岩质边坡类型、结构面特征及稳定性分析

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。

顺层岩质边坡稳定性分析发布时间：2023-02-01T08:52:07.406Z 来源：《工程管理前沿》2022年第18期作者：武钰华[导读] 顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏，影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多，武钰华中冶沈勘工程技术有限公司辽宁大连摘要：顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏，影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多，如：岩层倾角、水的影响、边坡高度、风化作用、地震效应、爆破震动效应等都可能影响顺层岩质的边坡稳定。

本文通过分析影响顺层边坡稳定性因素的作用机理，分析其失稳的机制以及破坏的模式。

关键词：顺层岩质边坡、岩层倾角及结构面、水的作用、开挖坡角、边坡高度。

前言顺层岩质边坡是包含层面和其它类型结构面的一种复杂边坡结构。

根据大量的工程实践经验发现，顺层岩质边坡是稳定性最差、危害程度最大的一种边坡，顺层岩质边坡的变形毁坏给边坡工程的建设重大的损失和人民群众的生命财产带来了重严重的威胁，因此对顺层岩质边坡的研究很深远的意义。

1 顺层岩质边坡类型影响稳定性的因素影响边坡稳定的因素有很多，首先取决于岩层倾角、地层岩性及其组合特征、结构面等内因。

除此以外还包括地下水的作用和开挖坡角、边坡高度、爆破震动效应、地震效应等其他因素。

2岩层倾角及结构面影响边坡稳定性的重要因素之一就是岩层的倾角。

开挖边坡坡角，当坡角中夹杂着的软弱夹层在坡面出露时，边坡极易发生沿软弱夹层滑动的顺层滑坡。

正常来讲，岩层倾角较大时，因为没有下滑空间，所以边坡相对较稳定，虽然在一定的条件下还是会产生顺层弯曲破坏和倾倒破坏。

岩层倾角接近并小于边坡开挖角时，下滑力和下滑空间都相对较大，边坡也就相对不那么稳定。

岩层倾角较小时，不稳定的岩体下滑力较小，开挖后的边坡相对较为稳定。

3地层岩性及其组合特征组成边坡的物质基础是地层，地层岩性的不同对边坡稳定性的影响也不同。

自然界中将地层岩性分为软质岩与硬质岩两种。

由软质岩体组成的顺层边坡坡高通常较低，所以岩层的倾角通常较小；而由硬质岩体组成的顺层边坡坡高通常较高，所以岩层倾角通常较大，由此可以知道地层岩性的不同对顺层边坡稳定的影响极其明显。

地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析摘要：现代工程地质研究表明，地灾治理中岩质边坡的稳定性需要结合工程地质建设条件作为主要前提。

工程师可以认真分析和控制影响岩质边坡稳定性的各种要素，及时对工程地质要素进行综合分析和评价，从而确定边坡的稳定性和有效性。

关键词：地灾治理；岩质高边坡；稳定性分析就现代工程建设的内容而言，岩质边坡的稳定性分析评价工作的内容较多，其涉及了工程地质学、岩体力学和计算科学等多种方法，属于多学科交叉，是岩土工程研究的重点内容。

目前国内影响岩质边坡稳定性的因素和评价方法很多，突出的问题是忽略了边坡的地质环境条件，没有将边坡的内部结构与外部诱发因素结合起来。

现在采用案例分析的方式来探讨地形、环境对边坡的影响，希望能够提高边坡的稳定性，提供更合理的分析思路。

1.项目研究概述本工程案例选取A项目a段标段的开挖内容，在区域中存在一系列的岩质边坡问题，其中起止里程的最大开挖深度为21.5m，存在一处深挖高路堑边坡，且属于互通立交的起点以及高速公路的左侧等。

整体上，边坡的内部节理发育较为理想，其中有一条挤压破碎带，两组节理面和层面也被切割层坡体岩石，整体坡面呈现出碎块状。

首先，可以观察到整体地形。

该地区地形属中、低山地貌，地势相对平坦，植被发育不差，植被数量较少。

坡度段为脊部，后缘地形逐渐减小，坡向和脊向也呈35°斜角。

整个中部地势较高，两侧有小沟壑，坡度角度小于45°。

其次，观察地层岩性。

整个岩体为变质泥岩、砂岩、页岩，三个岩体交错排列(如图1所示)。

其中变质泥岩为弱风化、褐黄色，岩体较为破碎，呈薄层状。

整个层理面部分清洁，可以看见光滑丝绸，内部也有大量黏土矿物;变质页岩为棕褐色，弱风化，岩石相对破碎，片理结构理想，含大量碳酸盐岩有机质;变质砂岩呈灰黄色，岩石破碎，在岩石的断口处有砂感。

（图1 地质灾害治理过程中岩质高边坡稳定性分析）观察地质构造，边坡为大角度倾斜边坡，边坡体为一侧倾斜的单斜构造，整个岩层的产状态为25-78°;岩体节理发育明显，分布均匀，尺寸穿透力强，间距多集中在10-15cm。

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）。

顺层岩质边坡结构特征及破坏模式一、不同类型边坡的结构特征分析由于岩体边坡在悠久的地质历史环境中不断改造，岩体边坡中存在着大量的软弱结构面，包括裂隙面、岩层面及节理面等，它们主导着边坡的变形发展，使得完整岩石力学特性的作用居于次位。

因此，与土体边坡不同，岩体边坡的破坏通常是沿着上述软弱结构面开始并发展的。

另外，如果岩体边坡发生失稳，其破坏规模往往较大，在众多岩体边坡稳定性的影响因素中，岩体结构是最为直接和重要的一项。

不同类型的岩体结构元素在岩体内的排列及组合形式称为岩体结构。

岩体结构主要决定着岩体强度及变形性质，因此，通常必须首先对岩体结构认识到位，才能够较为顺利地对岩体强度特性、变形特性及破坏机制展开研究，接着通过力学计算及相应的模型试验，获得相关的数据结果，最后才能进行实际工程的合理设计及防护。

1.岩体边坡的分类谷德振按岩体结构的不同，将岩体划分为完整结构、块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构五大种类，与此对应，岩体边坡可被划分为完整岩体边坡、块状岩体边坡、层状岩体边坡、碎裂岩体边坡及散体岩体边坡五大种类。

各类岩体结构及相应边坡的主要特点总结如下。

1）完整结构此类结构岩体内部节理裂隙发育较少且不贯通，具有较高的拉压强度。

理想完整结构岩体边坡具有较强的稳定性，但是实际情况下，边坡长期受到构造应力及风化作用的影响，所以通常都会存在一定程度的节理发育，导致完整结构岩体边坡很少在自然界中存在。

2）块状结构此类结构岩体基本呈块状或中厚层状，结构面弱发育。

块状岩体边坡整体稳定性较好，局部稳定性受控于结构面及岩石整体的抗剪强度，其失稳模式多数为高陡边坡岩体沿结构面滑移崩塌。

3）层状结构此类结构岩体又可成为板裂结构岩体，基本呈层状，结构面普遍存在，具有以软弱夹层及层间错动带为代表的贯穿性软弱结构面，使得岩体表现出不均匀性及不连续性等特点。

层状岩体边坡的破坏形式主要受控于边坡坡角与岩层面倾角的相互关系，一般失稳破坏规模较大。