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目录摘要 (IV)Abstract (V)第一章概况 (1)1.1贵阳龙洞堡见龙路住宅小区工程概况 (1)1.2 边坡概况 (1)1.2.1 边坡地段地物环境 (1)1.2.2 边坡形态及岩土构成 (1)1.2.3 边坡安全等级及勘察等级 (2)第二章水文地质条件及工程地质条件 (3)2.1工程地质条件 (3)2.1.1 地形地貌 (3)2.1.2 地质构造 (3)2.1.3 地震 (3)2.1.4 地层岩性 (3)2.1.5 不良地质现象 (5)2.2 水文地质条件 (6)2.2.1 气象条件 (6)2.2.2 水文地质条件 (6)2.2.3 降水及空气情况 (6)第三章稳定性分析 (7)3.1分析依据 (7)3.2定性分析与评价 (7)3.3稳定性评价 (8)3.4有限单元法及ANSYS的实现 .................... 错误！未定义书签。
3.4.1 有限元法 .................................................................................................... 错误！未定义书签。
3.4.2 ANSYS边坡分析........................................................................................ 错误！未定义书签。
3.4.3 ANSYS分析情况........................................................................................ 错误！未定义书签。
3.5 极限平衡法 (10)3.5.1 计算方法介绍 (10)3.5.2 相应计算公式 (10)3.5.3 理正计算图示 (11)3.5.4 理正计算分析 (13)3.5.5 计算结果分析 (19)第四章边坡支护设计 (20)4.1 支护方式综述 (20)4.1.1 锚杆 (20)4.1.2 格构锚固 (21)4.2工程地质条件及评价 (22)4.3 设计基本要求 (22)4.4设计依据 (22)4.5 计算方法及过程 (23)4.6 锚杆支护验算 (27)4.6.1 计算结果 (27)4.6.2 结果分析 (29)4.7支护结构 (29)4.7.1 支护概况 (29)4.7.2 支护方案图 (29)4.8 防水工程 (31)4.8.1 一般规定 (31)4.8.2 排水设计 (32)4.8.3 排水施工要求 (33)4.9其他说明 (34)第五章施工组织方案 (35)5.1施工准备 (35)5.2施工方案 (35)5.2.1 施工程序 (35)5.2.2 施工起点流向 (35)5.3施工方法及施工工艺 (36)5.3.1 坡面喷浆 (36)5.3.2 锚杆施工方法 (37)5.3.3 锚杆施工步骤 (37)5.4安全生产和文明施工措施 (38)5.4.1 安全生产保证措施 (38)5.4.2 施工现场的安全措施 (39)5.4.3 应急措施 (41)第六章结论及建议 (42)6.1结论 (42)6.2存在问题 (43)6.3建议 (43)参考文献 (45)致谢 (54)贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡支护设计摘要贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡开挖坡均在16m以上，为典型的反倾向层状结构岩质与土质混合高边坡，为了确保开挖后边坡的稳定,必须保持边坡岩体（土体）有足够的稳定性,通过对边坡进行稳定性分析及安全系数的计算，设计合理的支护措施并计算支护的合理性，以达到边坡支护设计的最终目的。
利用FLAC3D分析某边坡地震稳定性一、本文概述随着全球气候变化和人为活动的加剧，地震等自然灾害对人类社会和自然环境的影响日益显著。
边坡作为地壳表面的一种常见地貌形态，其稳定性对于防止地质灾害、保护人民生命财产安全具有重要意义。
FLAC3D作为一款广泛应用于岩土工程领域的数值模拟软件，其强大的三维有限差分计算能力使得它成为分析边坡地震稳定性的重要工具。
本文旨在利用FLAC3D软件，针对某一具体边坡进行地震稳定性分析，探讨其在不同地震动作用下的响应特征，以期为边坡工程的设计、施工和维护提供理论支持和决策依据。
本文首先将对FLAC3D软件的基本原理和计算方法进行简要介绍，阐述其在边坡稳定性分析中的适用性。
接着，结合某一具体边坡的实际情况，建立相应的数值模型，并设定不同等级的地震动作为输入条件。
通过数值模拟，分析边坡在地震作用下的变形、应力分布以及破坏模式，探究边坡的稳定性变化规律。
本文还将讨论不同影响因素，如边坡几何形态、材料性质、地震动强度等对边坡稳定性的影响，以期全面评估边坡的地震稳定性。
通过本文的研究，旨在深入了解FLAC3D在边坡地震稳定性分析中的应用，为边坡工程的安全设计和有效管理提供科学依据。
也为类似工程问题的研究提供参考和借鉴。
二、FLAC3D软件介绍FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）是一款由Itasca公司开发的专门用于模拟岩土工程问题的三维显式有限差分程序。
该程序基于拉格朗日描述，能够模拟岩土体在复杂应力路径下的变形和流动行为。
由于其强大的计算能力和灵活的建模方式，FLAC3D在岩土工程领域得到了广泛的应用。
FLAC3D的核心优势在于其能够模拟岩土体的弹塑性行为、大变形、流动和破坏过程。
程序内置了多种本构模型，如Mohr-Coulomb 模型、Drucker-Prager模型等，这些模型能够准确描述岩土体的应力-应变关系。
6.4.1 边坡稳定性分析方法简述边坡稳定性分析方法很多，目前已形成以下几种：1、极限平衡法。
这是国内外工程界目前广泛应用的最基本方法。
该法将滑体划分若干条块即所谓的条分法，引入摩尔——库伦强度准则，并对条块间作用力方式作出假定，使问题成为静定，根据条块的力或力矩的平衡，建立边坡安全系数表达式（有些是隐式），采用任意形状滑动面的计算模式。
极限平衡法便于工程应用，特别是此法能给出边坡稳定性定量评判值——安全系数F，因而广为工程界接受。
对于已知最危险破坏面的边坡，极限平衡法应用起来s更为方便，但破坏面未知情况下，需要搜索出最危险破坏面，从而求得对应的边坡最小安全系数。
2、极限分析法。
该法的理论基础是塑性力学的上、下限定理，极限分析多采用上限定理解。
应用此法，通常也需要假设潜在破坏面位臵，并将滑体分成若干刚性块，然后构筑一个协调的位移场。
再根据虚功原理求解使结构处于极限平衡的外荷载。
极限分析法最大的困难仍是求极值问题，目前没有得到圆满解决，因此该法应用于实际边坡工程受到很大的限制。
3、有限单元法。
有限元法可全面分析边坡体应力应变，可以处理复杂的边界条件以及材料的非均匀性和各向异性，还可以有效地模拟材料的非线性应力应变关系。
尽管如此，有限单元法并没有成为边坡稳定性分析的首选方法，因为有限元计算成果不能直接给边坡稳定性提供定量评判，不便于工程应用。
另外边坡失稳，大部分单元处于塑性破坏状态，材料的本构关系变得极为复杂，同时存在由于刚度矩阵不稳定、不对称引起的数值分析不稳定问题。
4、离散单元法。
岩质边坡通常由许多不连续面切割成块体，离散单元法基于牛顿第二运动定律模拟块体的运动过程，但是块体的离散不是一件简单的事，一般简化处理带来理想模型与现实的不一致，最终导致计算结果可信度降低。
5、块体理论。
块体理论是基于拓扑学原理，找出关键块体，查明失稳块体的范围大小，寻求支护对策。
块体理论已被成功地用于理想节理岩体边坡稳定性分析。
河南科技Henan Science and Technology 地球与环境总778期第八期2022年4月基于Geo-Studio和赤平投影法分析地震对边坡稳定性影响的研究——以墨竹工卡滑坡为例代超强冯佳佳卜崇阳彭杨有肖金锋张甫（西藏大学工学院，西藏拉萨850000）摘要：地震引发的滑坡是一种严重的次生灾害现象。
本研究以墨竹工卡滑坡为例,为研究地震荷载和地震耦合对边坡稳定性的影响，利用Geo-Studio数值模拟软件建立边坡稳定性数值模型，使用赤平投影分析法对数值模拟结果进行验证分析，通过数值计算得到相应的参数，得出边坡是否稳定。
结果表明，随着地震强度的增加，边坡稳定性降低，边坡在地震作用下的稳定性评价指标是永久变形和稳定性安全系数。
最后，通过对边坡动态稳定性的分析，提出相应的预防和治理措施建议。
关键词：墨竹工卡滑坡；地震耦合；Geo-studio；赤平投影；边坡稳定中图分类号：TU457文献标志码：A文章编号：1003-5168（2022）8-0127-04DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.08.027Study on the Influence of Earthquake on Slope Stability Based onGeo-Studio and Stereographic Projection Method—A Case Study of Mozhugongka LandslideDAI chaoqiang FENG Jiajia BU Chongyang PENG Yangyou XIAO Jinfeng ZHANG Fu(College of Engineering,Tibet University,Lhasa850000,China)Abstract:Landslides triggered by earthquakes are a serious secondary disaster phenomenon.In order to study the influence of rainfall and seismic coupling on slope stability,a numerical model of slope stabil⁃ity was established by Geo-studio numerical simulation software,and the numerical simulation results were verified and analyzed by the stereographic projection analysis method,and the initial stress and stress distribution under permanent deformation and seismic action were directly obtained through nu⁃merical calculation,and the stability safety factor was calculated according to the seismic reaction analy⁃sis.The results show that with the increase of seismic intensity,the slope stability decreases,The stabil⁃ity evaluation index of the slope under the action of the earthquake is the permanent deformation and the stability safety factor.Finally,through the analysis of the dynamic stability of the slope,the deformation law of the slope and the change law of the safety factor are obtained.Keywords:Mozhugongka landslide;seismic coupling;Geo-studio;akahira projection;stable slopes收稿日期：2022-03-04基金项目：大学生创新性实验训练计划项目（S202110694024）；大学生创新性实验训练计划项目（2021XCX017）；自治区自然基金(XZ202001ZR0062G)；大学生创新性实验训练计划项目（202110694012）作者简介：代超强（2000—），男，本科生，研究方向：地质灾害；冯佳佳（1989—），女，硕士，讲师，研究方向：岩土工程；卜崇阳（1988—），女，硕士，讲师，研究方向：地质灾害；彭杨有（1999—），男，本科生，研究方向：地质灾害；肖金锋（2000—），男，本科生，研究方向：土木工程；张甫（2000—），男，本科生，研究方向：地质灾害。
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。
地震作用下边坡稳定性分析
地震作用下边坡稳定性分析一直都是岩土、地质、地震等诸多领域的重要研究
课题。
地震对边坡稳定性的影响可以表现为振动作用。
然而，现今并没有完整的评估程序，能够准确识别地震波作用下边坡内不同部位的稳定性影响。
首先，应将岩土体结构因素完整综合考虑，包括地形、岩土类型、水文地质剖分、岩土特性等各方面的影响。
其次，应开展对边坡滑动体运动特性的详细全面分析，包括在定常状态下边坡和地震波同时作用下有滑体能否转换成为滑移动态状态；动力分析中考虑是否应将地震波与外荷载揉合作用计算出动力综合作用；以及滑体的失稳条件。
另外，在进行边坡稳定性分析时，震害指数（H）也需要定量分析，因为地震
震级因子对地震的毁坏影响很大，其震害指数可以用来衡量地震作用下边坡的可行性。
同时，要综合分析地基处理技术，利用内修改和外加固技术，减缓地震作用下边坡稳定性分析，使边坡处于一个稳定状态，从而形成一个完整甚至是安全的边坡结构。
总之，对于地震作用下边坡稳定性的分析情况，要完整全面地综合分析岩土结
构与滑动体形成的滑动可能性，以及震害指数的计算，以及各种地基处理技术，从有效防护地震对边坡稳定性影响，从而确保边坡安全。
地震荷载作用下岩土边坡稳定性分析方法摘要：综合大量文献，回顾了岩土边坡地震稳定性分析方法的研究成果，将各种分析方法大致分为拟静力法，滑块分析法，概率分析法，数值分析方法以及实验法五类，并对这几种方法作简要评述，指出存在的问题并提出未来的发展方向。
关键词：岩土工程，岩土边坡，地震稳定性，进展，分析方法Seismic Stability Evaluation Method OfRock-soils LopesGao WeiAbstract：Comprehensive many papers, and reviewed the slop earthquake stability analysis of research results, The various analytical methods are classified into pseudo-static method, sliding block analysis method, probabilistic analysis method, numerical analysis method and experimental method, This paper briefly evaluation these method, and points out the several problems and puts forward the development direction of the future.Key Words：Geotechnical engineering, Geotechnical slop, seismic stability, progress,analysis method引言中国位于世界两大地震带：环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震断裂带十分发育，是一个地震灾害严重的国家。
同时，我国地形地貌复杂的地区，面积大，分布广，高山河谷数量众多，山地面积占国土面积1/4，从而客观上决定了我国有大量的自然边坡。
大量的震害调查表明，地震诱发的边坡滑坡是主要的地震灾害类型之一[5]。
在山区和丘陵地带，地震诱发的滑坡往往具有分布广、数量多、危害大的特点。
例如，2008年5月12日四川发生的里氏8.0级特大地震，诱发了大规模的山体崩塌和滑坡，造成了人畜伤亡、房屋倒塌、堵塞交通，给山区人民生命财产造成了严重损失[6]。
近年来的地震活动表明我国地震活动正趋于活跃，再加上对边坡地震稳定性分析研究还不深入，没有比较成熟可靠的评价方法与标准可遵循，这一点从抗震规范的有关条文能够体现出来。
此外，边坡的静力稳定性分析，特别是土质边坡的稳定性分析已经趋于成熟，但是岩土边坡的地震稳定性分析刚刚起步，因此，岩土边坡地震稳定性分析的研究更为迫切和重要。
经过查阅文献，本文将综述关于地震荷载作用下岩土边坡稳定性分析的研究进展，并指出其中存在的问题，提出今后的研究方向。
1 地震荷载作用下岩土边坡稳定性分析方法研究进展边坡地震反应是指地震所引起的边坡反应，它包括地震动在边坡中引起的加速度、速度、位移和内力等。
边坡地震反应分析远比静力分析复杂得多，因为边坡的地震反应不仅与边坡岩土体的动力特性有关，而且与输入地震动的特性密切相关。
然而，地震动具有很大的随机性，很难对其进行准确的预测，对边坡岩土体的动力特性的研究主要集中在周期荷载上，事实上，岩土体的动力特性与应力路径密切相关，关于真实地震动作用下的岩土体动力特性的研究刚刚开始。
从考察地震动作用下的边坡地震反应的物理现象出发，以能够体现真实地震动作用下的边坡岩土体的动力行为的物理本质为目标，以数学力学和计算工具的发展为前提，国内外学者们逐渐发展了多种方法，大致可以分为拟静力法、滑块分析法、概率分析方法、数值分析方法和试验法5大类。
1.1拟静力法拟静力法的质上是将地震动的作用简化为水平、竖直方向的恒定加速度作用，并施加在潜在不稳定的滑体重心上，加速度的作用方向取最不利于边坡稳定的方向，将所产生的地震动作用作为水平和竖直方向的拟静荷载因子，其大小通常用地震系数kh 和ky来表示，数值上等于水平或竖直加速度与重力加速度之比。
将地震所产生的惯性力作为静力作用在边坡潜在不稳定滑体上，根据极限平衡理论，便可求出边坡的抗震安全系数。
这种分析方法实质上与静力稳定性分析完全相同，所采用的方法是由静力稳定分析方法拓展而来的，只是添加了一个反映地震作用的地震系数，因而十分简便。
但是，拟静力法虽然比较简单，但也有明显的缺点。
其缺点主要来自它的几个假定：第一，假定边坡为绝对刚体，地震加速度与边坡加速度一致。
第二，认为拟静力不变。
第三，认为边坡失稳是唯一的破坏方式并且只有在安全系数小于1的情形下才能发生。
实际上边坡是变形体而非刚性体[4]。
Seed指出：惯性力不是永久不变的，也不是单向的，而是在量级上和方向上有快速的波动，所选用的地震加速度作用于斜坡的时间很短。
在此期间产生的变形可能很小，所以即使边坡的稳定系数暂时小于1也不会导致边坡的整体失稳，而只是导致边坡产生一定的永久变形。
边坡的变形行为由变形量级而不是拟静力法的稳定性系数控制。
拟静力法的另一个严重缺陷在于把传统的边坡失稳看作唯一的潜在边坡破坏模式。
实际上其他类型的地震破坏模式已在边坡（坝坡）的破坏调查中观察到。
尽管如此，由于拟静力法简单易行，对于在地震作用下不发生抗剪强度明显降低的土石坝仍然可用。
所以，拟静力法一般与动力分析相结合，这样就可以得到理想结果。
1.2 滑块分析法为改变拟静力法中的不合理现象，1965年Newmark提出用有限滑动位移代替安全系数的思路。
根据工程具体情况设定地震作用下的最大容许位移量，当位移小于容许值时是安全的。
他指出堤坝稳定与否取决于地震时引起的变形而非最小安全系数；与地震变形直接相关的是应力时程的变化，而非应力的最大值。
标准滑块分析基于如下假定：潜在滑动体是完全刚性的；滑块与滑面间是完全塑性应力-应变特性关系；破坏面形状是平面。
而实际边坡并非如此。
实际边坡动力反应依赖于地质条件、滑动体刚度及输入的幅值和频率[4]。
采用滑块分析法可以计算出地震时滑动土块相对于不动土体可能引起的位移。
先针对每一个单波计算出一个开始引起残留位移的振动加速度（对应于使滑动土块的安全系数等于1时振动加速度，称为屈服加速度），然后计算出地震对滑动土块引起的等效最大加速度时程关系，将其和每一个单波动引起的屈服加速度对比，只有在地震加速度大于屈服加速度那个时段内，才能使滑动土块引起残留变形。
用这个时段内的两种加速度曲线进行一次积分求出速度曲线，进行二次积分求出位移曲线，则单波引起的残留变形等于此位移曲线的面积。
如将地震过程中多个波动所引起的残留变形迭加，则得滑动土块在地震过程中产生的残留位移。
当这个数值超过了认为容许的位移量，则判断为不稳定，否则为稳定[8]。
1.3 概率分析法在地震边坡稳定分析中存在很多不确定因素,如输入地震动的随机性,边坡材料特性的随机性等.在分析中有必要考虑这些随机性,因此出现了地震边坡概率分析方法.Halatchev Rossen A 在1992年提出了一种用于堤坝和边坡地震稳定性分析的概率方法.该方法建立在Sarma解的基础上,考虑了地震力的水平和垂直分量,即地震力具有任意倾角;土体剪切强度参数假定为正态分布采用Monte Carlo模拟;破坏概率由地震系数确定;将地震系数视作一个随机量.并将其应用于露天煤矿边坡分析中. Al-Homoud A S.在2000年利用安全系数和边坡破坏的临界位移提出了地震力作用下土体边坡和堤坝的概率三维稳定性分析模型,考虑了如下的不确定性因素:实验室和现场所测的剪切强度参数值存大差异的不确定性;发生地震和地震引起的加速度的随机性.同时还考虑了空间上变化以及土参数间的关系.提出了5个基于极限值下的非超越概率的地震位移概率模型,且提出了基于安全系数的三维动力边坡稳定分析的概率模型.编写了PTDDSSA计算机程序.将这些模型应用于受不同程度地震灾害的著名滑坡Selset landslid中,发现震源距离和震级对地震引起的位移、破坏概率(即位移允许超载概率)、二维和三维安全系数影响很大[3]。
1.4 数值分析方法自有限元法用于土坝地震反应分析以来, 特别是后期, 伴随着计算机技术和计算力学的高速发展, 有限元法及其它数值模拟法在边坡地震稳定性分析中获得了深入的研究和广泛的应用。
目前, 对边坡地震稳定性分析常采用的数值方法有有限元法、离散元法和快速拉格朗日元法；下面我将主要介绍有限元法的发展历程。
有限元是最早应用于岩土边坡动力分析的。
自从Clough和Chop ra采用有限元分析土坝的地震反应以来,有限元法已经在岩土边坡地震反应分析中获得了广泛应用和发展。
有限元发展的初期,用线弹性模型表示土的应力应变关系,采用振型叠加法求解运动方程,以后,许多学者从本构模型、计算方法方面不断加以改进。
具体而言[9],计算功能已从最早的线性总应力方法,逐步发展为基于非线性有限元基础上的有效应力动力分析方法和采用复杂弹塑性模型并考虑岩土体与水耦合作用的动力分析方法,从只能分析一维问题发展到能够分析二维、三维问题,从只能分析饱和土体发展到能够分析多相非饱和土体。
本构模型从早期的线弹性模型发展为粘弹性模型、弹塑性模型、边界面模型、内时模型和结构性模型等。
计算方法发展很快,发展了振型叠加法、复反应分析法、行波法和子结构法等。
有限元不断发展的过程中,也出现了相应的计算程序,其中具代表性的有加州大学Berkeley分校地震工程中心的QUAD- 4和LUSH等,吴世明对有关的计算程序作了较为系统的总结。
值得指出的是,以上方法和程序基本是基于土体小变形发展起来的,而针对岩体进行专门研究的较少[2]。
1.5 试验法试验是真实边坡的简化缩影, 在满足相似律的条件下, 能够较真实直观地反映岩土边坡的薄弱环节及渐进破坏机理和稳定性程度, 便于直接判断边坡的地震稳定性。
就试验手段和原理不同, 可以分为振动台试验和离心机试验两大类。
就所查阅的大量文献看, 绝大部分试验的地震动输入为简谐波, 且模型简单, 以实际工程为原型的报道极少针对西北某拟建水利工程的层状结构岩质边坡的破坏机理, 开展了边坡动力稳定性小型振动台模型试验研究, 反映了层状边坡在不同地震动作用下的稳定性状况, 得到了一些有价值的结论[1]。
由于这方面的研究开展得少, 因此试验中的相似律等很多问题需要深入研究。
2.地震边坡稳定研究存在的问题及发展方向为了能够更好地解决实际工程问题, 就目前的研究成果来看, 关于岩土边坡地震稳定性评价方法的研究仍然存在以下几方面的不足和需要解决的问题:1.对于拟静力法, 对边坡地震系数的确定的研究还不够深入。
