渗流影响下受锚基坑边坡的安全系数求解

边坡稳定性计算一、编制依据为保证挖方施工安全，施工现场做到“安全、文明”，满足施工进度要求，以下列法律、法规、标准、规范、规程、相关文件为强制性前提，进行边坡稳定性计算。

1、现有施工图设计；2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；3、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）；4、《土力学与地基基础》；二、工程概况及地质情况岢岚至临县高速公路是《山西省高速公路网规划》“3纵11横11环”中西纵高速公路的重要组成部分，也是山西省西部把第四横（保德-五台长城岭）和第五横（平定杨树庄—佳县）高速公路窜连起来的重要路段。

项目区路线走廊带地形起伏极大，总体地势为东北高西南低，地貌主体为隆起的基岩中山与黄土梁峁，部分区域为海拔较低的河流沟谷及冲沟，。

受构造活动和水流侵蚀作用的影响，本区地形切割剧烈，河谷发育，沟壑纵横，依据地貌成因类型及其显示特征，将本区划分为黄土丘陵区、侵蚀堆积河川宽谷区、山岭区、黄土覆盖中低山区四个地貌单元，岩性主要为第四系冲、坡积及风积粉土及粉质粘土等。

三、计算本项目地形复杂，涵洞、桩基及路基施工作业面比较多。

根据挖方路段在全线的分布情，选择有代表性路段进行分析计算。

由于项目地质挖方为风积粉土及粉质粘土，是典型的黄土地貌。

根据施工图纸给出的计算参数，对于黄土挖方路段，拟定边坡参数γ=19g/cm3，C=40 Kpa，φ=29°，采用瑞典条分法进行计算，稳定安全系数达到1.2以上。

3.1 瑞典条分法原理如图所示边坡，瑞典条分法假定可能滑动面是一圆弧AD，不考虑条块两侧的作用力，即假设Ei和Xi的合力等于Ei+1和Xi+1的合力，同时它们的作用线∑=i iisW 1sin α对于均质边坡，ϕϕ=i ，c c i =则得：∑∑====+=n i i iin i i i i W cLW K 11sin cos tan ααϕ (2)式中： L ——滑动面AD 的弧长； n ——条块分条数； Wi ——条块土体重； α——滑动面的倾角； c ——粘聚力，Kpa ； ψ——内摩擦角；3.1 边坡稳定性计算本项目地形复杂，涵洞、桩基及路基施工作业面特点，根据施工现场开挖高差不同，分别进行边坡稳定性计算。

• 146•价值工程地下水渗流作用下边坡稳定性及变形规律Slope Stability and Deformation Law under Seepage Action of Groundwater邓燕东D E N G Y a n-d o n g(重庆交通大学，重庆400060)(C hongqing Jiaotong U n iv e rs ity,C hongqing400060, C hina)摘要：在进行施工建设中，往往需要开掘，对于这种情况要考虑到地下水渗流对边坡造成的影响，从而对边坡进行加固。

本文便 是通过目前世界范围内广泛使用的限元法来对边坡坡形的变化问题做出解决，同时对以往中此类问题的解决方法给出分析以及结 论，并将数学分析的方法与A B A Q U S软件模拟进行结合使用，这是对以往处理方法的改进,能够帮助我们更清晰、更精确的分析出边 坡因为地下水渗流而造成的边坡形变情况。

以便我们在精确的数据统计情况下对形变问题做出合理解决。

A b s tr a c t:In the co n stru ctio n,it is often necessar^^to d ig,fo r th is situ a tio n the im p a c t of groundw ater seepage on the slope should be take n in to acco unt,so as to strengthen the slope.T h is pa per deals w ith the problem of slope change through the fin ite elem ent m ethod w h ich is w id e ly used in the w o rld,at the same tim e gives the analysis and co n clu sio n of the solutio n to the problem in the past,and com bines the m ethod of m a them atical analysis and AB A Q U S software sim u la tio n,w h ic h is the im p rovem ent of the previous tre atm e nt m ethods,can help us m ore c le a rly and accu rate ly analyze the slope deform ation caused b y groundw ater seepage,so th a t we m ake a reasonable solutio n on the deform ation in the case of accurate data statistics.关键词：地下水位;边坡;安全系数;位移K e y w o rd s:groundw ater le v e l；slope；safety fa c to r；displa cem e nt中图分类号:U416.1+4 文献标识码:A0引言通过实际考察发现，基坑边坡不稳的情况往往是由多 种因素共同影响所造成的，在这些影响因素中，地下水的 影响是最为严重的。

求解边坡稳定安全系数两种方法的比较摘要：目前，边坡稳定性分析主要有刚体极限平衡法和有限元强度折减法，本文就理论基础、安全系数的定义及优缺点对以上两种方法进行了简要评述。

基于极限平衡法的发展起来的各种方法物理意义简单，便于计算，但是需要许多假设。

有限元强度折减法不需要假设，可以直接搜索临界滑动面并求出相应的安全系数，同时考虑了岩土体的弹塑性和边坡的破坏失稳过程。

通过对两种方法的认识比较，给岩土边坡工作者设计施工提供一定的参考价值。

关键词：边坡稳定性；极限平衡法；有限元法；安全系数引言边坡稳定分析是一个非常复杂的问题，从20世纪50年代以来，许多专家学者致力于这一研究，因此边坡稳定分析的内容十分丰富。

总体上来说，边坡稳定分析方法可分为两大类：定性分析方法和定量分析方法。

定性分析方法主要是通过工程地质勘探，可以综合考虑影响边坡稳定性的多种因素，对边坡岩土体的性质及演化史、影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等进行分析，从而给出边坡稳定性评价的定性说明和解释。

然而，人们更关心的是如何定量表示边坡的稳定性，即边坡稳定性分析的计算方法，定量方法将影响边坡稳定的各种因素都作为确定的量来考虑，通常以计算稳定安全系数为基础。

边坡稳定分析的定量方法有很多种，如条分法、数值分析方法、可靠度方法和模糊数学方法等[1-3]。

目前，边坡稳定分析方法中，人们较为熟知且广泛应用的有条分法和有限元方法。

条分法在边坡稳定分析中最早使用，因其力学模型概念清楚、简单实用，故广泛应用于实际工程中，已经逐渐成为边坡稳定分析的成熟方法。

随着计算机技术的发展，数值分析方法在工程领域应用越来越成熟，有限元方法考虑了土体的非线性应力－应变关系，同时弥补了条分法的不足，近年来有限元方法得到了极大的发展。

[4-6]刚体极限平衡法刚体极限平衡法是人们提出的最早的一类方法，是边坡分析的经典方法，只需要少许力学参数就能提供便于设计应用的稳定性指标即安全系数。

边坡安全系数计算及稳定性分析方法作者：范昊来源：《价值工程》2019年第19期摘要：本文主要研究边坡稳定的初步预测问题，利用MATLAB软件完成以下工作：①考虑影响边坡稳定的6个内在因素参数，采用多元二项式回归中的完全二次法进行拟合，并对该拟合的多项式进行验算，验算结果表明：在实际工程中，可以根据边坡的土体力学参数快速直接计算边坡的安全系数。

②理论上，边坡安全时，边坡安全系数大于1;边坡破坏时，边坡安全系数小于1。

针对与理论相反的实际工程情况，运用可拓学原理、层次分析法建立边坡稳定性评价指标体系，提出边坡稳定综合权重判断法：当权值总和>0，安全系数>1，综合指标>1.5时，边坡处于稳定状态。

该计算方法具有较广泛的适用性，可为类似问题提供借鉴。

Abstract： This paper mainly studies the slope stability of preliminary forecast problems， using MATLAB software to complete the following work：①considering the six internal factors that affect slope stability parameters， adopt completely secondary method of multivariate binomial regression fitting， and the fitting polynomial calculation， calculation results show that in the practical engineering， can according to the mechanical parameters of the soil of rapid calculation of the slope safety factor directly.②For slope safety factor greater than 1， slope failure; when the slope safetycoefficient is less than 1 and the slope is stable， the ethnics principle and analytic hierarchy process are used to establish the slope stability evaluation index system， and the comprehensive weight judgment method for slope stability is proposed： when the weight sum is more than 0， the safety coefficient is more than 1， and the comprehensive index is more than 1.5， the slope is in a stable state. This method has wide applicability and can be used for reference for similar problems.關键词：完全二项式拟合;边坡安全系数;层次分析法;综合权重Key words： complete binomial fitting;slope safety coefficient;analytic hierarchyprocess;comprehensive weights0; 引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程和经济活动中最普遍的地质地貌环境。

第32卷第1期黑龙江水专学报V o l.32，No.12005年3月Journal o f ~eilon g j ian g ~y draulic En g i neeri n g C o lle g e M ar .，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2005文章编号：1000-9833（2005）01-0012-02用有限元法求土边坡稳定性安全系数田东方，段金林，吴小军（三峡大学土木水利水电工程学院，湖北宜昌443002）摘要：在对比分析刚体极限平衡法和有限元法的基础上，提出用有限元法求土边坡稳定性安全系数的一种方法。

并且给出了实现它的数值方法，方便了程序实现，丰富了边坡稳定性分析与评价的方法。

关键词：极限平衡法；有限元法；边坡稳定；安全系数中图分类号：TU 432文献标识码：AS af e coefficient educed sl o p e stabilit y F ro m FE MT I AN D On g -fan g ，DUAN ji n -li n ，W U x iaO -j un（~y droe lectric and C ivil En g i neeri n g C o lle g e ，T hree G or g es U n ivers it y ，~ube i Y ichan g 443002，Ch i na ）Abstract ：B ased on anal y se o f FEM （fi nite ele m ent m et hod ）and LEM （li m iti n g e C uili bri u m m et hod ），t his p a p er brou g ht f or w ard one nu m erical m et hod about saf e coefficient educed from FEM.A nd it is convenient to p ro-g ra m.A nd t his w oul d m ake t he slo p e stabilit y anal y se abundant .K e y wOrds ：LEM （li m iti n g e C uili bri u m m et hod ）；LEM （fi nite ele m ent m et hod ）；slo p e stabilit y ，saf e co fficient收稿日期：2004-12-14；修订日期：2005-03-10作者简介：田东方（1979-），男，湖北宜昌人。

土质边坡稳定安全系数计算方法研究邓友生;许文涛;刘华飞;姚志刚【摘要】边坡稳定安全系数是研究边坡稳定性定量评价的主要依据之一,其计算正确性对于预防滑坡具有重要意义.首先通过泰勒分析法,找出不同坡度下土坡体最危险滑动面,运用瑞典圆弧条分法计算土坡的稳定安全系数;然后运用有限元重度增加法通过ADINA软件求出坡体的安全系数;最后通过两种不同方法的计算结果进行对比,再结合工程实例,通过ADINA分析结果与前人分析所得结果进行对比,表明了基于ADINA有限元计算软件对于求解边坡稳定安全系数的有效性.%The slope stability safety coefficient is one of the basis quantitative evaluations for slope stability.Its correctness has great significance for slide prevention.Firstly, the most dangerous sliding surface was found at the condition of different slope angle through Taylor analysis method and to calculate the stability safety factor by using the slices method of Sweden arc.Then the stability safety factor of slope was calculated by using the finite element incremental load method through ADINA software.At last, the calculation results were compared with two different method and combined an actual project to compare its result through ADINA with the previous results ,it is available to solve the slope stability safety coefficient through ADINA software for the finite element calculation.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2017(042)002【总页数】6页(P23-28)【关键词】土质边坡;稳定安全系数;泰勒分析法;瑞典圆弧条分法;重度增加法【作者】邓友生;许文涛;刘华飞;姚志刚【作者单位】湖北工业大学土木工程与建筑学院, 湖北武汉 430068;湖北工业大学土木工程与建筑学院, 湖北武汉 430068;湖北工业大学土木工程与建筑学院, 湖北武汉 430068;湖北工业大学土木工程与建筑学院, 湖北武汉 430068【正文语种】中文【中图分类】U416.1+4随着我国道路、桥梁、建筑物、水利工程的不断发展，人工边坡越来越多，对边坡稳定性进行正确评估，是保证人们生命安全和减少财产损失的有效预防滑坡措施之一。

边坡安全系数如何计算
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本文概述：边坡稳定性的一个定量评价概念，从数值上讲是抗滑力和下滑力的比值，下面带您了解一下边坡安全系数如何计算。

边坡安全系数计算主要有直线破裂面法、圆弧条法、毕肖普法。

1.直线破裂面法
所谓直线破裂面是指边坡破坏时其破裂面近似平面，在断面近似直线。

为了简化计算这类边坡稳定性分析采用直线破裂面法。

能形成直线破裂面的土类包括：均质砂性土坡;透水的砂、砾、碎石土;主要由内摩擦角控制强度的填土。

2.圆弧条法
根据大量的观测表明，粘性土自然山坡、人工填筑或开挖的边坡在破坏时，破裂面的形状多呈近似的圆弧状。

粘性土的抗剪强度包括摩擦强度和粘聚强度两个组成部分。

由于粘聚力的存在，粘性土边坡不会像无粘性土坡一样沿坡面表面滑动。

根据土体极限平衡理论，可以导出均质粘这坡的滑动面为对数螺线曲面，形状近似于圆柱面。

因此，在工程设计中常假定滑动面为圆弧面。

建立在这一假定上稳定分析方法称为圆弧滑动法和圆弧条分法。

3.毕肖普法。

安全系数的计算公式
安全系数是用来衡量工程结构的安全性的一个指标。

它是指其中一结构在承受外部荷载或作用下的抗力与结构破坏力之间的比值。

安全系数越大，表示结构越安全。

下面介绍几种常见的安全系数计算公式：
1.抗弯强度安全系数计算公式：抗弯强度安全系数=弯矩承载力/设计弯矩。

弯矩承载力可以通过试验或者结构力学计算得出，设计弯矩是根据结构设计要求确定的。

2.抗剪安全系数计算公式：抗剪安全系数=剪力承载力/设计剪力。

剪力承载力可以通过试验或者结构力学计算得出，设计剪力也是根据结构设计要求确定的。

3.抗压安全系数计算公式：抗压安全系数=抗压强度/设计压力。

抗压强度是材料的抗压能力，在测试中可以得到，设计压力是根据工程要求确定的。

4.抗拉安全系数计算公式：抗拉安全系数=抗拉强度/设计拉力。

抗拉强度是材料的抗拉能力，在测试中可以得到，设计拉力是根据工程要求确定的。

5.抗扭安全系数计算公式：抗扭安全系数=抗扭强度/设计扭矩。

抗扭强度可以通过试验或者结构力学计算得出，设计扭矩是根据结构设计要求确定的。

需要注意的是，以上计算公式只是一些常见的安全系数计算方法，具体的计算公式还要根据具体的工程结构和设计要求来确定。

同时，不同的规范和标准也可能会有不同的计算方法。

在实际应用中，根据安全系数的计算结果，工程师们可以判断结构的安全性情况，并进行相应的调整和改进，以确保工程结构的安全可靠性。

文章编号:1009 6825(2009)34 0103 02用最优化方法确定边坡稳定性最小安全系数收稿日期:2009 07 02作者简介:黄传友(1976 ),男,工程师,武汉凯迪电力工程有限公司,湖北武汉 430223黄传友摘 要:结合边坡稳定性分析的常用土力学方法,就运用最优化方法确定边坡稳定性的最小安全系数的相关内容作了探讨,实践证明:用最优化方法求解边坡稳定性安全系数最小值是迅速有效的。

关键词:边坡稳定性,最优化方法,最小安全系数中图分类号:T U 413.62文献标识码:A0 引言所谓边坡的稳定性分析,就是用土力学的理论来研究发生滑坡时滑动面可能的位置和形式、滑动面上的剪应力和抗剪强度的大小,抵抗下滑的力素分析以及如何采用措施等问题,以估计边坡是否安全,设计的坡度是否符合技术和经济的要求。

路堤实际上是复杂土体结构,不同的路堤深度,路堤的密度 ,粘聚力c,内摩擦角 等指标均不相同。

如何在复杂土体中迅速而又准确地搜索出最危险滑动面(临界滑动面)及计算出相应的最小安全系数,一直是众多学者和工程技术人员探讨的问题。

近代数学最优化理论和相应的算法为求解安全系数的极小值提供了十分有效的手段。

本文运用最优化方法,结合边坡稳定性分析的常用土力学方法确定边坡稳定性最小安全系数及其相应的最危险滑动面。

1 边坡稳定性分析的常用土力学方法经过国内外研究人员多年研究,形成了多种体系的边坡稳定性分析理论与方法,这些方法按其理论基础和分析原理可分为极限平衡法、极限分析法、随机理论分析法、数值分析法等几类。

这几类方法中,极限平衡法有计算模型简单、计算方法简便、计算结果能满足工作需要等优点,因而被认为是边坡工程分析与设计中最主要的且最有效的实用分析方法,并为各国规范所采用。

应用极限平衡法进行边坡稳定性分析时,常常将滑动面的形状简化为圆弧,非圆弧光滑曲线等形状。

按圆弧滑动面假定进行极限平衡分析的方法有瑞典条分法、毕肖普法等。