第8章边坡地震稳定分析

常用的边坡稳定性分析方法第一节概述 (1)一、无粘性土坡稳定分析 (1)二、粘性土坡的稳定分析 (1)三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 (1)四、土坡稳定分析讨论 (1)第二节基本概念与基本原理 (1)一、基本概念 (1)二、基本规律与基本原理 (2)（一）土坡失稳原因分析 (2)（二）无粘性土坡稳定性分析 (3)（三）粘性土坡稳定性分析 (3)（四）边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 (7)（五）土坡稳定分析的几个问题讨论 (8)三、基本方法 (9)（一）确定最危险滑动面圆心的方法 (9)（二）复合滑动面土坡稳定分析方法 (9)常用的边坡稳定性分析方法土坡就是具有倾斜坡面的土体。

土坡有天然土坡，也有人工土坡。

天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。

本章主要学习目前常用的边坡稳定分析方法，学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。

第一节概述学习土坡的类型及常见的滑坡现象。

一、无粘性土坡稳定分析学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。

要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程，坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。

二、粘性土坡的稳定分析学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。

要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。

三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。

四、土坡稳定分析讨论学习讨论三个问题：土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。

第二节基本概念与基本原理一、基本概念1 •天然土坡(naturalsoilslope):由长期自然地质营力作用形成的土坡，称为天然土坡。

2 .人工土坡(artificialsoilslope):人工挖方或填方形成的土坡，称为人工土3 •滑坡（landslide）: 土坡中一部分土体对另一部分土体产生相对位移，以至丧失原有稳定性的现象。

边坡稳定性分析方法边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。

岩土边坡是一种自然地质体，一般被多组断层、节理、裂隙、软弱带切割，使边坡存在削弱面，在边坡角变化、地下水、地震力、水库蓄水等外因作用下，使边坡沿削弱面产生相对滑移而产生失稳。

边坡稳定性分析过程一般步骤为：实际边坡→力学模型→数学模型→计算方法→结论[4]。

其核心内容是力学模型、数学模型、计算方法的研究，即边坡稳定性分析方法的研究。

边坡稳定分析方法研究一直是边坡稳定性问题的重要研究内容，也是边坡稳定研究的基础。

1 边坡稳定性研究发展状况边坡稳定性的分析研究始于本世纪二十年代，最早是对土质边坡的稳定性进行分析和计算，直到60年代初，岩体边坡的稳定性分析研究才开始进行。

早期对边坡稳定性的研究主要从两方面进行的：一是借用刚体极限平衡理论，根据三个静力平衡条件计算边坡极限平衡状态下的总稳定性。

二是从边坡所处的地质条件及滑坡现象上对滑坡发生的环境及机制进行分析，但基本上都是单因素的。

50年代，我国许多工程地质工作者，在研究中采用前苏联的“地质历史分析”法，也是偏重于描述和定性分析。

60年代初的意大利瓦依昂水库滑坡及我国一些水电工程及露天矿山遇到的大型滑坡和岩体失稳事件，使工程地质学家们认识到边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程或累进性破坏过程，每一类边坡都有其特定的时效变形形式或时效变形过程，这些过程所包含的力学机制只有用近代岩石力学理论才能解释，从而使边坡稳定性研究进入了模式机制研究或内部作用过程研究的新阶段。

进入80年代以来，边坡稳定研究进入了蓬勃发展的新时期。

一方面随着计算理论和计算机科学的迅猛发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。

边坡稳定性分析的研究也开始采用数值模拟手段定量或半定量地再现边坡变形破坏过程和内部机制作用过程，从岩石力学和数学计算的角度认识边坡变形破坏机制，认识边坡稳定性的发展变化。

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。

地震作用下边坡的稳定性分析作者：罗轶马艳波来源：《价值工程》2019年第26期摘要：地震作用下边坡的稳定性分析较为复杂，也是近年来的热点课题。

四川“5.12”汶川地震后，相关学者针对边坡的地震响应做了很多研究。

文章以某工程边坡受地震影响为例，采用拟静力法和数值分析法，探讨了一定的地震时程加速度影响下，该边坡的变形位移情况，并对其地震影响作用下的稳定性进行了研究。

Abstract： The stability analysis of slopes under earthquake action is complex and is a hot topic in recent years. After the "5.12" Wenchuan earthquake in Sichuan， relevant scholars have done a lot of research on the seismic response of the slope. Taking the influence of an engineering slope as an example， the quasi-static method and numerical analysis method are used to investigate the deformation displacement of the slope under the influence of certain time-history acceleration， and the stability under the influence of the earthquake is studied.关键词：岩质边坡;动力响应;稳定性评价Key words： rock slope;dynamic response;stability evaluation中图分类号：U213.1+3; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1006-4311（2019）26-0143-021; 概述边坡的地震反应分析不仅与边坡岩土体的动力特性有关，且与输入地震动力的特性密切相联，远比边坡的静力分析复杂。

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。

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。

边坡稳定性分析的方法
边坡稳定性分析的方法主要包括以下几种：
1. 静态稳定分析：静态稳定分析是最常用的分析方法，通过建立边坡的力学模型，计算坡面上各种力的平衡关系，判断边坡的稳定性。

常用的静态分析方法包括切片法、广义平衡法和极限平衡法等。

2. 动力稳定分析：动力稳定分析考虑了水流、地震和其他动力荷载对边坡稳定性的影响。

常用的动力分析方法包括响应谱法、时程分析法和频率分析法等。

3. 水力稳定分析：水力稳定分析主要关注边坡受水力作用时的稳定性。

常用的水力稳定分析方法包括考虑渗流的有效应力法、Darcy定律法和杨-阿基米德稳定理论等。

4. 弹性稳定分析：弹性稳定分析是一种边坡在小变形下的稳定性分析方法。

常用的弹性分析方法包括有限元分析和边坡材料的拉伸压缩试验等。

5. 强度剩余系数法：强度剩余系数法是基于边坡的强度特性和稳定性要求进行分析的方法。

通过计算边坡的抗滑安全系数和剩余强度系数，评估边坡的稳定性。

6. 现场监测法：现场监测法是通过对边坡进行实时监测，分析边坡的变形、位移和应力等参数，评估边坡的稳定性，并进行必要的修复和加固。

常用的现场监
测方法包括测量、遥感技术和数值模拟等。

综合采用多种方法进行边坡稳定性分析可以得到更准确的结果。

在实际工程中，通常会根据具体情况选择适合的分析方法进行分析和评估。

第二节边坡稳定性分析方法力学验算法和工程地质法是路基边坡稳定性分析和验算方法常用的两种方法。

1．力学验算法(1)数解法假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行验算，从中找出最危险滑动面，按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。

此方法计算较精确，但计算繁琐。

(2)图解或表解法在图解和计算的基础上，经过分析研究，制定图表，供边坡稳定性验算时采用。

以简化计算工作。

2．工程地质法根据稳定的自然山坡或已有的人工边坡进行土类及其状态的分析研究，通过工程地质条件相对比，拟定出与路基边坡条件相类似的稳定值的参考数据，作为确定路基边坡值的依据。

一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算，用工程地质法进行校核；岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。

3．力学验算法的基本假定滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条(指条分法)之间相互作用力的影响。

一、直线滑动面法松散的砂类土路基边坡，渗水性强，粘性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力。

失稳土体的滑动面近似直线状态，故直线滑动面法适用于砂类土：如图2-2-4所示，验算时，先通过坡脚或变坡点假设一直线滑动面，将路提斜上方分割出下滑土楔体ABD，沿假设的滑动面AD滑动，其稳定系数K按下式计算(按边坡纵向单位长度计)：验算的边坡是否稳定，取决于最小稳定系数Kmin的值。

当Kmin＝1.0时，边坡处于极限平衡状态。

由于计算的假定，计算参数(r，Ψ，c)的取值都与实际情况存在一定的差异，为了保证边坡有足够的稳定性，通常以最小稳定系数Kmin≥1.25来判别边坡的稳定性。

但Kmin过大，则设计偏于保守，在工程上不经济。

当路堤填料为纯净的粗砂、中砂、砾石、碎石时，其粘聚力很小，可忽略不计，则式（2-2-3）变为：式(2-2-3)也适用于均质砂类土路堑边坡的稳定性验算。

二、圆弧滑动面法用粘性土填筑的路堤，边坡滑坍时的破裂面形状为一曲面，为简化计算，通常近似地假设为一圆弧状滑动面。

边坡稳定性分析范文首先，确定边坡的几何形状、岩土物理力学参数和边坡下方地层情况非常重要。

边坡的几何形状和大小直接影响到边坡的稳定性，岩土物理力学参数是进行力学分析的基础，而边坡下方地层情况则对边坡的稳定性有重要影响。

其次，建立边坡的力学模型是进行边坡稳定性分析的关键步骤。

力学模型可以是二维平面模型，也可以是三维空间模型，其选择应根据实际情况和分析目的来确定。

一般来说，二维平面模型适用于较简单的边坡，而三维空间模型适用于较复杂的边坡。

然后，确定荷载条件和边界条件是进行稳定性分析的基础。

荷载条件包括自重、附加荷载（如雨水、地下水等）和地震作用等，边界条件包括边坡上部和下部的约束情况。

荷载条件和边界条件的合理确定对于分析结果的准确性和可靠性非常重要。

稳定性分析是边坡稳定性分析的核心内容，也是最关键的步骤之一、常用的稳定性分析方法包括平衡法、极限平衡法、有限元法等。

平衡法是最简单也是最基本的稳定性分析方法，它假设边坡在稳定状态下满足力学平衡条件，通过比较剪切抗力和剪切力矩之间的关系来评估边坡的稳定性。

极限平衡法是在平衡法的基础上引入潜在滑移面，通过比较潜在滑移面上的剪切抗力和剪切力矩之间的关系来评估边坡的稳定性。

有限元法是一种数值分析方法，通过离散化边坡为有限个单元，并在每个单元内求解力学平衡方程来分析边坡的稳定性。

最后，根据分析结果确定相应的加固措施是边坡稳定性分析的最终目的。

根据边坡的具体情况和不同的加固要求，可以采取不同的加固措施，如加宽边坡、设置挡土墙、增加护坡等。

加固措施的选择应综合考虑边坡的稳定性和经济性。

总之，边坡稳定性分析是对地表或岩石边坡进行稳定性评估和分析的一项重要工作。

通过准确地评估和分析边坡的稳定性，我们能够确定边坡的安全系数，并采取相应的加固措施，以确保边坡的安全运行和保护环境的稳定。

如何进行边坡稳定性分析边坡稳定性分析是土木工程中非常关键的一项工作，它的目的是评估边坡的稳定性，并为工程设计和施工提供有效的依据。

边坡稳定性分析通常包括地质勘察、边坡剖面设计、荷载计算和稳定性评估等多个步骤。

本文将从这些方面逐一探讨如何进行边坡稳定性分析。

地质勘察是边坡稳定性分析的首要步骤。

通过地质勘察，工程师可以了解边坡的地质构造、岩土性质、地下水位等信息，进而对边坡的稳定性进行初步评估。

常用的地质勘察方法包括地质剖面观测、地质钻探和岩土力学试验等。

在地质勘察过程中，要注意采集足够的样品，并进行准确的化验和测试，以获得可靠的地质数据。

在地质勘察的基础上，进行边坡剖面设计是下一个重要步骤。

边坡剖面设计的目的是确定边坡的几何形状和坡度，以及合理的边坡高度和宽度。

在边坡剖面设计中，需要考虑到土壤的侧向稳定性，避免出现边坡滑动、倾覆和土体塌方等问题。

同时，要注意选择合适的边坡保护措施，如设置排水系统、安装护坡材料等，以增强边坡的稳定性。

完成边坡剖面设计后，进行荷载计算是必不可少的一步。

荷载计算是为了确定边坡所承受的各种荷载大小，并进行相应的力学分析。

常见的荷载包括活动荷载、静态荷载和地震荷载等。

在进行荷载计算时，要充分考虑不同载荷的组合和作用方式，并结合边坡的地质条件和剖面设计参数进行分析，确保荷载计算的准确性和合理性。

最后，进行稳定性评估是边坡稳定性分析的核心部分。

稳定性评估的目标是评估边坡在各种荷载作用下是否能够保持稳定。

常用的稳定性评估方法包括平衡法、极限平衡法和弹性和塑性有限元法等。

在进行稳定性评估时，需要综合考虑边坡的土质性质、地下水位、荷载大小等因素，并进行详细的力学分析和计算。

如果发现边坡的稳定性存在问题，需要及时采取相应的安全措施，如增加护坡厚度、排除地下水等，以维护工程的安全性。

综上所述，边坡稳定性分析是一个综合性的工程任务，包括地质勘察、边坡剖面设计、荷载计算和稳定性评估等多个方面。

如何进行边坡稳定性分析和土地滑坡监测引言边坡稳定性分析和土地滑坡监测是一项重要任务，旨在预防和减少自然灾害对人民生命财产的伤害。

本文将探讨如何进行边坡稳定性分析和土地滑坡监测的方法和技术，以帮助解决相关问题。

一、边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析是评估边坡是否会发生滑坡的过程，以下是一些常用的边坡稳定性分析方法：1.地质勘探及地质参数测定：通过地质勘探和采样分析，获取关键地质参数，如土壤类型、土层厚度、饱和度等，这些参数对边坡稳定性分析具有重要意义。

2.地震影响分析：地震是导致边坡滑坡的主要因素之一，通过分析地震对边坡的影响，可以评估边坡的稳定性，并采取相应措施。

3.边坡稳定性计算模型：建立合适的边坡稳定性计算模型是进行边坡稳定性分析的关键。

常用的模型包括理论分析法、数值模拟法等。

这些模型需要基于实际情况进行参数设定和验证，以提高分析结果的准确性。

4.监测数据分析：通过对边坡监测数据的收集和分析，及时掌握边坡的变形和位移情况，可以为边坡稳定性分析提供重要参考。

二、土地滑坡监测技术土地滑坡监测技术是预测和监测土地滑坡的关键环节，下面介绍几种常用的土地滑坡监测技术：1.地面测量技术：地面测量技术是最常用的土地滑坡监测技术之一。

通过地面测量仪器，如全站仪、水平仪等，可以测定土地滑坡区域的变形和位移情况，进而判断土地滑坡的可能性。

2.遥感技术：遥感技术是一种高效的土地滑坡监测手段。

通过卫星遥感图像和航空摄影图像的获取与分析，可以观测地表特征的变化，以判断土地滑坡的风险程度。

3.地下水位监测：地下水位是影响土地滑坡的重要因素之一。

通过布设地下水位监测井，并实时记录地下水位的变化，可以及时发现地下水位异常，预警土地滑坡的发生。

4.地形测量技术：地形测量技术是指对土地表面的测量与分析，以了解土地滑坡区域的地形特征。

该技术可以使用激光测距仪、GPS等工具，提供详尽的地形数据，有助于评估土地滑坡的发生倾向。

结语边坡稳定性分析和土地滑坡监测是保护人民生命财产安全的重要工作，在防止自然灾害中发挥着不可忽视的作用。