和力學機理。三、影響巖體邊坡變形破壞的因素1、巖性決定巖體邊坡穩(wěn)定性的物質基礎。2、巖體結構巖體結構及結構面的發(fā)育特征是巖體邊坡破壞的控制因素。3、水的作用使巖土的質量增大、滑動面的滑動力增大；巖土軟化、抗剪強度降低；對巖體產生動水壓力和靜水壓力。4、風化作用使巖體內裂隙增多、擴大，透水性增強，抗剪強度降低。5、地形地貌直接影響邊坡內的應力分布特征，進而影響邊坡的變形破壞形式及邊坡的穩(wěn)定性。6、地震產生地震慣性力7、天然應力8、人為因素§.4邊坡巖體穩(wěn)定性分析的步驟定性分析是在工程地質勘察基礎上，對邊坡巖體破壞的可能性及破壞形式進行初步判斷。定量分析是在定性分析的基礎上，用一定的計算方法對邊坡巖體進行穩(wěn)定性計算分析。分析方法數學力學分析法模型模擬試驗法工程類比法圖解法塊體極限平衡法彈性力學、彈塑性力學法有限元法等數值方法塊體極限平衡法基本原理假設條件(1)邊坡巖體將沿某一結構面（或組合面）產生滑移破壞；(2)滑體為剛體，即滑動過程中相對位置不變化；(3)滑動面上的應力分布均勻；(4)不考慮滑體兩側的抗滑力。在以上假定條件下，分析滑動面上抗滑力與滑動力關系抗滑力>滑動力，穩(wěn)定；抗滑力≦滑動力，不穩(wěn)定穩(wěn)定評價時，引入安全系數（KS）的概念。塊體極限平衡法步驟可能滑動體，幾何邊界條件分析受力條件分析確定計算參數計算穩(wěn)定性系數確定安全系數，進行穩(wěn)定性評價一、幾何邊界條件分析幾何邊界條件是指構成可能滑動巖體的各種邊界面及其組合關系，包括滑動面、切割面和臨空面三種?；瑒用媸侵钙鸹瑒?即失穩(wěn)巖體沿其滑動)作用的面，包括潛在破壞面。切割面是指起切割巖體作用的面，由于失穩(wěn)巖體不沿該面滑動，因而不起抗滑作用，如平面滑動的側向切割面。臨空面指臨空的自由面，它的存在為滑動巖體提供活動空間，臨空面常由地面或開挖面組成。幾何邊界條件分析的內容是查清巖體中的各類結構面及其組合關系，確定出可能的滑移面、切割面。幾何邊界條件分析的目的是確定邊坡中可能滑動巖體的位置、規(guī)模及形態(tài)，定性地判斷邊坡巖體的破壞類型及主滑方向。幾何邊界條件的分析可通過赤平投影、實體比例投影等圖解法或三角幾何分析法進行。二、受力條件分析在工程使用期間，可能滑動巖體或其邊界面上承受的力的類型及大小、方向和合力的作用點統(tǒng)稱為受力條件。邊坡巖體上承受的力常見有：巖體重力、建筑物作用力及震動力、靜水壓力、動水壓力等等。

1.地震作用水平地震作用：FEK=1G2.滲透壓力：包括滲流靜水壓力和滲流動水壓力。靜水壓力——數值上等于巖體受到的浮力。動水壓力——與水力梯度有關，數值上等于巖體受到的滲流阻力。Vguw=r三、確定計算參數選用的計算參數，一般應接近于殘余強度。研究表明：殘余強度與峰值強度的比值，大多變化在0.6~0.9之間摩擦系數計算值在峰值摩擦系數的60％~90％之間選取，內聚力計算值在峰值內聚力的10％~30％之間選取。經驗數據極限狀態(tài)下的反算數據試驗數據四、穩(wěn)定性系數的計算和穩(wěn)定性評價穩(wěn)定性系數=可供利用的抗滑力/滑動力

安全系數KS

：根據各種因素規(guī)定的允許的穩(wěn)定性數。

大小是根據各種影響因素人為規(guī)定的，必須大于1

各種因素：①巖體工程地質特征研究的詳細程度；②各種計算參數誤差的大?。虎塾嬎惴€(wěn)定性系數時，是否考慮了全部作用力；④計算過程中各種中間結果的誤差大小；⑤工程的設計年限、重要性以及邊坡破壞后的后果。安全系數KS一般取1.05~1.5

邊坡穩(wěn)定性工程地質評價的任務：

1.對與工程活動有關的天然斜坡或工程邊坡的穩(wěn)定性作出定性和定量評價

2.為設計合理的工程邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據。邊坡穩(wěn)定分析應收集的資料1地形和地貌特征地層巖性和巖土體結構特征斷層、裂隙和軟弱層的分布、產狀、充填物質以及結構面的組合與連通率邊坡巖體風化、卸荷深度各類巖土和潛在滑動面的物理力學參數以及巖體應力邊坡穩(wěn)定分析應收集的資料2巖土體變形監(jiān)測和地下水觀測資料坡腳淹沒、地表水位變幅和坡體透水與排水資料降雨歷時、降雨強度和凍融資料地震基本烈度和動參數邊坡施工開挖方式、開挖程序、爆破方法、邊坡外荷載、坡腳采空和開挖坡的高度和坡度等傾倒破壞邊坡破壞的基本類型楔形體滑動圓弧形滑動單平面滑動同向雙平面滑動多平面滑動平面滑動§.5邊坡巖體穩(wěn)定性計算單滑面平面滑動破壞這是順向邊坡最常見的破壞形式。據極限平衡理論，穩(wěn)定系數按下式計算：

上式中：φ為滑面內摩擦角，度；

C為滑面粘聚力，kPa；

γ為滑體容重，kN／m3；

h為滑體厚度，m；

a為滑面傾角，度；

β為邊坡坡角，度同傾向雙滑面型滑動破壞