边坡稳定性分析报告
- 格式:docx
- 大小:38.58 KB
- 文档页数:12
目录达连河露天煤矿南帮边坡稳定性分析 ..................................................... 错误!未定义书签。
1 前言 (3)1.1项目背景、意义及目标 (3)1.2研究内容 (3)1.3研究方法与技术路线 (4)2 边坡工程地质条件分析 (6)2.1工程概况 (6)2.1.1 位置与交通 (6)2.1.2 地形地貌 (9)2.1.3 矿山开采简介 (9)2.1.4 气候条件及地震烈度 (9)2.2区域地质 (9)2.3矿区地质 (10)2.3.1 地层岩性 (10)2.3.2 地质构造 (11)2.4边坡工程地质 (13)2.4.1 勘探区工程地质 (13)2.4.2 地层岩性 (14)2.4.3 岩体结构类型 (16)2.4.4 水文地质特征 (17)2.5潜在滑坡模式分析 (19)2.6岩土体物理力学指标的确定 (20)2.7小结 (20)3 边坡稳定性极限平衡计算 (21)3.1边坡安全储备系数确定 (21)3.2稳定性定量分析方法简介 (21)3.2.1 极限平衡理论概述 (21)3.2.2 计算方法的选择 (22)3.3边坡稳定性分析 (25)3.3.1 计算剖面选取 (25)3.3.2 计算结果及分析 (28)3.4小结 (32)4 结论 (33)1 前言1.1 项目背景、意义及目标边坡稳定性分析与控制是露天开采领域研究的关键问题。
如何针对不同露天矿特有的工程及地质特征,提出合理的边坡设计及稳定性控制方案,确保露天矿实现高效、安全及持续生产,是采矿工程科学技术人员亟待解决的关键问题之一。
达连河露天矿于2010年进行了改扩建设计,提出横采内排确定南帮最终帮坡角是41°,外排土场距采场边界距离大于50m。
目前外排土场高度大于100m,采场最终采深超过200m,形成了高陡复合边坡,且内排压脚难以实现,外排土场距采场边界距离几乎为零,存在较大滑坡风险,曾在2011年发生两次小规模滑坡,严重威胁露天矿安全生产。
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。
边坡稳定性分析报告.doc边坡稳定性分析报告斜(边)坡稳定性分析方法综述摘要斜坡稳定性分析方法目前主要分为定性类方法、定量类方法和非确定性方法。
定性类方法和定量类方法都比较成熟,尤其以定量类方法(刚体极限平衡法和有限单元法等数值计算方法)运用较多;而非确定性方法虽然方法较多,但目前使用相对较少。
本文主要介绍三类分析方法中的一些具体方法及其原理,并对三类方法的特征及优缺点进行简单评价。
关键词斜坡稳定性分析,定性类方法,定量类方法,非确定性方法ABSTRACT Nowadays, the methods evaluating slope stability are mainly divided into qualitative methods, quantitative methods and nondeterministic methods. Qualitative methods and quantitative methods are both comparatively mature, and especially quantitative methods rigid equilibrium limit method and numerical computation methods such as finite element method are widely employed; while although there are many kinds of nondeterministic methods, they are comparatively less employed. The paper mainly introduces some specific methods and their theories of the three evaluating methods, and short comments are made on the characteristics, merits and demerits of the three evaluating methods. Key Words。
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。
边坡稳定性评估报告模板边坡稳定性评估报告一、题目项目名称:xxx边坡位置:xxx二、背景本次评估是为了评估边坡的稳定性,以确定是否存在风险,及采取何种措施进行治理。
三、评估标准根据国家有关标准及相关规定,采取如下评估标准进行稳定性评估:1. 工程地质与岩土勘察规范(GB 50021-2001)。
2. 边坡工程施工安全技术规范(JGJ 107-2015)。
3. 岩石质量等级标准(GB 50201-2014)。
4. 岩土工程测量规范(JGJ/T 83-2007)。
5. 工程测量规范(GB 50067-2017)。
6. 岩土工程勘察规范(GB 50023-2015)。
四、评估内容1. 采取现场勘察及相关资料收集,确定边坡土层及岩体的物理特性如土层结构、岩体厚度、断层确定等。
2. 对边坡进行三维模拟分析及岩土分层分析,确定边坡稳定性指标如稳定安全系数、倾倒力矩、应力应变等。
3. 结合现场环境因素如降雨等,进行多种情况下边坡稳定性分析并给出最劣情况下边坡稳定性指标。
4. 分析边坡周边地质环境和岩土结构等情况,确定造成边坡不稳定的主要因素。
5. 提出相应边坡治理的方案及建议,包括降雨预警及排水方案等。
五、评估结论经对边坡进行全面评估,结论如下:1. 根据三维模拟分析及岩土分层分析,该边坡的稳定安全系数为X,符合国家标准及相关规定。
2. 在多种情况下边坡稳定性分析中,边坡的最劣情况下稳定安全系数为X。
3. 治理方案及建议:(1)加强排水措施,减少降雨对边坡的影响;(2)加固边坡结构,提高稳定性。
六、参考文献1. 工程地质与岩土勘察规范(GB 50021-2001)。
2. 边坡工程施工安全技术规范(JGJ 107-2015)。
3. 岩石质量等级标准(GB 50201-2014)。
4. 岩土工程测量规范(JGJ/T 83-2007)。
5. 工程测量规范(GB 50067-2017)。
6. 岩土工程勘察规范(GB 50023-2015)。
边坡稳定性分析开题报告一、研究背景在自然界和人类的建设活动中,斜坡和边坡是常见的地形类型。
然而,这种地形和人类建设活动的相互作用,常常会导致边坡坍塌和地质灾害发生。
边坡稳定性是一个非常复杂的问题,涉及到土壤力学、岩石力学、水文地质学等多个学科。
因此,研究边坡稳定性的方法和技术,对于预防和治理地质灾害具有重要的意义。
当前,国内外对边坡稳定性研究取得了许多有益的成果。
其中,针对边坡稳定性分析的方法和技术也得到了广泛的研究和应用。
例如,典型的边坡稳定性分析方法包括极限平衡法、数值模拟法、人工神经网络法等。
这些方法和技术各有优缺点,在实际应用中需要根据不同情况做出选择。
二、研究目的和意义针对当前存在的问题和任务,本研究的目的是针对某一典型边坡进行稳定性分析,探索该边坡稳定性状态的变化规律和影响因素,并提出相应的治理建议。
本研究的意义如下:1.有助于深入了解边坡稳定性的本质和机理,理清边坡面临的主要问题和危险因素。
2.提供一组可行的边坡稳定性分析方法和技术,帮助相关部门和企业针对不同地质条件做出科学决策。
3.为边坡治理和地质灾害预防提供参考意见和建议。
三、研究内容和方法本研究拟选择某一典型的边坡进行分析,主要研究内容包括:1.边坡稳定性评价指标的确定,解释和分析。
2.基于不同的边坡稳定性分析方法和技术,采集该边坡的综合数据,归纳分析数据,得出初始分析结果。
3.将初步分析结果与现实情况的差异进行比对分析,进一步分析分析结果的合理性和敏感性,识别分析结果的限制因素。
4.在对初步分析结果进行了充分的验证和验证后,提出相应的治理建议和技术方案。
本研究的方法主要包括:1.文献调研和资料收集。
2.现场调查和采集数据。
3.边坡稳定性分析方法和技术的选择和运用。
4.分析结果表达和展示。
四、预期成果和进度安排本研究的预期成果包括:1.提出边坡稳定性评价指标体系,并将其应用于某一典型边坡的分析中,得出初始分析结果。
2.对初步分析结果进行了充分的验证和验证后,提出在该边坡治理中应采取的相应的建议和技术方案。
边坡稳定性分析报告
一、项目概况
本项目位于XX地区,占地面积为XXX平方米,主要建设内容为XXXX。
其中,边坡部分长约XXX米,高约XXX米,坡度为XXX度。
该边坡为自然边坡,无人工加固措施。
二、边坡稳定性分析
地质条件分析
根据地质勘探结果显示,该边坡所处地区的地质构造为XXX类型,岩性为XXX,地下水位较高。
由于地下水对边坡的冲刷作用较大,因此需要对其稳定性进行充分考虑。
边坡形态分析
经过现场勘察和测量,该边坡呈现出典型的倾斜状,其倾斜角度为XXX度。
同时,该边坡的坡面较为陡峭,存在一定的滑坡风险。
边坡稳定性评估
根据《公路边坡工程技术规范》(JTGD3-215)中的相关规定,采用“三重矩法”对该边坡进行了稳定性评估。
评估结果表明,该边坡的稳定性较差,存在较大的滑坡风险。
安全措施建议
为了保障工程的安全稳定运行,建议采取以下措施、
(1)在边坡上部加设钢筋网片或喷射混凝土等加固措施;
(2)在边坡下方挖掘排水沟,加强排水能力;
(3)在边坡周围设置防护栏杆或警示标志,提醒车辆注意行驶安全。
三、结论与建议
综合以上分析结果和安全措施建议,本项目应高度重视边坡稳定性问题,采取有效措施加强边坡的加固和保护工作,确保工程施工的安全稳定运行。
同时,在后续的工程建设过程中,也应加强对边坡稳定性的监测和管理,及时发现和处理潜在的问题。
露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告露天煤矿是一种传统的开采方式,由于其开采方式特殊,一些地质条件不利于煤炭开采的地方,采矿的技术水平得不到充分的保证,常常出现煤炭开采的边坡稳定性问题,对采煤的安全带来很大威胁。
因此,对露天煤矿边坡稳定性进行分析和评价非常重要。
一、露天煤矿边坡稳定性的影响因素1、地质条件。
地质条件是影响煤矿边坡稳定性的关键因素,地质构造和地层组合对边坡稳定性产生直接影响。
2、地下水位。
地下水位变化会引起边坡的变形和破坏。
3、荷载。
荷载是导致煤矿边坡失稳的主要因素。
二、露天煤矿边坡稳定性的评价方法1、数值模拟方法。
采用数值模拟方法可以分析较为真实的地质条件,并定量地评估边坡的稳定性。
2、实地观测法。
实地观测法就是利用仪器观测边坡变形的方式来评价其稳定性。
3、模拟实验法。
通过对不同条件的模拟实验来探究边坡的稳定性。
三、露天煤矿边坡稳定性的分析方法1、基本的分析方法。
要对煤矿边坡稳定性进行分析,可以采用物理模型、理论分析的方法。
2、实验分析法。
通常需要在露天煤矿附近建立实验场地,打缩模泥样、边坡模型进行研究,以确定边坡破坏机理,进一步加深对其稳定性的了解。
3、监测分析法。
对边坡的变形膨胀与位移进行全面的监测,同时利用分析软件对数据进行分析,以评估其稳定性。
四、露天煤矿边坡稳定性评价报告的编写1、报告的开头应清晰地说明评估的目的和重要性。
2、交代评估的范围,定义研究的地质条件,分析影响因素以及边坡稳定性。
3、利用可靠的分析方法和实验数据,对边坡的稳定性进行评估。
4、分析结果应具体表述,包括各个影响因素的评估、边坡等级和安全系数等。
5、总结评估结果,提出可行的建议和对策,如加强支撑、降低坡度等。
综上所述,对露天煤矿边坡稳定性进行分析和评价是非常必要的,它对于保障煤炭开采安全具有重要作用。
我们应该采取有效的措施来维护煤矿边坡稳定性,以防止煤矿事故的发生。
露天矿边坡稳定性分析评价报告二〇二一年三月露天矿边坡稳定性分析评价报告报告编写:审核:技术负责:总经理:提交单位:二〇二一年三月目录前言 (1)一、任务来源 (1)二、目的任务 (1)三、分析评价依据 (1)(一)任务依据 (1)(二)主要技术标准依据 (2)(三)资料依据 (2)四、矿山基本情况 (3)(一)露天矿概述 (3)(二)资源储量 (3)(三)露天开采主要技术方案 (4)五、工作程序与工作方法 (7)(一)技术路线 (7)(二)工作布置、方法及完成的工作量 (8)六、完成主要工作量 (9)第一章矿山地质环境背景 (10)一、工作区地理位置 (10)二、自然地理条件 (10)(一)气象 (10)(二)水文 (10)(三)土壤 (11)(四)植被 (11)(五)土地类型 (11)三、地形地貌 (12)(一)构造侵蚀中山 (12)(二)侵蚀堆积沟谷 (13)四、地层岩性与地质构造 (13)(一)地层 (13)(二)构造 (16)五、新构造运动与地震 (16)六、水文地质条件 (17)(一)含水层 (17)(二)地下水补、径、排条件 (18)(三)矿床充水因素分析 (18)七、工程地质条件 (19)(一)土体工程地质特征 (19)(二)岩体工程地质特征 (19)(三)露天采场工程地质条件 (20)八、矿体地质特征 (20)(一)含煤性 (20)(二)矿区可采煤层 (21)九、矿山及周边其他人类工程活动 (21)第二章边坡特征 (22)一、边坡特征 (22)(一)边坡形态特征 (22)(二)边坡岩性组合及变形特征 (25)(三)边坡使用年限 (26)(四)边坡安全等级 (26)三、影响边坡稳定性的因素 (27)(一)地形条件 (27)(二)地层岩性 (27)(三)降水 (27)(四)人类活动 (28)第三章边坡稳定性分析评价 (29)一、定性评价 (29)二、定量评价 (33)三、稳定性综合评价 (39)第四章结论与建议 (40)一、结论 (40)二、建议 (41)前言一、任务来源受甲方委托,我公司承担了《露天矿边坡稳定性分析评价报告》编制工作。
斜(边)坡稳定性分析方法综述摘要:斜坡稳定性分析方法目前主要分为定性类方法、定量类方法和非确定性方法。
定性类方法和定量类方法都比较成熟,尤其以定量类方法(刚体极限平衡法和有限单元法等数值计算方法)运用较多;而非确定性方法虽然方法较多,但目前使用相对较少。
本文主要介绍三类分析方法中的一些具体方法及其原理,并对三类方法的特征及优缺点进行简单评价。
关键词:斜坡稳定性分析,定性类方法,定量类方法,非确定性方法ABSTRACT: Nowadays, the methods evaluating slope stability are mainly divided into qualitative methods, quantitative methods and nondeterministic methods. Qualitative methods and quantitative methods are both comparatively mature, and especially quantitative methods (rigid equilibrium limit method and numerical computation methods such as finite element method) are widely employed; while although there are many kinds of nondeterministic methods, they are comparatively less employed. The paper mainly introduces some specific methods and their theories of the three evaluating methods, and short comments are made on the characteristics, merits and demerits of the three evaluating methods.Key Words:slope stability analysis, qualitative methods, quantitative methods, nondeterministic methods1 引言斜坡是指地壳表面一切具有侧向临空面的地质体。
斜坡的变形破坏过程和它所造成的不良地质环境均可对人类工程活动带来十分严重的危害,并且还可能引起生态环境的失调和破坏,造成更大范围和更为深远的影响。
据国土资源部网站资料,我国的滑坡、崩塌、泥石流等斜坡地质灾害正随着工程建设和资源能源的开发而加剧,每年由此造成的损失近300亿元。
近10年来,全国有400多个市县受到斜坡地质灾害的侵害,在全国铁路沿线分布的大中型滑坡达1000余处,平均每年中断交通运输44次。
全国有近千座水电站及数百座水库受到崩塌、滑坡和泥石流灾害的严重威胁。
目前研究斜坡稳定性的方法主要有三大类,即定性类方法、定量类方法和非确定性方法。
定性类方法主要有过程机制分析法和工程地质类比法,定量类方法主要有刚体极限平衡法和有限元等数值分析法,非确定分析方法较多,主要为可靠度法及与计算智能相结合的智能分析方法等新方法。
考虑到目前定性类方法和定量类方法较为成熟且运用较多,故本文介绍一个采用有限元强度折减法计算斜坡稳定性系数的案例。
对于非确定分析方法则针对某些具体方法介绍其原理。
2 定性类方法斜坡稳定性的定性类方法主要有过程机制分析法和工程地质类比法。
2.1 过程机制分析法过程机制分析法应用斜坡变形、破坏的基本规律,通过追溯斜坡演变的全过程,对斜坡稳定性发展的总趋势和区域性特征作出评价和预测。
过程机制分析法主要包括:(1)根据阶段性规律预测斜坡所处演变阶段和发展趋势,(2)根据周期性规律判定促进斜坡演变的主导因素,(3)根据区域性规律阐明斜坡稳定性分区特征。
斜坡可能具有的变形形式和破坏方式与斜坡外形特征、地质结构以及所处环境之间是密切相关的。
对于一个具一定外形和结构特征的斜坡,可以应用赤平投影方法综合分析坡体中起控制作用的结构面或软弱带的空间组合状况,即可大致确定斜坡的类型和可能的变形机制及破坏方式。
通过现场调研,查明某一具体斜坡已有的变形迹象,阐明其形成演变机制,即可参照各类变形模式演变图式和阶段划分的地质依据,确定斜坡所处演变阶段。
对于一些重要的边坡,通过现场调研,查明斜坡类型和变形机制模式,建立相应的力学和数学模型,采用物理和数值再现模拟,将模拟成果与实际调查情况进行对照,则可对斜坡目前的演变阶段和发展趋势作出评价和预测。
促进斜坡变形破坏的各种因素,在地质历史进程中都有其各自的周期性变化规律。
例如地震的周期性出现以及气象、水文动态的季节性变化和多年变化等。
因而斜坡演变也会具有周期性变化规律,并受到主导因素的周期性变化规律所制约。
追溯斜坡演变过程中的周期性规律,可以判定不同时期促进斜坡演变的主导因素。
在地质条件、地貌条件以及气候条件相似地区,斜坡演变规律会有相似性。
斜坡演变的区域性规律,实际上决定于动力环境的形成和演变特征。
在进行区域评价时,应注意环境动力因素的演变对斜坡演变的影响。
对于近期地质构造活动,可以表现在地区近期的升降特征、地区构造最大主压应力方向及其变化、活断层断面特征及活动方式。
2.2 工程地质类比法工程地质类比法是指把所要研究的边坡与已取得勘察资料、建筑经验地质条件类似的边坡进行对照,并作出工程地质评价的方法。
主要是对已有边坡的岩性、结构、自然环境、变形主导因素和发育阶段等作全面分析,并与拟建边坡作出相似性的比较,评价拟建边坡的稳定性和发展趋势。
例如:从失稳边坡与稳定边坡在地貌上不同的特征来判断边坡的演变和稳定性;从边坡的结构和作用等因素的组合来判断边坡稳定性的变化趋向等。
稳定边坡形成要素一般有如下规律性,对于待分析边坡可与之相比较并初步判断该边坡是否稳定。
1)自然斜坡外形受地质构造、岩性、地下水赋存情况等因素影响。
因重力作用,通常稳定的高边坡较稳定的低边坡平缓。
2)影响边坡的重力、岩性、岩体结构、气候等因素相同时,人工边坡较自然边坡可维持较陡的坡度。
3)研究表明,对于同一种斜坡的稳定自然边坡高度H和坡面投影长度L存在幂函数关系:。
参数a,b的取值与岩性有关。
在双对数坐标中,该幂函数关系拟合为直线,对不同类型边坡所绘制的直线大约会聚于点(H,L)=(3050m,22800m)。
通过对拟建边坡进行长期观测和与邻近同类边坡的相似性对比,结合边坡出现的不利于稳定的地质条件,确定其对边坡稳定影响的程度,作出稳定性判断。
不利的地质条件主要如下:1)边坡及其邻近地段滑坡、崩塌、陷穴等不良地质现象;2)岩质边坡中的泥岩、页岩等易风化、软化岩层或软硬交互的不利岩层组合;3)土质边坡中网状裂隙发育,有软弱夹层,或边坡体由膨胀岩土层组成;4)边坡存在外倾结构面;5)地层渗透性差异大,地下水在弱透水层或基岩面上积聚流动,断层及裂隙中有承压水露出;6)坡上有漏水,水流冲刷坡脚或因河水位急剧升降引起岸坡内动水压力的强烈作用;7)边坡处于强震区或邻近地段采用大爆破施工。
2.3 定性类方法评价定性类方法建立在对斜坡变形、破坏的基本规律之上,并可结合大量已有边坡的工程经验,相对于定量类方法及非确定性方法而言具有简单、方便的特点。
然而定性类方法也有明显缺点。
定性类方法考虑因素有限,得到的关于边坡是否稳定的结论也相对模糊。
尤其不能精确考虑滑带土黏聚力、内摩擦角、岩土体容重、地下水动态以及人类工程活动等重要影响因素。
事实上,受客观条件和人类认识自然能力的限制,上述因素还具有取值的不确定性和时间上的不稳定性。
因此,定性类方法可以作为边坡稳定性分析的初步判定方法,尚需结合定量类方法或非确定性方法来综合判定得出结论。
3 定量类方法边坡稳定性分析的定量类方法主要有刚体极限平衡法和有限元法等数值方法。
这些方法都以一个边坡稳定系数K作为边坡稳定性的评价。
3.1 边坡稳定性系数的定义工程界广泛使用稳定系数来进行边坡的稳定性评价,稳定系数大于1,则边坡是稳定的;小于1则是不稳定的;等于1时边坡处于临界状态。
用定量类方法分析边坡稳定性时一般采用稳定系数,与安全系数(一般由规范规定)进行对比的方法来加以判断,当稳定系数大于安全系数时边坡安全稳定,否则就认为是不稳定、不安全的。
目前边坡稳定系数的定义分为三种:抗滑力和滑动力的比值定义法、强度折减系数定义法和超载系数定义法。
稳定系数定义为滑坡体中滑动面上的抗滑力与滑动力之比:式中:R——坡体岩土提供的广义抗滑力,如抗剪强度、抗滑力、抗滑力矩等;S——坡体岩土的广义滑动力,如剪应力、下滑力、滑动力矩等。
根据沿滑裂面剪应力的计算方法,稳定系数的定义有如下三种:(1)基于应力水平的定义法当滑动面上一点的大小有效主应力差为,以此为直径作莫尔圆,圆心保持不变,作一个与摩尔-库伦强度包络线相切的应力圆(破坏应力圆),响应的应力圆直径记为,则整个滑面的稳定系数定义为:(2)基于剪应力的定义法设,为材料的黏聚力和内摩擦角,和是滑动面上的剪应力和正应力,则整个滑面的稳定系数定义为:(3)基于应力水平加权强度的定义法式中各符号意义同上。
岩土坡沿某一滑裂面的稳定系数K定义为:将岩土体的抗剪强度指标降低为,,当沿着此滑裂面的岩土体处处达到极限平衡时对应的折减系数K即为稳定系数(也称为材料强度储备系数)。
超载法是在假定边坡岩体强度参数不变的前提下,逐级增加荷载,把边坡临界失稳相应荷载与边坡正常工作荷载之比定义为稳定系数。
超载法通过不断增加荷载,直至边坡达到破坏,相应的破坏荷载与坡顶建筑物的实际荷载的比值即为稳定系数:3.2刚体极限平衡法刚体极限平衡法是将边坡稳定问题当作刚体平衡问题来研究,它具有以下基本假定:(1)视岩土体为刚体,即只考虑破坏面上的极限平衡状态,不考虑岩土体变形;(2)遵循库仑判据,破坏面上强度由c、控制;(3)应力集中,即滑体中应力以正应力和剪应力方式集中作用于滑面上;(4)针对平面稳定问题,即边坡走向与或滑动面走向的夹角在以内。
在稳定性分析中,对于仅有单一滑面的简单边坡,根据基本假设完全可以确定稳定性分析中所出现的未知数。
但在复杂状态下,亦即边坡体被分割成几何形态比较复杂的岩土块,这时只凭刚体极限平衡法中的基本假定已无法确定数目较多的未知数。
须在基本假设之外再增添若干补充假定,例如岩土块间接触面上作用力的方向、作用力的位置等。
由于分析的观点不同,采用补充假定的方式也不同,因此刚体极限平衡法派生出各种不同类型的解法。
刚体极限平衡法的关键在于确定边坡岩土体的强度指标、边坡滑动面的形状及其位置、安全系数。