第三章 边坡稳定性分析

岩土工程中的边坡稳定性分析岩土工程中的边坡稳定性分析是指通过对边坡的土体力学性质进行研究和分析，以评估边坡的稳定性和确定采取的措施。

边坡稳定性是岩土工程中的重要问题，它直接关系到工程的安全性和持久性。

一、边坡稳定性分析的背景在岩土工程中，很多项目都涉及到边坡的设计和建设。

边坡的稳定性分析是在土壤和岩石等岩土材料力学原理的基础上进行的。

在进行边坡稳定性分析之前，需要从以下几个方面考虑：1.边坡的地质特征：包括岩石和土壤的类型、分布、物理性质等，这是进行边坡稳定性分析的基础。

2.边坡的几何特征：包括边坡的高度、坡度、形状等。

这些几何特征将直接影响边坡的稳定性。

3.边坡所处的环境条件：包括气候、地形、水文地质条件等。

这些环境条件对边坡稳定性分析具有重要影响。

二、边坡稳定性分析的方法1.力学分析方法：力学分析方法是边坡稳定性分析的主要方法之一。

它可以通过应力、应变和强度理论等来分析边坡的稳定性，并给出稳定性评估。

2.数值模拟方法：数值模拟方法是边坡稳定性分析的一种辅助手段。

它通过建立数学模型，利用计算机模拟边坡的变形和破坏过程，从而评估边坡的稳定性。

三、边坡稳定性分析的参数在进行边坡稳定性分析时，需要考虑以下几个参数：1.土体的物理性质参数：包括土壤的密度、含水量、孔隙比等。

2.土体的力学性质参数：包括土壤的抗剪强度、压缩性、黏聚力、内摩擦角等。

3.边坡的几何参数：包括边坡的高度、坡度、埋深等。

4.外界荷载参数：包括自重、雨水浸润、地震等。

四、边坡稳定性分析的结果与措施通过边坡稳定性分析，可以得到边坡的稳定性评估结果。

如果边坡稳定性较差，可能会有滑坡、崩塌等危险。

为了保证工程的安全性，需要采取相应的措施来加固边坡。

常见的措施包括：1.设置防护结构：如安装挡土墙、喷锚支护、铁丝网护坡等，以增加边坡的稳定性。

2.改变边坡的几何形状：如加大边坡的坡度、加宽边坡的底宽等，以减小边坡的自重对稳定性的影响。

3.排除水分的影响：通过排水系统、防渗膜等措施，减少土体中的水分含量，提高边坡的稳定性。

1、边坡稳定性分析：
K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ式中γ为岩土体的重度; c为结构面凝聚力; φ为结构面内摩擦角; A为结构面面积; v为岩土体积; θ为结构面倾角。

由于本工程边坡为折线边坡，故对边坡分为两段边坡（1:1.5边坡为边坡一，1:2边坡为边坡二）进行分析，详见图1-1；
边坡一：K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ
=（1.21*19*0.83*0.364+1.21*15）/（19*1.21*0.555） =1.97＞1
边坡二：K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ
=（1.21*19*0.894*0.364+23.2*15）/（19*23.2*0.447） =2.49＞1
两个边坡稳定系数都大于1，但未考虑开挖过程中机械扰动、降雨及边坡透水对边坡稳定性的影响因此对理论计算得到的安全系数应进
行修正, 如表1。

表1稳定性安全系数修正表
2、主动土压力计算
Ea=φc*r*h²Ka/2
=357.22KN
Φc=1.2，由于挖方高度大于8m，Φc=1.2。

r=19KN/m³,h=8m,Ka=tg²(45-φ/2)
3、备注
本验算未考虑上部行车荷载，尽管验算边坡稳定性符合要求但在施工过程中应该在边坡埋设位移观测桩，每天按一定频率进行观测。

位移观测埋设如下：距离开挖断面外6-10m埋设，每个断面埋设3根。

在施工过程中如发现位移量超出规定范围应立即停止施工对边坡进行防护作业，边坡防护可采用钢花管深层注浆处理。

目录摘要 (IV)Abstract (V)第一章概况 (1)1.1贵阳龙洞堡见龙路住宅小区工程概况 (1)1.2 边坡概况 (1)1.2.1 边坡地段地物环境 (1)1.2.2 边坡形态及岩土构成 (1)1.2.3 边坡安全等级及勘察等级 (2)第二章水文地质条件及工程地质条件 (3)2.1工程地质条件 (3)2.1.1 地形地貌 (3)2.1.2 地质构造 (3)2.1.3 地震 (3)2.1.4 地层岩性 (3)2.1.5 不良地质现象 (5)2.2 水文地质条件 (6)2.2.1 气象条件 (6)2.2.2 水文地质条件 (6)2.2.3 降水及空气情况 (6)第三章稳定性分析 (7)3.1分析依据 (7)3.2定性分析与评价 (7)3.3稳定性评价 (8)3.4有限单元法及ANSYS的实现 .................... 错误！未定义书签。

3.4.1 有限元法 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

3.4.2 ANSYS边坡分析........................................................................................ 错误！未定义书签。

3.4.3 ANSYS分析情况........................................................................................ 错误！未定义书签。

3.5 极限平衡法 (10)3.5.1 计算方法介绍 (10)3.5.2 相应计算公式 (10)3.5.3 理正计算图示 (11)3.5.4 理正计算分析 (13)3.5.5 计算结果分析 (19)第四章边坡支护设计 (20)4.1 支护方式综述 (20)4.1.1 锚杆 (20)4.1.2 格构锚固 (21)4.2工程地质条件及评价 (22)4.3 设计基本要求 (22)4.4设计依据 (22)4.5 计算方法及过程 (23)4.6 锚杆支护验算 (27)4.6.1 计算结果 (27)4.6.2 结果分析 (29)4.7支护结构 (29)4.7.1 支护概况 (29)4.7.2 支护方案图 (29)4.8 防水工程 (31)4.8.1 一般规定 (31)4.8.2 排水设计 (32)4.8.3 排水施工要求 (33)4.9其他说明 (34)第五章施工组织方案 (35)5.1施工准备 (35)5.2施工方案 (35)5.2.1 施工程序 (35)5.2.2 施工起点流向 (35)5.3施工方法及施工工艺 (36)5.3.1 坡面喷浆 (36)5.3.2 锚杆施工方法 (37)5.3.3 锚杆施工步骤 (37)5.4安全生产和文明施工措施 (38)5.4.1 安全生产保证措施 (38)5.4.2 施工现场的安全措施 (39)5.4.3 应急措施 (41)第六章结论及建议 (42)6.1结论 (42)6.2存在问题 (43)6.3建议 (43)参考文献 (45)致谢 (54)贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡支护设计摘要贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡开挖坡均在16m以上，为典型的反倾向层状结构岩质与土质混合高边坡，为了确保开挖后边坡的稳定,必须保持边坡岩体（土体）有足够的稳定性,通过对边坡进行稳定性分析及安全系数的计算，设计合理的支护措施并计算支护的合理性，以达到边坡支护设计的最终目的。

岩土工程中的边坡稳定性分析与加固边坡稳定性一直是岩土工程中的一个重要问题，合理的边坡设计和加固措施对于保障工程安全至关重要。

本文将从边坡的稳定性分析入手，探讨不同的边坡加固方法，并介绍岩土工程中常用的边坡稳定性分析方法。

1. 边坡稳定性分析边坡稳定性分析是指对边坡进行力学分析，确定边坡的稳定状况，并判断是否需要加固。

稳定性分析常用的方法主要有平衡法、显式有限差分法和数值模拟法。

平衡法是最常用的稳定性分析方法之一，它基于边坡在静力平衡状态下的力学原理，对边坡进行切片分析，计算作用在各切片上的力。

通过计算各切片力的合力和合力作用点的位置，可以判断边坡的稳定性。

显式有限差分法是一种数值计算方法，通过将边坡划分为有限个网格，利用差分公式求解网格上任意点的位移和应力分布。

该方法适用于复杂的地质条件和边坡几何形状。

数值模拟法则是最近几年边坡稳定性分析中的新兴方法，它基于有限元理论和强度剪胀理论，将边坡土体划分为有限个单元，通过求解单元节点的位移和应力场，得出边坡的稳定性。

2. 边坡加固方法边坡加固是指采取措施增加边坡的稳定性，常用的加固方法有引导分区加固、表面加固和支护加固。

引导分区加固是通过设置边坡的划分带，采取不同的加固措施对不同的划分带进行处理。

划分带的设置可以根据边坡的地质情况和力学性质来确定，不同划分带可以采用不同的加固措施，如土钉墙、喷射混凝土等。

表面加固是指在边坡的表面进行加固，常用的表面加固措施有地锚、护坡、防护网等。

地锚是一种通过拉索固定在地面深处的加固措施，它可以使整个边坡得到加固。

护坡则是通过在边坡表面铺设特殊的护坡材料，来增加边坡的稳定性和防止土体的侵蚀。

支护加固是指通过设置支护结构来增加边坡的稳定性，常用的支护结构有挡土墙和喷射混凝土墙。

挡土墙是通过设置墙体来抵抗边坡土体的侵蚀和滑动力，而喷射混凝土墙则是通过将混凝土喷射到边坡上形成墙体，从而增加边坡的稳定性。

除了以上常用的边坡加固方法，还有一些新兴的技术在岩土工程中被广泛应用。

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。

边坡稳定性分析边坡稳定性是指边坡在外力的作用下，保持形态完整性和不发生滑动、坍塌的能力。

边坡稳定性分析是工程领域的重要课题，因为边坡工程的不稳定可能导致严重的灾害事故，对周围环境和人类生命财产造成巨大威胁。

本文将讨论边坡稳定性分析的重要性以及常用的分析方法。

首先，边坡稳定性分析对于工程项目的安全性和可持续性发挥着重要作用。

无论是公路、铁路、港口、水库还是建筑物等工程项目，边坡都承受着巨大的自重和外力。

如果边坡不稳定，就会造成坡体滑动、坍塌，从而对工程项目产生灾难性的影响。

因此，通过边坡稳定性分析，可以及早发现边坡的潜在问题，采取防治措施，确保工程项目的安全运行。

其次，边坡稳定性分析涉及多个因素的综合考虑，需要运用多种方法进行分析。

在边坡稳定性分析中，主要考虑的因素包括：坡体的地质、地形条件、坡度和坡高等；坡体的土壤力学性质、水分条件、地下水位等；同时还要考虑到边坡上已有的荷载以及外界对边坡的影响等。

为了得到准确的边坡稳定性分析结果，可以运用多种方法进行分析，如数值模拟、荷载试验、物理模型试验等，综合考虑各种因素的影响。

在进行边坡稳定性分析时，可以通过以下步骤进行：第一步，搜集地质资料和工程设计参数。

包括地质勘探资料、地形图、地质图、土壤力学试验结果、地下水位资料等，这些资料对稳定性分析具有重要的参考价值。

第二步，确定边坡模型和荷载条件。

根据实际工程情况，确定边坡的几何形状、土壤结构、边坡顶部和底部的支撑条件，并确定边坡所承受的各种荷载条件。

第三步，进行边坡稳定性分析。

根据搜集到的地质资料和工程设计参数，可以使用各种分析方法进行稳定性分析。

常用的方法包括等效剪切强度法、平衡法、有限元法等。

第四步，评价边坡的稳定性。

根据分析的结果，评价边坡的稳定性，并给出相应的结论和建议。

如果边坡稳定性不够，需要采取相应的措施，如加固边坡、排水、减轻坡体荷载等。

综上所述，边坡稳定性分析在工程领域具有极为重要的意义。

边坡稳定性分析1. 引言边坡是在土工工程中常见的一种地形特征，边坡的稳定性是工程建设中必不可少的一个考虑因素。

在土地资源有限的情况下，为了尽可能地把土地利用起来，往往需要进行大规模的平整和填土工程，而边坡的构建就是这些工程中常见的一种。

为确保边坡能够正常使用和安全运营，需要对边坡稳定性进行分析，发现潜在的稳定性问题，并采取有效措施加以解决，以减少边坡因滑坡等稳定性问题带来的危害。

2. 边坡稳定性的主要影响因素边坡稳定性的主要影响因素有以下几个方面：2.1 地质环境因素地质环境因素包括岩土体的层位、结构、断层等特点，以及岩质的物理和力学性质，这些因素会直接影响边坡岩土块体的稳定性。

2.2 气候因素气候因素主要是指气温、降雨等，因为气候因素对土壤的含水量影响较大，土壤含水量直接关系到土体的抗剪强度、摩擦角等力学性质，因此气候因素也会直接影响边坡的稳定性。

2.3 工程因素工程因素主要指在边坡的设计、施工中，采用了哪些工程措施或技术，如施工质量、施工机械的选择等。

3. 边坡稳定性分析方法根据上述因素，边坡稳定性分析可以采用切割平衡法、极限平衡法、有限元法、数值拟合法等方法进行。

其中，切割平衡法和极限平衡法是常用的方法。

3.1 切割平衡法切割平衡法又称切割解析法，是采用力学平衡原理进行切割处理的方法，先将边坡划分为一系列相邻的平衡块，然后逐块进行力学平衡分析，最终确定边坡的稳定性。

3.2 极限平衡法极限平衡法又称极限平衡分析法，是一种抗剪强度理论应用到边坡稳定问题中的方法。

该方法的基本思想是，将岩土体看作由一系列平衡体构成，通过计算边坡中每个平衡体的稳定性系数，然后比较得出最不稳定的平衡体，以此推断边坡岩土体的总稳定性。

4. 结论边坡的稳定性分析是土工工程中的重要内容，它关系到边坡的使用和安全运营。

本文介绍了边坡稳定性分析的主要影响因素和常用的分析方法，希望能够有所帮助。

在实际工程中，需要根据具体情况综合运用多种方法进行分析，以确保工程的安全性和可靠性。