直线滑动面边坡稳定性分析

第一章绪论1．1引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。

随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。

边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。

因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。

随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。

特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。

1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。

崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。

一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。

崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。

崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。

主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。

滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。

与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。

其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。

当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。

滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。

当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。

边坡稳定性分析
1、边坡稳定性分析之前，应根据岩土工程地质条件对边坡的可能破坏方式及相应破坏方向、破坏范围、影响范围等作出判断。

判断边坡的可能破坏方式时应同时考虑到受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏。

2、边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡法。

对结构复杂的岩质边坡，可结合采用极射赤平投影法和实体比例投影法；当边坡破坏机制复杂时，可采用数值极限分析法。

3、计算沿结构面滑动的稳定性时，应根据结构面形态采用平面或折线形滑面。

计算土质边坡、极软岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时，可采用圆弧形滑面。

4、采用刚体极限平衡法计算边坡抗滑稳定性时，可根据滑面形态按本规范附录A选择具体计算方法。

5、边坡稳定性计算时，对基本烈度为7度及7度以上地区的永久性边坡应进行地震工况下边坡稳定性校核。

6、塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡采用刚体极限平衡法和静力数值计算法计算稳定性时，滑体、条块或单元的地震作用可简化为一个作用于滑体、条块或单元重心处、指向坡外(滑动方向)的水平静力，其值应按下列公式计算：
Q e＝αw G (5.2.6-1)
Q ei＝αw G i (5.2.6-2)
式中：Q e、Q ei——滑体、第i计算条块或单元单位宽度地震力(kN/m)；
G、G i——滑体、第i计算条块或单元单位宽度自重[含坡顶建(构)筑物作用](k N/m)；
αw——边坡综合水平地震系数，由所在地区地震基本烈度按表5.2.6确定。

表5.2.6 水平地震系数
7、当边坡可能存在多个滑动面时，对各个可能的滑动面均应进行稳定性计算。

边坡稳定性分析方法及其适用条件摘要：边坡是一种自然地质体，在外力的作用下，边坡将沿其裂隙等一些不稳定结构面产生滑移，当土体内部某一面上的滑动力超过土体抗滑动的能力，将导致边坡的失稳。

边坡稳定性分析是岩土工程的一个重要研究内容，并已经形成一个应用研究课题，本文对目前边坡稳定性分析中所采用的各种方法进行了归纳，并阐述了其适用条件。

关键词：边坡稳定性分析方法适用条件正文：一、工程地质类比法工程地质类比法，又称工程地质比拟法，属于定性分析，其内容有历史分析法、因素类比法、类型比较法和边坡评比法等。

该方法主要通过工程地质勘察，首先对工程地质条件进行分析，如对有关地层岩性、地质构造、地形地貌等因素进行综合调查和分类，对已有的边坡破坏现象进行广泛的调查研究，了解其成因、影响因素和发展规律等；并分析研究工程地质因素的相似性和差异性；然后结合所要研究的边坡进行对比，得出稳定性分析和评价。

其优点是综合考虑各种影响边坡稳定的因素，迅速地对边坡稳定性及其发展趋势作出估计和预测；缺点是类比条件因地而异，经验性强，没有数量界限。

适用条件：在地质条件复杂地区，勘测工作初期缺乏资料时，都常使用工程地质类比法，对边坡稳定性进行分区并作出相应的定性评价，因此，需要有丰富实践经验的地质工作者，才能掌握好这种方法。

二、极限分析法应用理想塑性体或刚塑性体处于极限状态的极小值原理和极大值原理来求解理想塑性体的极限荷载的一种分析方法。

它在土坡稳定分析时，假定土体为刚塑性体，且不必了解变形的全过程，当土体应力小于屈服应力时，它不产生变形，但达到屈服应力，即使应力不变，土体将产生无限制的变形，造成土坡失稳而发生破坏。

其最大优点是考虑了材料应力—应变关系，以极限状态时自重和外荷载所做的功等于滑裂面上阻力所消耗的功为条件，结合塑性极限分析的上、下限定理求得边坡极限荷载与安全系数。

三、极限平衡法该法将滑体作为刚体分析其沿滑动面的平衡状态,计算简单。

但由于边坡体的复杂性,计算时模型的建立与参数的选取不可避免地使计算结果与实际结果不吻合。

路基工程第四章路基稳定性分析计算4.1边坡稳定性分析原理4.2直线滑动面的边坡稳定性分析4.3曲线滑动面的边坡稳定性分析4.4软土地基的路基稳定性分析4.5浸水路堤的稳定性分析4.6路基边坡抗震稳定性分析一、边坡稳定原理：力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比值为稳定系数K，即K=RT1、假设空间问题—>平面问题（1）通常按平面问题来处理（2）松散的砂性土和砾（石）土在边坡稳定分析时可采用直线破裂法。

（3）粘性土在边坡稳定分析时可采用圆弧破裂面法。

一、边坡稳定原理：⏹一般情况下，对于边坡不高的路基（不超过8.0的土质边坡，不超过12.0m的石质边坡），可按一般路基设计，采用规定的边坡值，不做稳定性分析；⏹地质与水文条件复杂，高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析计算，据此选定合理的边坡及相应的工程技术。

一、边坡稳定原理：边坡稳定分析时，大多采用近似的方法，并假设：（1）不考虑滑动土体本身内应力的分布。

（2）认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下滑。

（3）极限滑动面位置需要通过试算来确定。

二、边坡稳定性分析的计算参数：（一）土的计算参数：1、对于路堑或天然边坡取：原状土的容重γ，内摩擦角和粘聚力2、对于路堤边坡，应取与现场压实度一致的压实土的试验数据3、边坡由多层土体所构成时（取平均值）c = i=1n c i ℎii=1n ℎitanφ= i=1n ℎi tgφii=1n ℎiγ= i=1n γi ℎii=1n ℎi第一节边坡稳定性分析原理二、边坡稳定性分析的计算参数：（二）边坡稳定性分析边坡的取值：对于折线形、阶梯形边坡：取平均值。

（三）汽车荷载当量换算：边坡稳定分析时，需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高，以ℎ0表示：ℎ0=NQγBL式中：N—横向分布的车辆数（为车道数）；Q—每辆重车的重力，kN（标准车辆荷载为550kN）；L—汽车前后轴的总距；B—横向分布车辆轮胎最外缘之间的距离；B=Nb+（N-1）m+d式中：b—后轮轮距，取1.8m；m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d—轮胎着地宽度，取0.6m；三、边坡稳定性分析方法：一般情况，土质边坡的设计，先按力学分析法进行验算，再以工程地质法予以校核，岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法，有条件时可以力学分析进行校核。

边坡安全稳定性分析边坡是指山体或灰土山体边缘的倾斜地形，通常处于河流、海岸线、公路、铁路等陡峭的地形上。

在自然界或人工工程中，边坡易受到地震、滑坡、风化等自然灾害和人为开挖等因素的影响，在长期的行程中也会发生变化。

因此，对边坡的安全稳定性进行分析非常重要。

边坡的稳定性分析方法边坡的稳定性分析是指通过计算边坡的抗力和权重，确定边坡的自然稳定性和力学稳定性的分析方法。

边坡稳定性分析方法主要有以下几种：1. 极限平衡法极限平衡法是结合坡面原始状态和当前破坏状态的假设，采用力学平衡原理和边坡稳定条件，确定边坡在承受荷载下的最不安全条件。

它利用静力法的平衡条件来研究边坡稳定性，主要包括相对平衡法、无积力平衡法和极限末次法等几种。

这种方法适用于边坡网络简单、土质单一的边坡分析。

2. 数值分析法数值分析法是利用数学模型进行边坡稳定性分析，包括有限元法、有限差分法等，通过数值模拟得出土体的位移、应变状态、稳定性系数等，并计算塌陷和滑坡面等关键点的位置以及作用力的大小，进而分析边坡的稳定性。

这种方法适用于复杂数学模型的边坡分析。

3. 土工测试法土工测试法是直接对地层进行试验和观测，通过实测得到土壤的性质参数，包括强度参数、变形参数等，从而分析土体的性质、本构关系和稳定性。

土工测试法主要包括室内力学试验、现场力学试验、标准贯入试验和静负荷试验等种类，适用于模型试验和现场试验，可以充分测定有关实际的参数。

影响边坡稳定性的因素边坡的稳定性受到许多因素的影响，其中最重要的影响因素是坡面的倾斜度、地质情况、土层结构、气象因素和人为开挖等。

1. 坡面的倾斜度坡面的倾斜度决定了地表受力的大小和趋势，对于较陡峭的边坡，土质容易悬挂和滑动，从而导致边坡的破坏。

2. 地质情况地质情况包括岩性、构造、土壤成分、地质构造等因素，不同的地质条件具有不同的物理机制，直接影响着地层的稳定性。

3. 土层结构土层结构包括土层厚度、土体的类型和填充物的类型等因素，不同的土层结构对边坡稳定性的影响也有所不同。

选择题（路基路面工程）5第一篇：选择题(路基路面工程) 5二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。

每小题2分，共20分)1．路基常见的病害中，由于山坡陡基底的摩阻力不足引起的病害是(b)A．路堤的沉陷B．路堤整体滑动 C．路堤边坡滑坍D．路堤边坡剥落 2．路基用土中，优先选用的填料为(c)A．砂B．粉性土 C．砂性土D．粘性土3．下列试验哪一个可用于测定沥青混合料的弯拉回弹模量(c)A．重型击实试验B．三轴压缩试验 C．压入承载板试验D．简支小梁试验4．设置在路基两侧的盲沟,其目的是拦截或降低(b)。

有时亦设置在路基的填方和挖方的交接处，用于拦截和排除路堑下面层间水或小股泉水，以保持路基的稳定。

A．边沟的水B．地下水C．排水沟的水D．地表水位对于受高水 5．位的水浸润的路堤,在(c)对其稳定性最不利。

A．两侧水位骤然下降时B．两侧水位骤然上涨时C．两侧水位缓慢下降时D．两侧水位缓慢上涨时6．填隙碎石基层作为垫层作用是(b)A．提高路面结构整体性B．减少路面的垂直变形 C．提高路面抗渗水能力D．整平层或隔离层7．在柔性路面设计中，确定容许路面弯沉值采用的交通量Ne是设计年限内(a)A．单车道双向交通量B．双车道双向交通量C．单车道上的累计当量轴次D．各种车辆通过累计数量8．柔性路面各结构层材料的回弹模量应自上而下(b)A．递增B．递减 C．相同D．任意分布9．水泥混凝土路面横向缩缝的构造一般有(b)A．平缝带拉杆型B．假缝、假缝加传力杆型C．企口缝，企口缝加传力杆型D．假缝、假缝加拉杆型10．水泥混凝土路面现行设计规范采用(c)理论。

A．弹性层状体系B．极限荷载 C．弹性地基板D．经验法二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。

每小题2分，共20分)1．沥青路面产生纵向长裂缝是由于（）引起。

边坡稳定性分析
一说到边坡稳定性分析，相关建筑人士还是比较陌生的，边坡稳定性如何分析？基本概况怎么样？以下是为建筑人士梳理相关边坡稳定性分析基本内容，具体内容如下：
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为了让建筑企业的人员了解边坡稳定性怎么分析，下面以岩质边坡稳定性分析为例，基本的内容如下：
边坡稳定性的一般理解是边坡中的滑动体沿滑面破坏，即抗滑力与滑动力之比。

当比值等于1,为极限平衡状态；大于1，为稳定状态；小于1，为不稳定状态。

这是一种岩体破坏的稳定性概念。

边坡稳定性的重要性：
有一些工程，对边坡变形有严格的要求,变形量不能超过工程允许的变形量,更不允许发生边坡破坏，应以建筑物允许变形量为标准评价边坡的稳定性，以应变理论为基础，进行岩质边坡稳定计算。

还有一些工程，对边坡变形量和破坏虽没有严格的要求，但是，要防止边坡破坏后发生快速滑落；在这种条件下,应以滑体速度为标准评价边坡的稳定性,以功能定理为基础，计算岩质边坡滑落速度。

边坡稳定性分析办法：
分析方法是以岩体结构为基础，判断边坡变形破坏的形式，应用岩体力学的基本理论和方法，做出定量评价，为边坡工程设计提供科学依据。

滑坡的稳定度分析方法滑坡是指在山坡、河滩、边坡等地表上，由于地质结构、地下水位、地震等因素的影响，导致地表土壤发生破坏和失稳而发生的滑动现象。

滑坡不仅对人类造成了巨大的经济和生命安全风险，同时也对环境造成了破坏。

因此，对滑坡的稳定度进行准确的分析和评估，对于防灾减灾工作具有重要意义。

一、定性稳定性评价：定性稳定性评价是指通过对滑坡区的地表观察、地质调查和室内试验等手段，根据工程经验和地质判断，对滑坡的稳定性进行判断和评价。

这种方法主要采用专家判断和经验总结的方式，对滑坡区的地质构造、岩土体物理性质、地下水情况等进行综合分析，从而对滑坡的稳定性进行初步评估。

虽然这种方法运用简单，但是其结果受人员经验和主观因素的影响较大，对于复杂的滑坡情况，并不具备精确性。

二、定量稳定度分析：定量稳定度分析是指通过一系列参数和定量计算方法，对滑坡的稳定性进行准确量化。

该方法主要采用地质力学原理和岩土力学参数，通过稳定方程的推导和求解，得出滑坡稳定判断的定量结果。

常用的定量稳定度分析方法包括贝克公式、斯拉美公式和古德曼公式等。

1.贝克公式：贝克公式用来计算边坡受剪切力和抗剪强度之间的平衡关系。

根据公式计算得到的边坡稳定度（FS）大于1时表示边坡稳定。

FS = c / W + tan(φ) × (W - U)其中，c为间接剪切强度；W为边坡的重力作用；U为上部地表的重力反作用；tan(φ)为滑动面的摩擦角。

2.斯拉美公式：斯拉美公式基于拉普拉斯变换和松弛法，可以计算出位移场和应力场。

通过反复迭代计算，得到最终的稳定结果。

FS=τ/c'其中，τ为剪切应力；c'为剪切强度。

3.古德曼公式：古德曼公式适用于岩石的稳定性分析，其基本流程是确定剪切面的类型、确定力学参数、推导出滑动面的破坏准则，并应用稳定分析原理进行计算。

FS = (τ / σ) - (C / σ) × tan(φ) × ((1 - sin(α)) / (1+ sin(α)))其中，τ为剪切应力；σ为正应力；C为岩石的内聚力；φ为滑动面的内摩擦角；α为滑动面的倾角。