11-边坡稳定性的工程地质研究分析

例析边坡工程地质条件及稳定性前言：边坡稳定性问题是一项复杂的系统工程问题，它涉工程地质学、岩体力学和计算科学等多种学科交叉，一直是岩土工程的一个重要研究内容[1]。

土质边坡开挖引起土体卸荷，引起应力重分布和应力集中，坡体为适应这种变化，将发生不同形式的变形与破坏，出现滑坡等灾害情况。

因此，为最大限度减少因边坡失稳导致的重大人员伤亡、巨大经济损失、工程建设受阻等事件的的发生，需要对边坡的稳定性做出正确的预测和评价，并提出相关建议和工程处理措施。

本文结合某市地区边坡实际情况，对该边坡所处的地形地貌、地层岩性、裂隙发育特征、水文条件等影响边坡稳定性的主要工程地质要素進行系统分析，采用瑞典条分法对边坡稳定性进行定量分析，可以为类似土质边坡稳定性分析评价和治理提供借鉴。

1.工程地质条件1.1 工程概况某市地区边坡呈近北东（NE40°）走向，倾向近东向（E100°），边坡宽约50m，高3～15m，总长约540m（见图1）。

1.2 地形地貌边坡地貌类型为丘陵区，危险边坡地形呈东北高西南低，东部比较陡峭，西部较为平缓。

东区边坡的下部坡脚为出露的岩石，西部坡脚为土坡。

1.3 地层岩性根据详细勘察报告，危险边坡发育地层主要为石炭系砂岩、泥质粉砂岩风化层，岩石节理裂隙发育。

①植物土层黄褐色，松散，稍湿，主要为粉土、粉质粘土组成，局部含较多砂粒，局部含少量的植物根茎及有机质，主要分布于边坡表层。

图1 边坡平面图②全风化砂岩层黄褐色，风化剧烈，岩芯呈坚硬土状，含较多砂砾，遇水软化溃散，局部含有黑色的全风化泥质粉砂岩及煤屑。

③强风化岩层该层依据岩性的不同分为两个亚层即强风化砂岩层、强风化泥质粉砂岩层。

强风化砂岩：黄褐色，风化强烈，岩芯呈半岩半土状，局部土夹碎块状，局部夹泥质粉砂岩风化残余，局部含中风化岩块，遇水软化溃散，岩石节理裂隙发育。

该层分布广泛，厚度变化较大，总体较厚，主要位于边坡的中心位置。

强风化泥质粉砂岩：黑色，局部紫红色，风化强烈，岩芯呈半岩半土状，土夹碎块状，局部见有煤屑，局部含中风化岩块，岩芯遇水软化。

边坡稳定性分析研究及工程应用摘要：边坡问题始终是岩土工程界所研究的主要问题之一。

由于问题的复杂性，在边坡工程建设中，怎样对边坡的稳定性进行正确的分析并且制定行之有效的处理与防治方案仍然是当前岩土工程领域的重点、难点所在。

因此我们应当更加重视对于边坡工程问题的稳定性分析。

关键词：边坡稳定性；工程应用；影响因素；工程应用1边坡稳定性分析研究1.1极限平衡分析法极限平衡法是在分析边坡稳定性较早使用的一种方法，主要思想是在边坡滑面的范围内，划分成若干个竖向或斜向的条块，通过对每个条块建立平衡方程来建立整个边坡体的平衡方程，并求得边坡安全系数。

常见的极限平衡法有Ordinary法或Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-price 法、Lowe-Karafiath法、Sarma法、不平衡推力法和传递系数法等。

极限平衡法的发展已较成熟，其理论也更加完善，计算方法也更加的严谨。

特别是随着极限平衡分析软件出现，用极限平衡法能够处理越来越复杂的问题，如复杂的多层地层、超孔隙水压力条件、各种线性非线性模型和各种的加载模型等。

因此在边坡稳定性分析中得到了相当广泛的应用。

1.2数值分析方法1.2.1有限元法（FEM）该法的基本原理是将连续的系统离散为一组单元的组合体，用在每个单元内的求出近似解，再将所有单元按标准方法组合为一个与原有系统相近似的系统，基于等价微分方程的积分原理组建节点平衡方程组，并利用虚功原理与最小势能原理来求解。

该法已发展的相当成熟，全面满足了静力平衡、应变相容和应力、应变之间的本构关系。

同时可以不受边坡几何形状的不规则和材料的不均匀性的限制。

有限元用的较多的软件如ABAQUS、ANSYS等。

但在求解大变形、位移不连续、无限域、和应力集中问题还有欠缺。

计算常出现不收敛，这样会影响到数值计算的可信度。

1.2.2离散单元法（DEM）离散单元法是一种显示求解的动态数值方法。

土方工程中的边坡稳定性分析与加固处理方法引言：边坡稳定性在土方工程中扮演着至关重要的角色。

随着城市化进程的加快和土地开发的不断扩大，对土方工程的要求也越来越高。

因此，对边坡的稳定性分析和加固处理方法的研究显得尤为重要。

一、边坡稳定性分析的基本原理边坡的稳定性是指在承受水压、荷载和地震等自然力作用下，坡体不发生破坏或发生破坏但不影响工程安全的能力。

边坡稳定性分析的基本原理包括地质条件分析、边坡形态参数计算、荷载计算和边坡稳定性分析方法选择等。

地质条件分析是边坡稳定性分析的基础。

通过对岩土层的工程地质调查，获取边坡的地质信息，如土层厚度、土层类型、坡度等，从而确定边坡的物理性质。

边坡形态参数计算包括边坡高度、坡度和坡面形状等参数的计算。

这些参数的合理选择对于边坡稳定性分析起着重要的作用。

荷载计算是指对边坡上的荷载进行合理的计算。

荷载分为静荷载和动荷载两种类型，静荷载包括土重荷载、地震力和水压力等，动荷载包括风荷载和车辆荷载等。

边坡稳定性分析方法的选择根据边坡的具体情况而定。

常用的边坡稳定性分析方法有平衡法、有限元法、反分析法等。

二、边坡稳定性问题及其原因边坡稳定性问题主要表现为边坡滑塌、边坡侧移、边坡临界水位降低等现象。

这些问题的发生原因一般可以归结为外力因素、地质因素和施工因素三个方面。

外力因素包括降雨、地震、水压力等自然力对边坡的影响。

降雨过程中，土壤的饱和度增加，会导致边坡重力和孔隙水压力的增加，从而导致边坡滑塌的发生。

地震则会导致边坡土层的动力性质发生改变，引起边坡的破坏。

水压力也会通过渗流等方式对边坡产生不利影响。

地质因素主要包括土层的物理性质、岩土层结构的稳定性等。

土体的力学性质和岩土层的结构对边坡的稳定性起着关键作用。

如土壤的黏性和强度等决定了边坡的抗剪强度。

施工因素主要包括边坡施工过程中的不当操作、施工方法的选择不合理等。

如边坡施工中土方的开挖和填筑操作不当会导致边坡的不稳定。

三、边坡稳定性分析方法的选择边坡稳定性分析方法的选择应根据边坡的具体情况和工程要求来确定。

边坡稳定性分析方法至今为止，广大学者针对边坡稳定性的分析方法主要包括以下两个方面。

(一)定性分析方法此方法的研究对象主要包括边坡稳定性的影响因素、边坡失稳破坏时的力学作用、边坡的工程价值等，以及结合边坡的形成历史，从定性的角度解释和说明了边坡的发展方向及稳定性情况。

该方法的优势在于充分地分析了影响边坡稳定性中各个因素的相互作用关系，能够快速地评价边坡的自稳能力。

具体包括以下几个方面：(1)自然历史分析法自然历史分析法主要是通过分析边坡发育历史进程中的各种自然影响因素，包括边坡自身的变形情况、发育程度以及边坡分布区域的地貌特征、岩层性质、构造活动等，进而评价边坡的总体情况和稳定性特征，同时也可以预测将来可能导致边坡变形和失稳的触发因素。

该方法对边坡稳定性所做出的评价是从边坡的自然演化方面入手的。

(2)工程地质类比法工程地质类比法首先需要对边坡概况进行充分了解，包括组成边坡的岩体岩性、产状和结构面特征。

然后将目前已知的边坡稳定性情况和需要研究的边坡进行对比，记录两者之间的相似性与差异性，以此分析出所要研究边坡的稳定性情况和破坏模式。

为了能够准确地类比分析，就需要对现有边坡的环境地质条件进行全面的调查记录，并建立数据库。

该方法能够大致判断出研究对象的稳定性发展状况和趋势。

(3)图解法图解法通过在示意图上表示出边坡本身各类参数的组合关系来对边坡的稳定情况、破坏特征、破坏因素以及未来的发展方向进行分析。

常用的图解法包括极射赤平投影、边坡等比例投影等。

该方法的优势在于可以直观地表示影响边坡稳定性的因素。

(二)定量分析方法此方法主要通过数值法和极限平衡法等数学手段，依靠计算软件，更加精确地给出满足实际情况的边坡稳定性分析结果。

(1)极限平衡法主要是按照摩尔-库伦强度准则，通过分析作用在土体上的静力平衡条件来判断边坡的稳定性情况，最常见的极限平衡法是条分法，该方法经过100多年的发展，已经成为目前工程实践中使用最为广泛的一种方法。

边坡稳定性分析2篇边坡稳定性分析（一）引言边坡是指在道路、河道、铁路、水库、矿山等山区地带或特殊地质条件下，因建设需要而开挖或局部破坏岩土体，形成的斜坡或峭壁。

由于其受自然环境、地质条件、工程施工等诸多因素的影响，边坡容易发生滑坡、崩塌和塌方等不稳定现象，给工程运行和周围环境造成极大的危害与损失。

因此，边坡稳定性分析对于确保工程安全运行和人民生命财产安全具有十分重要的意义。

稳定性分析方法边坡稳定性分析常见的方法有多种，主要包括力学分析法、有限元数值模拟法、模型试验法等。

以力学分析法为例，首先需要对边坡的主要信息进行调查，包括边坡地质、工程地质、水文地质、地下水位、工程建设历史等。

其次，根据荷载和载荷的方向、大小、分布等条件，选取合适的地质模型、荷载模型，并采用合理的力学方法进行稳定性分析。

最后，根据分析结果，提出相应的加固和治理方案。

分析评估指标边坡稳定性分析的主要指标包括破坏形式、安全系数以及承载能力等。

其中，破坏形式是指发生破坏时边坡的形态和特征，它直接影响到治理方案的制定和实施。

安全系数是衡量边坡稳定性的重要指标，其定义为承载力与荷载的比值，即：$${\rm {安全系数}}={\rm {承载力}}\div{\rm {荷载}}$$三种承载状态及相应的安全系数如下：1.安全状态：安全系数大于1.5；2.可疑状态：安全系数介于1.0-1.5，需要加强监测和治理；3.失稳状态：安全系数小于1.0，已进入失稳状态，需立即采取加固措施。

承载能力是指边坡抵抗荷载的能力和承受破坏的最大荷载。

在进行稳定性分析时，需要根据边坡的承载能力和荷载特点来确定合适的安全系数范围，以确保边坡的稳定性。

结论边坡稳定性分析是确保工程安全的重要手段，其目的是找出边坡存在的问题，并提出相应的加固和治理方案，以保障工程的长期运行和人民生命财产安全。

稳定性分析方法多种多样，需要根据具体情况选择合适的分析方法和指标，并在稳定性分析的基础上，制定科学合理的加固和治理措施。

地震边坡稳定性的工程地质分析摘要：边坡稳定性是边坡研究的核心问题，由于地质条件的复杂性和人们认识事物的局限性，工程地质定性分析对于地质条件复杂的岩质高边坡工程分析更有其特殊价值。

过去对于地震边坡的研究很少从工程地质的角度进行详细分析，地震边坡稳定性研究是岩土工程和地震工程中关心的重要问题之一。

本文系统的介绍了边坡地震稳定性的评价方法，包括拟定力法、滑块分析法、数值模拟法、实验法、概率分析法，继而分析了地震情况下边坡稳定性的影响因素，在此基础上，对地震边坡的破坏形式进行了探讨，这对于地震边坡的研究无疑具有重要意义。

关键词：地震边坡；稳定性；工程地质；评价方法文章编号：1674-3954（2013）09-0243-021 引言2008年四川汶川发生8.0级强烈地震触发了严重的地质灾害，其破坏性举世罕见。

地震发生后，引起了很多学者对于地震灾害的影响因素的关注。

地震灾害的影响因素有很多，如地震震级和震源深度、场地条件、地震发生的时间、地震的防御情况等。

随着对地质灾害的研究的深入，地震作用下边坡的稳定性研究也成了研究的热点，这也是岩土工程界学者关注的难题之一。

如图1是研究地震后在水平地震力和耦合地震作用下岩土体受到的破坏情况。

2 边坡地震稳定性评价方法2.1拟静力法拟静力法因应用简便而得到大量应用，至今仍备受工程技术人员的青睐。

拟静力法实质上是将地震震动的作用简化为水平、竖直方向的恒定加速度作用，将所产生的地震震动作用作为水平和竖直方向的拟静荷载因子。

这种方法实质上所采用的方法是由静力稳定分析方法拓展而来的，只是更加简便。

工程师在使用拟静力法时，最关心的莫过于地震震动系数选取。

seed总结了常用的三种确定地震震动系数的方法：①经验值的使用；②刚体反应分析法；③采用粘弹性反应分析法。

seed认为不断地采用这些经验数值就会造成它是权威设计标准的假象，意在指出这些地震震动系数的选取缺乏可靠的科学基础。

拟静力法简单实用，在边坡地震稳定性分析中应用得最为广泛，积累了大量的工程经验。

地震边坡稳定性的工程地质探究[摘要]边坡稳定性是研究工程地质的核心，由于受到地质自身复杂性以及人类认知水平的影响，工程地质的研究分析对于边坡稳定性评价具有很大作用。

本文简要分析了在地震作用下影响边坡稳定性的相关因素，并对边坡动力的失稳机制进行探讨。

[关键词]地震边坡稳定性工程地质1地震作用下影响边坡稳定性的关键因素1.1地形地貌影响边坡所处的地形地貌对边坡动力稳定性的影响主要表现在两大方面：一方面是对边坡的坡度以及高度的影响，另一方面是对边坡坡形的影响，其中边坡的高度和坡度的影响要明显大于边坡坡形的影响。

在对已有的强地震观测结果来看，地震频谱和动幅值会随着地形高低而发生变化。

在卡格尔山山上以及山脚两点的强烈余震速度观测记录发现，山顶部位地震持续的时间明显要大于山脚，放大的效果也更为的显著，此外，速度、加速度、位移三个变量的放大效果也不尽不同。

外国地震学家曾经做出过观测，发现斜坡上的地震强度要比谷底大约增加了1°；在角度大于15°的圆锥形山体上部和下部的位移幅度相比，部分谱段值增加了近乎7倍；黄土阶地要比底部的幅值大4倍左右，要比离开坡阶边缘25米之外的水平地区大2倍左右。

我国著名科学家王存玉曾经在振动模型实验中发现：边坡顶部由振动而产生的反应幅值和边坡底部相比较来说会有非常明显的放大。

通过精准的数值分析之后，同样也发现了这一特点。

虽然我们无法明确得出地形影响的数值范围，但是这些资料都佐证了高度对地震的影响。

在关于坡角影响因素的研究中，丁彦慧曾经通过对昭通和炉霍两个方面的地震资料进行归纳总结，并得出了坡角与地震滑坡之间的关系曲线，具体内容可概括为以下几点，首先是角度大于50°以及角度小于20°的地区发生滑坡的概率较小，很多滑坡事故都是出现在斜坡角度在30°-50°之间，同样地震造成的崩塌也大都发生在斜坡角度在30°以上的地区，尤其是50°-70°之间的最多。