岩质边坡稳定计算

岩质边坡稳定性分析计算引言：岩质边坡是指由岩石构成的边坡体，它的稳定性分析是地质工程中的一项重要内容。

本文将围绕岩质边坡的稳定性分析进行详细讨论，包括边坡的力学特性、稳定性分析的方法和计算步骤。

一、岩质边坡力学特性：岩质边坡的力学特性主要包括边坡坡度、岩性、结构构造、地质构造、坡面覆盖物、地下水等。

这些因素对边坡的稳定性有着重要影响。

1.边坡坡度：边坡坡度是指地面或水平面与边坡倾斜线的夹角，是影响边坡稳定性的重要因素。

坡度越大，边坡的稳定性越差。

2.岩性：岩石的强度、粘聚力、内摩擦角等岩性参数对边坡稳定性有着重要影响。

一般来说，岩性较强的边坡稳定性较好。

3.结构构造：边坡中的断层、节理、褶皱等结构构造对边坡的稳定性有着重要影响。

结构面的发育程度和倾角越大，边坡的稳定性越差。

4.地质构造：地质构造包括岩层倾角、层面、节理等，对边坡的稳定性具有重要影响。

地质构造的研究可以帮助我们了解边坡的受力特点和变形规律。

5.坡面覆盖物：坡面覆盖物通常包括土壤、草地、水层等，这些覆盖物的分布情况和特性对边坡的稳定性有着显著影响。

6.地下水：地下水的存在对边坡的稳定性具有重要影响。

当地下水位上升时，边坡会受到水的浸润，导致边坡强度降低，从而增加边坡失稳的可能性。

二、岩质边坡稳定性分析方法：岩质边坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种，下面将对这两种方法进行介绍。

1.极限平衡法：极限平衡法是一种经典的岩质边坡稳定性分析方法，它基于边坡体在其稳定状态下的力学平衡原理进行计算。

这种方法通常将边坡分割为无限小的切割体，并假设切割体沿着内摩擦边界面滑动，从而得到边坡的稳定状态。

2.有限元法：有限元法是一种基于有限元理论进行边坡稳定性分析的方法。

这种方法将边坡体离散为有限数量的单元，通过求解单元之间的位移和应力，得到边坡的稳定状态。

有限元法能够模拟较为复杂的边坡几何形状和边界条件，但计算复杂度较大。

三、岩质边坡稳定性计算步骤：进行岩质边坡稳定性分析计算时，通常需要进行以下步骤：1.边坡参数确定：根据实地调查和实验数据，确定边坡的坡度、坡高、岩石强度参数、结构面参数等。

第三讲边坡稳定性计算全过程边坡是指地面或岩石的斜坡，由于地质、工程结构或人为因素等原因，边坡可能会发生滑坡、坍塌等不稳定现象，因此边坡稳定性计算是工程设计中的重要环节。

本文将介绍边坡稳定性计算的全过程。

边坡稳定性计算过程主要包括选取边坡几何参数、确定边坡承载力和应力状态、计算安全系数和稳定性分析。

首先，需要选取合适的边坡几何参数，包括边坡的高度、坡度、坡面角等。

这些参数对边坡的稳定性有着重要的影响，需要根据具体情况进行选取。

接下来，需要确定边坡的承载力和应力状态。

边坡的承载力是指边坡能够承受的最大荷载，其取决于边坡材料的强度特性。

根据土壤或岩石的强度参数，可以计算边坡的承载力。

应力状态是指边坡内部的应力分布情况，可以通过有限元分析或理论计算进行确定。

然后，需要进行边坡的安全系数计算。

安全系数是评价边坡稳定性的重要指标，是边坡承载力与作用在边坡上的力的比值。

通常，安全系数大于1时，表示边坡稳定；安全系数小于1时，表示边坡不稳定。

安全系数的计算可以使用理论方法、有限元分析或实测数据等多种方法。

最后，进行边坡稳定性分析。

边坡稳定性分析是根据边坡参数、承载力和应力状态，通过计算安全系数来评估边坡的稳定性。

在分析过程中，通常需要考虑边坡的剪切强度、抗滑稳定性、土体的重力等因素，并进行相应的计算。

边坡稳定性分析可以通过手算、计算软件或有限元分析等方法进行。

总结起来，边坡稳定性计算的全过程包括选取边坡几何参数、确定边坡承载力和应力状态、计算安全系数和稳定性分析。

在实际工程中，为了确保边坡的稳定性，需要进行细致的计算过程，并根据计算结果进行相应的工程设计和措施的采取。

理正岩土边坡稳定计算步骤—深路堑一、新建文件1.打开理正岩土软件，选择边坡稳定分析；2.新建一个计算数据的文件夹，指定工作路径为该文件夹，工程名称根据所做项目编辑，编号可以编为时间。

确定后，选择复杂土层稳定计算。

二、增加项目、导入土层1.选择要计算的高边坡断面桩号（可以一个高边坡段落计算一个断面，选择比较高比较危险的断面），打开将要计算的断面对应的地勘横断面，将设计横断面放到地勘断面上（注意如果两个比例不同的话需要转换一下），如果没有计算断面桩号的地勘，选择临近的、地质较差的一个地勘。

如图：新建一个cad图，将断面复制过去，然后删除所有的文字信息，只留下地层和设计横断面的线条。

注意：（1）无足轻重的小夹层可以删掉，简化断面图；（2）比例应统一调整为1:1000，理正软件计算时单位是按m来的；（3）软件识别的地层必须闭合，所以最后一层需要手动画一个大的框；另外，为了避免识别的岩层混乱，用多段线从上到下或从下到上，从同一个方向往另一个方向，把每个岩层描一遍，描的时候可以适当简化减少交点，然后删除原来的线条。

炸开多段线（必须保证最后图里只有直线，无其他图元），将cad图保存为dxf文件。

如图：——画地层这一步很关键，一定要注意。

2.回到理正岩土软件操作页面，进入界面以后选择“增”，第一个断面选择“系统默认例题”，后面的断面选择“前一个例题”即可；3.选择：左上角辅助功能——读入dxf文件自动形成坡面、节点、土层数据——是——选择要读入的dxf文件选择以后出现以下界面：放大图像，查看边坡坡脚的点号，坡面起始点号就输入坡脚的点号；坡面线段数决定了计算到的坡面位置，输入的数字是边坡线段数+1；我们计算到边坡顶面，以这个图为例就是5+1，输入6，确定。

跳回以下界面：（1）如果图中边坡示意正好是从设计边坡的底面到顶面，如图这样，就代表点号与段落数输入正确，如果不是，就重复上述步骤重新读入dxf，重新输入点号和段落。

用理正岩土计算边坡稳定性边坡稳定性是岩土工程领域中非常重要的一个问题。

在土石方工程、地质工程、水利工程、交通工程等领域中，边坡稳定性问题的解决是确保工程安全和可靠性的关键。

边坡稳定性的计算常用的方法之一是理正岩土法。

理正岩土法是一种基于土力学力学和岩石力学理论的计算方法，可以用来评估边坡的稳定性。

边坡稳定性计算的基本思路是通过计算边坡的稳定性系数，判断其是否达到稳定状态。

稳定性系数是指边坡在其中一种条件下的抗滑能力与产力之间的比值。

边坡稳定性系数越大，边坡的稳定性越好。

理正岩土法主要包括以下几个步骤：1.确定边坡的几何形状和边坡材料的力学参数。

边坡的几何形状可以通过实测或者地质调查获得，包括边坡的坡度、高度和倾角等参数。

边坡材料的力学参数需要通过室内试验或者现场试验获得，包括土的内摩擦角、压缩模量、黏聚力等。

2.划分边坡的水平面和垂直面，计算边坡的产力和水平力。

产力是指作用在边坡上的重力力量，可以通过边坡材料的体积和密度来计算。

水平力是指作用在边坡上的水平方向的力量，可以通过产力与边坡的倾角来计算。

3.根据边坡的几何形状和材料的力学参数，计算边坡的抗滑力和抗滑力矩。

抗滑力是指边坡阻止滑动的力量，可以通过产力和材料的摩擦力来计算。

抗滑力矩是指抵抗滑动力矩的力矩，可以通过抗滑力和边坡的几何形状来计算。

4.计算边坡的稳定性系数。

稳定性系数是指抗滑力和抗滑力矩与产力和水平力之间的比值。

稳定性系数越大，边坡的稳定性越好。

通过计算稳定性系数，可以判断边坡是否达到稳定状态。

需要注意的是，理正岩土法是基于一定的假设和条件进行计算的，计算结果具有一定的不确定性。

为了提高计算结果的可靠性，需要进行室内试验和现场试验来获取准确的力学参数，并且要结合实际情况进行综合分析。

总之，理正岩土法是一种常用的边坡稳定性计算方法，通过计算边坡的稳定性系数，可以评估边坡的稳定性。

在实际工程中，要根据具体情况选择合适的计算方法，并结合实际情况进行综合分析，以确保边坡的稳定性和工程的安全可靠性。

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。

第九章边坡岩体稳定性斜坡：倾斜的地面，是天然斜坡和人工边坡的总称。

边坡的分类：自然边坡：天然的山坡和谷坡(地壳隆起或下降引起)按成因分丿人工边坡：人工开挖、改造形成如采矿边坡、铁路公路路堑与路堤边土质边坡坡等岩质边坡按岩性分丿本章主要讨论人工开挖的岩质边坡的稳定性。

岩质边坡稳定性分析方法：1)数学力学分析法(包括块体极限平衡法、弹性力学法和弹塑性力学分析法及有限元法等)2)模型模拟试验法(相似材料模型试验、光弹试验法和离心模型试验)3)原位观测法此外，还有破坏概率法、信息论方法及风险决策法等。

「、稳定性系数稳定性计算*核心内容：安全性系数(安全系数)第一节边坡岩体中的应力分布特征一、应力分布特征假定岩体为连续、均质、各向同性的介质，且不考虑时间效应的情况下(1 )边坡面附近的主应力迹线明显偏转，与坡面趋于平行，二3与坡面趋于正交，而向坡体内逐渐恢复初始应力状态；(2 )坡面附近出现应力集中现象；(3)坡面处的径向应力为零，故坡面岩体仅处于双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态；(4)因主应力偏转，坡体内的最大剪应力迹线由直线变为凹向坡面的弧线。

、影响边坡应力分布的因素(1 )天然应力：h f,坡体内拉应力范围加大。

(2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度等，对边坡应力分布有一定的影响；坡高f,「、二彳也大;坡角f,拉应力范围f,坡脚剪应力f。

（3）岩体性质及结构特征变形模量E对边坡影响不大，□对边坡应力影响明显。

第二节边坡岩体的变形与破坏一、边坡岩体变形破坏的基本类型1•边坡变形的基本类型根据其形成机理分为两种类型：卸荷回弹和蠕变变形。

2•边坡破坏的基本模型四类，见教材P771平面滑动：单平面滑动,双平面滑动，多平面滑动L2楔形状滑动剪切破坏以滑坡形式「3）圆弧形滑动1（4 ）倾倒破坏（以崩塌形成）拉断破坏（以崩塌形式）实际上，就是两种：滑坡和崩塌。

二、影响岩体边坡变形破坏的因素1•岩性：岩体越坚硬，边坡不易破坏，反之，容易破坏（一般情况）。

引水发电洞进口及出口高边坡稳定分析计算一、进口边坡的稳定分析计算进口边坡为斜向结构，一、二期开挖底线均在强松动岩体下限以上，主要破坏形式为圆弧面滑动，故只需按圆弧破坏面寻找最危险滑弧，并求出稳定系数。

对三期及四期开挖，除可能在强松动岩体内发生圆弧面滑动破坏外，边坡还可能沿层面、层间挤压带或裂隙面发生平面滑动破坏，计算时先按圆弧面滑动破坏在三期和四期的开挖范围内找出最危险滑弧，并结合实际裂隙面的位置，确定出三期、四期开挖的直线和折线滑动破坏面，再对同一滑面取不同的强度参数（层面参数和岩体参数）分别计算出相应的稳定系数。

1、计算方法对圆弧滑动面，稳定计算采用瑞典条分法，设计安全系数取K=1.2。

瑞典条分法法的基本假定是：（1）剪切面是个圆弧，所以安全系数K可根据绕圆心的抵抗力矩与滑动力矩的比来确定；（2）计算中不考虑分条之间的相互作用力，所以每个分条底部的反力可以直接由该分条上的荷载算出。

对直线或折线滑动面，稳定计算采用传递系数法，并用Sarma法进行较核，设计安全系数根据不同的计算工况取不同的值。

传递系数法是极限平衡条分法中的一种，也叫剩余推力法，其基本假设为条块间的相互作用力的方向平行于上一条块的底滑面，各条块的剩余下滑力计算公式如下：F i=(W i sinαi+Q i cosαi)-(c i l i/k+(W i cosαi-U i-Q i sinαi)f i/k)+F i-1.ψi-1式中：ψi-1=cos（αi-1-αi）-f i sin（αi-1-αi）/k上式中第一项表示本条的下滑力，第二项表示本条的抗滑力，第三项表示上一条块传下来的不平衡下滑力，ψi-1称为传递系数，k为安全系数。

2、计算参数取值边坡的滑动破坏形式可分为沿层面或裂隙面的破坏和在岩体内的破坏，前者计算时，滑动面按层面参数计算，抗剪强度指标见表1。

后者滑动面按岩体参数计算，抗剪强度指标见表2。

表1 层面或裂隙面的强度参数岩体类别C（kN/m2）水上f水上C（kN/m2）水下f水下容重（kN/m3）强松动岩体0 0.45 0 0.36 26.6 轻微松动岩体50 0.55 50 0.456 26.6 未松动岩体50 0.7 50 0.581 26.6表2 岩体的结构面强度参数岩体类别C（kN/m2）水上f水上C（kN/m2）水下f水下容重（kN/m3）强松动岩体50 0.5 40 0.4 26.6轻微松动岩体200 0.55 160 0.44 26.6未松动岩体400 0.7 320 0.56 26.63、不同工程阶段的计算工况及荷载组合进口边坡的开挖分为一期、二期、三期、四期，四期以后为水库的运行期，根据现状及水库蓄水后的运行特点，稳定分析包括现状天然条件，不同库水位，考虑地震力时的不同库水位及水库水位变化（渗透压力）等不同工况。