zAAA第三章邊坡定性分析

1、 3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析3.4 3.4 規(guī)范的一些規(guī)定規(guī)范的一些規(guī)定 第三章第三章 邊坡穩(wěn)定性分析邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 邊坡穩(wěn)定性分析定性方法邊坡穩(wěn)定性分析定性方法 邊坡穩(wěn)定性分析定量方法邊坡穩(wěn)定性分析定量方法 邊坡穩(wěn)定極限平衡分析的條分法邊坡穩(wěn)定極限平衡分析的條分法3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 對于大型或地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡，其穩(wěn)定性分析一般對于大型或地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡，其穩(wěn)定

2、性分析一般分兩階段分兩階段( (定性定性+ +定量定量) )進(jìn)行。進(jìn)行。 第第階段階段( (定性定性) ) ，對初勘所取得的地質(zhì)資料進(jìn)行研，對初勘所取得的地質(zhì)資料進(jìn)行研究，由于這階段試驗(yàn)資料少，究，由于這階段試驗(yàn)資料少，多用定性分析對邊坡穩(wěn)定性多用定性分析對邊坡穩(wěn)定性作出估計(jì)作出估計(jì)，分析時(shí)應(yīng)按不同的構(gòu)造區(qū)段及邊坡的不同方位，分析時(shí)應(yīng)按不同的構(gòu)造區(qū)段及邊坡的不同方位分別進(jìn)行；分別進(jìn)行； 第二階段第二階段( (定量定量) ) ，對經(jīng)上階段分析，對經(jīng)上階段分析認(rèn)為是不穩(wěn)定的認(rèn)為是不穩(wěn)定的或不滿足規(guī)范安全系數(shù)要求的邊坡進(jìn)行詳勘或不滿足規(guī)范安全系數(shù)要求的邊坡進(jìn)行詳勘，取得包括巖，取得包括巖土或軟弱結(jié)構(gòu)

3、面強(qiáng)度、地下水流和水壓等方面的資料后，土或軟弱結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度、地下水流和水壓等方面的資料后，經(jīng)定量分析對邊坡穩(wěn)定性作出判斷經(jīng)定量分析對邊坡穩(wěn)定性作出判斷。 3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 對于對于新設(shè)計(jì)的大型邊坡新設(shè)計(jì)的大型邊坡，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)對邊坡的要，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)對邊坡的要求及邊坡的荷載情況，分別預(yù)選求及邊坡的荷載情況，分別預(yù)選2 23 3個(gè)坡角并按坡高段個(gè)坡角并按坡高段進(jìn)行進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算穩(wěn)定性驗(yàn)算，作出包括開挖、支護(hù)費(fèi)用在內(nèi)的，作出包括開挖、支護(hù)費(fèi)用在內(nèi)的技術(shù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較經(jīng)濟(jì)比較，然后從中選出最優(yōu)的坡角、坡形。，然后從中選出最優(yōu)的坡角、坡

4、形。 目前，針對不同類型的邊坡，已經(jīng)提出一種或多種目前，針對不同類型的邊坡，已經(jīng)提出一種或多種分析方法。在具體應(yīng)用中，根據(jù)具體邊坡工程地質(zhì)條件，分析方法。在具體應(yīng)用中，根據(jù)具體邊坡工程地質(zhì)條件，選取一種或幾種方法進(jìn)行綜合分析選取一種或幾種方法進(jìn)行綜合分析。3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐分析方法分析方法理論依據(jù)及假設(shè)理論依據(jù)及假設(shè)適用條件適用條件1.1.工程類比法工程類比法較為簡單的中、較為簡單的中、小型邊坡小型邊坡2.2.赤平極射投影赤平極射投影( (圖解法圖解法) )受受一一組或幾組結(jié)組或幾組結(jié)構(gòu)面控制的邊坡構(gòu)面控制的邊坡定性方法定性方

5、法 包括包括地質(zhì)分析法地質(zhì)分析法( (歷史成因分析、過程機(jī)制分析歷史成因分析、過程機(jī)制分析) )、工、工程地質(zhì)類比法、圖解法、程地質(zhì)類比法、圖解法、 邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)等等3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(1)(1)地質(zhì)分析法地質(zhì)分析法( (歷史成因分析法、過程機(jī)制分析法歷史成因分析法、過程機(jī)制分析法) )根據(jù)邊坡的地形地貌形態(tài)、地質(zhì)條件和邊坡變形破壞根據(jù)邊坡的地形地貌形態(tài)、地質(zhì)條件和邊坡變形破壞的基本規(guī)律，的基本規(guī)律，追溯邊坡演變的全過程，預(yù)測邊坡穩(wěn)定追溯邊坡演變的全過程，預(yù)測邊坡穩(wěn)定性發(fā)展的總趨勢及其破壞方式性發(fā)展的總趨勢

6、及其破壞方式，從而對邊坡的穩(wěn)定性，從而對邊坡的穩(wěn)定性做出評價(jià)；對已發(fā)生過滑坡的邊坡，則判斷其能否復(fù)做出評價(jià)；對已發(fā)生過滑坡的邊坡，則判斷其能否復(fù)活或轉(zhuǎn)化?；罨蜣D(zhuǎn)化。 3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 定義：定義：該法是將該法是將已有已有的天然邊坡或人工邊坡的的天然邊坡或人工邊坡的研究經(jīng)研究經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)( (包括穩(wěn)定的或破壞的包括穩(wěn)定的或破壞的) )，用于新研究邊坡的穩(wěn)定性分析用于新研究邊坡的穩(wěn)定性分析，如如坡角或計(jì)算參數(shù)的取值坡角或計(jì)算參數(shù)的取值、邊坡的處理措施、邊坡的處理措施等。等。 類比法具有類比法具有經(jīng)驗(yàn)性和地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)性和地區(qū)性的特點(diǎn)，應(yīng)用

7、時(shí)必須全面的特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)必須全面分析已有邊坡與新研究邊坡兩者之間的分析已有邊坡與新研究邊坡兩者之間的地貌、地層巖性、地貌、地層巖性、結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、自然環(huán)境、變形主導(dǎo)因素及發(fā)育階段結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、自然環(huán)境、變形主導(dǎo)因素及發(fā)育階段等等方面的相似性和差異性，同時(shí)還應(yīng)考慮方面的相似性和差異性，同時(shí)還應(yīng)考慮工程的規(guī)模、類型工程的規(guī)模、類型及其對邊坡的特殊要求及其對邊坡的特殊要求等。等。 (2)(2)工程地質(zhì)類比法工程地質(zhì)類比法( (定性定性) )3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，存在下列條件時(shí)對邊坡的穩(wěn)定性不利：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，存在下列條件時(shí)對邊

8、坡的穩(wěn)定性不利：邊坡及其鄰近地段已有滑坡、崩塌、陷穴等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在。邊坡及其鄰近地段已有滑坡、崩塌、陷穴等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在。巖質(zhì)邊坡中有頁巖、泥巖、片巖等易風(fēng)化、軟化巖層或軟硬交互的不巖質(zhì)邊坡中有頁巖、泥巖、片巖等易風(fēng)化、軟化巖層或軟硬交互的不利巖層組合。利巖層組合。土質(zhì)邊坡中裂隙發(fā)育、有軟弱夾層，或邊坡由膨脹土等不良巖土構(gòu)成。土質(zhì)邊坡中裂隙發(fā)育、有軟弱夾層，或邊坡由膨脹土等不良巖土構(gòu)成。軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面傾向一致且結(jié)構(gòu)面傾角小于坡角，或基巖面傾向坡軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面傾向一致且結(jié)構(gòu)面傾角小于坡角，或基巖面傾向坡外且傾角較小。外且傾角較小。地層滲透性差異大，地下水在弱透水層或基巖面上積聚流動；斷

9、層及地層滲透性差異大，地下水在弱透水層或基巖面上積聚流動；斷層及裂隙中有承壓水出露。裂隙中有承壓水出露。水流沖刷坡腳或因河水位急劇升降引起岸坡內(nèi)動水力的強(qiáng)烈作用。水流沖刷坡腳或因河水位急劇升降引起岸坡內(nèi)動水力的強(qiáng)烈作用。邊坡處于強(qiáng)震區(qū)或鄰近地段采用大爆破施工。邊坡處于強(qiáng)震區(qū)或鄰近地段采用大爆破施工。3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐注意注意：采用工程地質(zhì)類比法選取的經(jīng)驗(yàn)值采用工程地質(zhì)類比法選取的經(jīng)驗(yàn)值( (如坡角、計(jì)算參數(shù)等如坡角、計(jì)算參數(shù)等) )僅能用于地質(zhì)條件簡單的中、小型邊坡僅能用于地質(zhì)條件簡單的中、小型邊坡。下表是可供選取的邊坡坡。下

10、表是可供選取的邊坡坡度容許值。度容許值。巖質(zhì)和土質(zhì)邊坡允許坡度值巖質(zhì)和土質(zhì)邊坡允許坡度值( (道路規(guī)范道路規(guī)范) )巖土類別巖土性質(zhì)允許坡度值(高寬比)坡高8m坡高815m坡高1530m硬質(zhì)巖石微風(fēng)化中等風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化1:0.101:0.201:0.201:0.351:0.351:0.501:0.201:0.351:0.351:0.501:0.501:0.751:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.00軟質(zhì)巖石微風(fēng)化中等風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.001:0.501:0.751:0.751:1.001:1.001:1.2

11、51:0.751:1.001:1.001:1.503.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐坡高5m坡高510m碎石土密實(shí)中密稍密1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.001:0.501:0.751:0.751:1.001:1.001:1.25粉土sr0.51:1.001:1.251:1.251:1.50粘性土堅(jiān)硬硬塑1:0.751:1.001:1.001:1.251:1.001:1.251:1.251:1.50坡高6m坡高612m坡高1220m坡高2030m黃土次生坡積黃土4次生洪積沖積黃土4馬蘭黃土3離石黃土2午城黃

12、土11:0.501:0.751:0.201:0.401:0.301:0.501:0.101:0.301:0.101:0.201:0.501:1.001:0.301:0.601:0.401:0.601:0.201:0.401:0.201:0.301:0.751:1.251:0.501:0.751:0.601:0.751:0.301:0.501:0.301:0.401:0.751:1.001:0.751:1.001:0.501:0.751:0.401:0.60注：使用本表時(shí)應(yīng)考慮地區(qū)性水文、氣象等條件，結(jié)合具體情況予以修正。本表本表不適用于巖層層面或主要節(jié)理面有順坡向滑動可能的邊坡不適用于巖層層面

13、或主要節(jié)理面有順坡向滑動可能的邊坡。3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(3) (3) 圖解法圖解法 用一定的曲線和圖形來表征邊坡有用一定的曲線和圖形來表征邊坡有關(guān)參數(shù)之間的定量關(guān)系關(guān)參數(shù)之間的定量關(guān)系，由此求出邊坡穩(wěn)定性系數(shù)，或已知穩(wěn)定系數(shù)及其它參數(shù)（f 、c、r、結(jié)構(gòu)面傾角、坡角、坡高）僅一個(gè)未知的情況下，求出穩(wěn)定坡角或極限坡高。這是力學(xué)計(jì)算的簡化。圖解法可以分為兩類：圖解法可以分為兩類：不同條件下均質(zhì)巖坡不同條件下均質(zhì)巖坡坡高與坡角關(guān)系曲線坡高與坡角關(guān)系曲線3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚

14、實(shí)踐 利用圖解求邊坡變形破壞的邊界條件，分析軟弱結(jié)構(gòu)面分析軟弱結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系的組合關(guān)系，為力學(xué)計(jì)算創(chuàng)造條件。常用的有赤平極射投影分析法及實(shí)體比例投影法。 赤平極射投影分析法、實(shí)體比例投影法與摩擦圓赤平極射投影分析法、實(shí)體比例投影法與摩擦圓等方法用于巖質(zhì)邊坡巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析，可快速、直觀地分辨出控制邊坡的主可快速、直觀地分辨出控制邊坡的主要和次要結(jié)構(gòu)面，確定出邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定類型，判定不穩(wěn)定塊要和次要結(jié)構(gòu)面，確定出邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定類型，判定不穩(wěn)定塊體的形狀、規(guī)模及滑動方向體的形狀、規(guī)模及滑動方向。 對用圖解法判定為不穩(wěn)定的邊坡，需進(jìn)一步用計(jì)算加以驗(yàn)證。下面簡要介紹利用赤平極射投影圖初步判斷邊坡穩(wěn)

15、定性。3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐當(dāng)結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面傾向相反時(shí)，邊坡為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面傾向基本一致但其傾角大于坡角時(shí)，邊坡為基基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面傾向之間夾角小于30且傾角小于坡角時(shí)，邊坡為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下圖為下圖為1 1組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡赤平極射投影組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡赤平極射投影1組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡(a)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(b)基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(c)、(d)穩(wěn)

16、定結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(e)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐2組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡(a)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(b)基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(c)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)下圖為下圖為2 2組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡赤平極射投影組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡赤平極射投影3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡(a)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(b)基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(c)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(d)基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(e)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)穩(wěn)

17、定結(jié)構(gòu)下圖為下圖為3 3組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡赤平極射投影組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的邊坡赤平極射投影3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 工程地質(zhì)領(lǐng)域最早研制出的專家系統(tǒng)是用于地質(zhì)勘察的專家系統(tǒng) propecter，由斯坦福大學(xué)于70年代中期完成的。 在國內(nèi)，許多單位進(jìn)行了相關(guān)研究工作，并取得了較多的成果。專家系統(tǒng)使得一般工程技術(shù)人員在解決工程地專家系統(tǒng)使得一般工程技術(shù)人員在解決工程地質(zhì)問題時(shí)能象有經(jīng)驗(yàn)的專家給出比較正確的判斷并做出結(jié)質(zhì)問題時(shí)能象有經(jīng)驗(yàn)的專家給出比較正確的判斷并做出結(jié)論，論，因此，專家系統(tǒng)的應(yīng)用為工程地質(zhì)的發(fā)展提供了一條新思路。(4)(4)邊坡

18、穩(wěn)定專家系統(tǒng)邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 實(shí)質(zhì)是一種半定量的方法，實(shí)質(zhì)是一種半定量的方法，雖然評價(jià)結(jié)果表現(xiàn)為確定的雖然評價(jià)結(jié)果表現(xiàn)為確定的數(shù)值，但最終判定仍依賴人為的判斷數(shù)值，但最終判定仍依賴人為的判斷。目前，所有定量的計(jì)。目前，所有定量的計(jì)算方法都是基于定性方向之上。算方法都是基于定性方向之上。 極限平衡法在工程中應(yīng)用最為廣泛極限平衡法在工程中應(yīng)用最為廣泛，這個(gè)方法早期以摩，這個(gè)方法早期以摩爾爾庫侖抗剪強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)，將滑坡體劃分為若干條塊庫侖抗剪強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)，將滑坡體劃分為若干條塊( (主要為垂直條分主要為垂直條分

19、) )，建立作用在這些條塊上的力的平衡方程，建立作用在這些條塊上的力的平衡方程式，求解安全系數(shù)。式，求解安全系數(shù)。 (1)(1)極限平衡法極限平衡法3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述定量分析方法定量分析方法學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 垂直條分法就是將滑動土體豎直分成若干土條，把垂直條分法就是將滑動土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動力矩動力矩( (或力或力) )和抗滑力矩和抗滑力矩( (或力或力) ) ，然后求土坡的穩(wěn)定安，然后求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。全系數(shù)。條間切向力3.1 3.1

20、邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 極限平衡方法，沒有象傳統(tǒng)的彈、塑性力學(xué)那樣引入應(yīng)力極限平衡方法，沒有象傳統(tǒng)的彈、塑性力學(xué)那樣引入應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系來求解本質(zhì)上為靜不定的問題，而是應(yīng)變關(guān)系來求解本質(zhì)上為靜不定的問題，而是直接對某些多直接對某些多余未知量作假定，使得方程式的數(shù)量和未知數(shù)的數(shù)量相等，因余未知量作假定，使得方程式的數(shù)量和未知數(shù)的數(shù)量相等，因而使問題變得靜定可解而使問題變得靜定可解。 根據(jù)邊坡破壞的邊界條件，應(yīng)用力學(xué)分析的方法，對可能根據(jù)邊坡破壞的邊界條件，應(yīng)用力學(xué)分析的方法，對可能發(fā)生的滑動面，在各種荷載作用下進(jìn)行理論計(jì)算和抗滑強(qiáng)度的發(fā)生的滑動面，在各

21、種荷載作用下進(jìn)行理論計(jì)算和抗滑強(qiáng)度的力學(xué)分析。力學(xué)分析。通過反復(fù)計(jì)算和分析比較，對通過反復(fù)計(jì)算和分析比較，對可能可能的滑動面給出的滑動面給出穩(wěn)定性系數(shù)穩(wěn)定性系數(shù)。 目前，剛體極限平衡方法已經(jīng)從目前，剛體極限平衡方法已經(jīng)從二維發(fā)展到三維二維發(fā)展到三維。3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 剛體極限平衡分析方法很多，在處理上，各種條分法在以下剛體極限平衡分析方法很多，在處理上，各種條分法在以下幾個(gè)方面幾個(gè)方面： 該方法比較直觀、簡單，對大多數(shù)邊坡的評價(jià)結(jié)果比較令人該方法比較直觀、簡單，對大多數(shù)邊坡的評價(jià)結(jié)果比較令人滿意。滿意。 該方法的關(guān)鍵在于該方

22、法的關(guān)鍵在于。 基于該原理的方法很多，如基于該原理的方法很多，如bishopbishop法、法、janbujanbu法、法、m-pm-p法、不法、不平衡傳遞系數(shù)法等。平衡傳遞系數(shù)法等。 3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐極限平衡條分法極限平衡條分法對多余變量的簡化假定對多余變量的簡化假定瑞典條分法瑞典條分法條塊間無作用力，力矩平衡條塊間無作用力，力矩平衡斯賓塞法斯賓塞法條塊間作用力為常數(shù)條塊間作用力為常數(shù)簡化畢肖普法簡化畢肖普法條塊間只有水平力，力矩平衡條塊間只有水平力，力矩平衡詹布法詹布法(janbu)假定了條間作用力作用點(diǎn)的位置假定了條間

23、作用力作用點(diǎn)的位置傳遞系數(shù)法傳遞系數(shù)法假定了條間作用力的方向假定了條間作用力的方向(等于條塊底面傾角等于條塊底面傾角) 薩爾瑪法薩爾瑪法假定條間也滿足極限平衡條件，可以任意條分假定條間也滿足極限平衡條件，可以任意條分分塊極限平衡法分塊極限平衡法假定條間也滿足極限平衡條件，但需垂直條分假定條間也滿足極限平衡條件，但需垂直條分摩根斯坦摩根斯坦普賴普賴斯法斯法條間切向力條間切向力(x)和法向力和法向力(e)之比與水平方向坐標(biāo)之之比與水平方向坐標(biāo)之間存在一函數(shù)關(guān)系間存在一函數(shù)關(guān)系:x/e=f(x)常見條分法及其相應(yīng)的假定3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚

24、實(shí)踐 主要是利用某種方法求出邊坡的主要是利用某種方法求出邊坡的應(yīng)力分布和變形情況應(yīng)力分布和變形情況，研究巖體中應(yīng)力和應(yīng)變的變化過程，由此判斷邊坡的穩(wěn)定性。研究巖體中應(yīng)力和應(yīng)變的變化過程，由此判斷邊坡的穩(wěn)定性。主要有以下幾種：主要有以下幾種：(2)(2)數(shù)值分析方法數(shù)值分析方法有限單元法（有限單元法（femfem） 該方法是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)值分析方法目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)值分析方法。其解題步驟已經(jīng)系統(tǒng)化，并形成了很多通用的計(jì)算機(jī)程序。 其優(yōu)點(diǎn)是部分地考慮了邊坡巖體的非均質(zhì)、不連續(xù)部分地考慮了邊坡巖體的非均質(zhì)、不連續(xù)介質(zhì)特征，考慮了巖體的應(yīng)力應(yīng)變特征介質(zhì)特征，考慮了巖體的應(yīng)力應(yīng)變特征，因而可以避免將

25、坡體視為剛體、過于簡化邊界條件的缺點(diǎn)，能夠接近實(shí)際地從應(yīng)力應(yīng)變分析邊坡的變形破壞機(jī)制，對了解邊坡的應(yīng)力分布及應(yīng)變位移變化很有利。3.1 3.1 邊坡穩(wěn)定性分析概述邊坡穩(wěn)定性分析概述學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 快速拉格朗日有限差分法快速拉格朗日有限差分法(flac)(flac) flac（fast lagrangian analysis of continue）由美國itasca consulting group，inc.為地質(zhì)工程應(yīng)用而開發(fā)的連續(xù)介質(zhì)顯式有限連續(xù)介質(zhì)顯式有限差分計(jì)算程序差分計(jì)算程序，主要適用模擬計(jì)算巖土工程地質(zhì)材料的力學(xué)行為，適用模擬計(jì)算巖土工程地質(zhì)材料的力學(xué)行為，特別

26、是材料達(dá)到屈服極限后產(chǎn)生的塑性流動特別是材料達(dá)到屈服極限后產(chǎn)生的塑性流動。 flac (version 4.00) legend 19-nov-04 16:26 step 35000 -9.000e+00 x 1.890e+02 -6.150e+01 y 03.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐瑞典條分法的討論瑞典條分法的討論aorc ibb-2-101234567(2) (2) 假設(shè)圓弧滑裂面，與實(shí)際滑裂假設(shè)圓弧滑裂面，與實(shí)際滑裂面有差別面有差別 忽略條間力，使得計(jì)算安全系數(shù)忽略條間力，使得計(jì)算安全系數(shù) fs 偏小偏小 假設(shè)圓弧滑裂面，使假設(shè)圓

27、弧滑裂面，使 fs 偏大偏大最終結(jié)果是最終結(jié)果是 fs 偏小，偏小， 越大越大 fs 越偏小越偏小一般情況下，一般情況下，f fs s偏小偏小 10% 10% 左右左右工程應(yīng)用中偏于安全3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐方法的特點(diǎn)：方法的特點(diǎn)：aorc ibb-2-101234567iiiiiiiswtgwlcfsin)cos(1) (1) 忽略條間力的作用忽略條間力的作用(2) (2) 滿足滑動土體整體力矩平衡條件滿足滑動土體整體力矩平衡條件(3) (3) 不滿足條塊的靜力平衡條件不滿足條塊的靜力平衡條件(4) (4) 滿足極限平衡條件滿足

28、極限平衡條件(5) (5) 得到的安全系數(shù)偏低，誤差偏于安全得到的安全系數(shù)偏低，誤差偏于安全3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析niiiiiniiiiiiiiiqtguqlc11)cossin()sincos(或：或：學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐4 4 簡化畢肖甫（簡化畢肖甫（bishopbishop）法）法忽略條間切

29、向力：忽略條間切向力：n-12n-1pihitini ihi+1wipi+1hi+1hi假定滑動面上作用點(diǎn)位置：假定滑動面上作用點(diǎn)位置：n 未知數(shù)未知數(shù): : 4n-1 4n-1 方程數(shù)方程數(shù): : 4n 4n 假定：假定：圓弧滑裂面；條間力切向力圓弧滑裂面；條間力切向力=03.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐pihi+1tini iwipi+1hiaorc ibb-2-101234567fz=0iiiiitnwsincossiiiiiftgnlct極限平衡極限平衡條件條件方程組求解，得到：方程組求解，得到：iisiiiimflcwn)sin(

30、siiiiftgmsincosiiiiiisimlctgwftcos13.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐hi+1pitini iwipi+1hiaorc ibb-2-101234567整體力矩平衡：整體力矩平衡：siiiiftgmsincosrtrwiiisinni 過圓心；過圓心；pi 互相抵消互相抵消iiiiiiiiswtgwlcmfsincos1licos i = bi隱式隱式表達(dá)表達(dá)3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐siiiiftgmsincosiiiiiiiiswtgwlcmfsi

31、ncos1隱式隱式表達(dá)表達(dá)迭代法求解隱式方程的根迭代法求解隱式方程的根)(xx3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐迭代法求解隱式方程的根迭代法求解隱式方程的根)(xx)(xyxy1q2q0p1p2p*p0 x1x2x*x3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐aorc ibb-2-101234567圓心 o，半徑 r設(shè) fs=1.0計(jì)算 mi變化圓心 o 和半徑 r fs 最小end 計(jì)算sfssffsssfffno計(jì)計(jì)算算步步驟驟iiiiiiiiswtgwlcmfsincos13.2 3.2 土質(zhì)

32、邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐pitini ihi+1wipi+1hiaorc ibb-2-101234567畢肖甫法的討論畢肖甫法的討論(2) (2) 大多數(shù)情況下是精確的大多數(shù)情況下是精確的 未知數(shù)未知數(shù): : 4n-1 4n-1 方程數(shù)方程數(shù): : 4n 4n (1) (1) 假設(shè)圓弧滑裂面假設(shè)圓弧滑裂面3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(1) (1) 假設(shè)條塊間作用力只有法向力沒有切向力；假設(shè)條塊間作用力只有法向力沒有切向力；(2)(2) 滿足滑動土體整體力矩平衡條件；滿足滑動土體整體力矩平衡條件；

33、(3)(3) 滿足各條塊力的多邊形閉合條件，但不滿足條塊的力滿足各條塊力的多邊形閉合條件，但不滿足條塊的力矩平衡條件；矩平衡條件；(4) (4) 滿足極限平衡條件；滿足極限平衡條件；(5) (5) 得到的安全系數(shù)比瑞典條分法略高一點(diǎn)。得到的安全系數(shù)比瑞典條分法略高一點(diǎn)。簡化簡化bishop方法的特點(diǎn)方法的特點(diǎn)3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐5 5 詹布（詹布（janbujanbu）法）法條塊間力的作用點(diǎn)位置：條塊間力的作用點(diǎn)位置：n-12n-1pihitini ihi+1wipi+1hi+1hi假定滑動面上作用點(diǎn)位置：假定滑動面上作用點(diǎn)位置

34、：n 未知數(shù)未知數(shù): : 4n-1 4n-1 方程數(shù)方程數(shù): : 4n 4n abhi推力線推力線假定假定：假定各土條間推力作用點(diǎn)連線為光滑連續(xù)曲線假定各土條間推力作用點(diǎn)連線為光滑連續(xù)曲線 “推力作用線推力作用線”即假定了條塊間力的作用點(diǎn)位置即假定了條塊間力的作用點(diǎn)位置3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐pihitini ihi+1wipi+1hi+1hi極限平衡極限平衡條件條件fz=0iiiiiitnhwsincosfx=0iiiiintpsincossiiiiiftgnlct23 45678910111p0=0pn=0 ni ti pi方程

35、組求解方程組求解p1 = p1p2 = p1 + p2 = p1 + p2 pj = pi ( i=1, j )pn = pi = 0 ( i=1, n )與與 hi 有關(guān)，但有關(guān)，但 hi 可可以通過每個(gè)土條的力以通過每個(gè)土條的力矩平衡由矩平衡由 hi 得到得到3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐pihitini ihi+1wipi+1hi+1hi23 45678910111p0=0pn=0詹布法的討論詹布法的討論(1) (1) 任意形狀滑裂面，不一定任意形狀滑裂面，不一定是圓弧是圓弧 未知數(shù)未知數(shù): : 4n-1 4n-1 方程數(shù)方程數(shù):

36、: 4n 4n (2) (2) 計(jì)算較復(fù)雜計(jì)算較復(fù)雜3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐幾種方法總結(jié)幾種方法總結(jié)方法方法整體圓弧法整體圓弧法簡單條分法簡單條分法畢肖畢肖普法普法詹布法詹布法滑裂面形狀滑裂面形狀圓弧圓弧圓弧圓弧圓弧圓弧任意任意假設(shè)假設(shè)剛性滑動體剛性滑動體滑動面上極滑動面上極限平衡限平衡忽略全部條忽略全部條簡力簡力忽略條間切向忽略條間切向力力條條間力作用點(diǎn)間力作用點(diǎn)位置位置適用性適用性飽和軟粘土，飽和軟粘土， =0一般均質(zhì)土一般均質(zhì)土一般均質(zhì)土一般均質(zhì)土任意任意精度精度/偏小偏小10%誤差誤差2070%難以確定難以確定平平衡衡條條件

37、件整體力矩整體力矩 各條力矩各條力矩 各條垂向力各條垂向力 / 各條水平力各條水平力 3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐3.2 3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析35,2621學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 平面滑動分析平面滑動分析 多平面滑

38、動分析多平面滑動分析3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐一般情況下：現(xiàn)實(shí)工程中滑坡的后緣出現(xiàn)拉裂縫一般情況下：現(xiàn)實(shí)工程中滑坡的后緣出現(xiàn)拉裂縫3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐平面滑移的后緣拉裂縫平面滑移的后緣拉裂縫3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐平面滑動分析方法平面滑動分析方法3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐傳統(tǒng)分析方法傳統(tǒng)分析方法-受力條件分析受力條件分析在工程使用期間，可能滑動巖體或

39、其邊界面上承受的在工程使用期間，可能滑動巖體或其邊界面上承受的力的類型及大小、方力的類型及大小、方向和合力的作用點(diǎn)向和合力的作用點(diǎn)統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為受力條件受力條件。邊坡巖體上承受的力常見有：邊坡巖體上承受的力常見有：巖體重力、巖體重力、靜水壓力、動水壓力、靜水壓力、動水壓力、建筑物作建筑物作用力及用力及震動力震動力等。等。(1) (1) 地震作用地震作用水平地震作用：水平地震作用：f fekek= = 1 1g g3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(2) (2) 水壓力水壓力：包括滲透靜水壓力和滲透動水壓力。：包括滲透靜水壓力和滲透動水壓力。靜水

40、壓力靜水壓力水對巖體的靜壓力，等于巖體受到的浮力。水對巖體的靜壓力，等于巖體受到的浮力。動水壓力動水壓力與水力梯度有關(guān)，等于巖體受到的滲流阻力。與水力梯度有關(guān)，等于巖體受到的滲流阻力。vguwjgvfwr3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐cossinjjsgtgc lrktg滑動面上的抗滑力滑動面上的抗滑力r=r=gcostggcostgj j+c+cj jl l 滑動力滑動力t tgsingsin穩(wěn)定性系數(shù)穩(wěn)定性系數(shù)傳統(tǒng)分析方法傳統(tǒng)分析方法-單平面滑動計(jì)算過程單平面滑動計(jì)算過程3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)

41、嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐2sinsinsin()jjstgcktggh2sinsin()cos(tantan)jcrjchg當(dāng)cj=0，j時(shí)，ks1jstgktg忽略滑動面上內(nèi)聚力忽略滑動面上內(nèi)聚力(cj=0)時(shí)時(shí)3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐適用范圍適用范圍 a) a) 巖石和土巖石和土；b) b) 邊坡下滑是沿著一個(gè)相對平緩的滑動面邊坡下滑是沿著一個(gè)相對平緩的滑動面. (. (像節(jié)理面、像節(jié)理面、破壞面、連接縫以及巖床與浸蝕巖之間的分界面破壞面、連接縫以及巖床與浸蝕巖之間的分界面類類型的型的一些不連續(xù)結(jié)構(gòu)面一些不連續(xù)結(jié)構(gòu)面) )；c)

42、c) 破壞面應(yīng)該近似平行于滑坡面破壞面應(yīng)該近似平行于滑坡面；d) d) 破壞面的傾角應(yīng)該小于滑坡面的傾角。破壞面的傾角應(yīng)該小于滑坡面的傾角。平面滑動計(jì)算方法平面滑動計(jì)算方法3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐基本假設(shè)基本假設(shè)：( (1 1) ) 滑體沿滑動面做剛體下滑?；w沿滑動面做剛體下滑。( (2 2) ) 滑塊不發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動?；瑝K不發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動。( (3 3) ) 假定作用在滑塊上的所有力都通過質(zhì)心。假定作用在滑塊上的所有力都通過質(zhì)心。( (4 4) )滑動面上的所有點(diǎn)都處于臨界破壞狀態(tài)。滑動面上的所有點(diǎn)都處于臨界破壞狀態(tài)。( (5 5)

43、 ) 滑面上力的分布是均勻的?；嫔狭Φ姆植际蔷鶆虻?。( (6 6) ) 沿著整個(gè)破壞面的巖體強(qiáng)度是相等的。沿著整個(gè)破壞面的巖體強(qiáng)度是相等的。( (7 7) ) 滑滑塊側(cè)面的阻力可以忽略不計(jì)塊側(cè)面的阻力可以忽略不計(jì)。3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐安全系數(shù)計(jì)算公式：安全系數(shù)計(jì)算公式：3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐計(jì)算包括計(jì)算包括 ？ 水壓力水壓力 外部力和地震力外部力和地震力 主動或被動錨固力主動或被動錨固力 3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)

44、踐崇尚實(shí)踐典型的平面幾何典型的平面幾何1. 1. 滑坡的表面滑坡的表面2. 2. 破壞面破壞面3. 3. 上表面上表面4. 4. 張裂縫張裂縫 ( (可選擇的可選擇的) )坡面傾坡面傾角角、邊坡高度邊坡高度、滑滑體重量體重量上表面傾角及其寬度上表面傾角及其寬度 (可選擇的可選擇的)破壞面的傾角及其粗糙程度破壞面的傾角及其粗糙程度破壞面的強(qiáng)度破壞面的強(qiáng)度張裂縫的角度張裂縫的角度、位置位置(可選擇的可選擇的)水壓力水壓力地震系數(shù)地震系數(shù)外部力外部力計(jì)計(jì)算要素算要素3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐計(jì)算過程：計(jì)算過程：(1)滑體重量( (沒有張裂縫

45、的情況沒有張裂縫的情況) )已知參數(shù)已知參數(shù): :hh邊邊坡高度坡高度邊坡角邊坡角上表面傾角上表面傾角滑滑面面傾傾角角oo原點(diǎn)原點(diǎn)巖塊的巖塊的比比重重未知參數(shù)未知參數(shù): :bb邊坡邊坡面面與上表面的交點(diǎn)與上表面的交點(diǎn)cc滑面線與上表面線的交點(diǎn)滑面線與上表面線的交點(diǎn)nn邊坡邊坡坡坡面面長度，即長度，即obob的長度的長度mbcmbc長度長度locloc的長度的長度aa楔體面積楔體面積w w楔體重量楔體重量 3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐sinhncos,cot,bnhhhobbcoc cotcoscossinsinhmlhmlcotcosc

46、oshmlsinsinhmlsinsinlhmcotsincotcoshlhlcotcotcossincothl1 cottansincostanhl應(yīng)用矢量相加計(jì)算應(yīng)用矢量相加計(jì)算l l和和mm的長度：的長度：得出以下兩個(gè)方程：得出以下兩個(gè)方程：由方程由方程(4)(4)得：得：將將(5)(5)代入代入(3)(3)得：得：(1)(2)(3)(4)(5)(6)3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐coscotcoslhmcos,sincllwa由方程由方程(3)得：得：通過方程通過方程(6)和和(7)計(jì)算計(jì)算l和和m。不用方程。不用方程(5)，因?yàn)?/p>

47、當(dāng)，因?yàn)楫?dāng)=0時(shí)，無法計(jì)算出時(shí)，無法計(jì)算出m面積計(jì)算：面積計(jì)算：計(jì)算計(jì)算過過程：程：1.計(jì)算計(jì)算n (通過方程通過方程(1)2.計(jì)算計(jì)算b (通過方程通過方程(2)3.計(jì)算計(jì)算l (通過方程通過方程(6)4.計(jì)算計(jì)算m (通過方程通過方程(7)5.計(jì)算計(jì)算c (通過方程通過方程(8)6.計(jì)算計(jì)算a (通過方程通過方程(9)7.計(jì)算計(jì)算w (通過方程通過方程(10)(7)(8)(9)(10)sinsinlhm)90sin(21sin21mnobcmna3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐( (有張裂縫的情況有張裂縫的情況) )已知參數(shù)已知參數(shù)hh

48、邊邊坡高度坡高度邊坡傾角邊坡傾角滑面傾角滑面傾角上表面傾角上表面傾角tt張裂縫距邊坡面的距離張裂縫距邊坡面的距離張裂縫傾角張裂縫傾角oo原點(diǎn)原點(diǎn)(0,0)(0,0)巖塊重量巖塊重量未知參數(shù)未知參數(shù)bb邊坡邊坡面面與上表面的交點(diǎn)與上表面的交點(diǎn)cc張裂縫與上表面線的交點(diǎn)張裂縫與上表面線的交點(diǎn)dd滑面線與張裂縫的交點(diǎn)滑面線與張裂縫的交點(diǎn)nobnob的長度的長度mbcmbc長度長度lodlod的長度的長度qdcqdc的長度的長度aa楔體面積楔體面積ww楔體重量楔體重量 3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐和和沒有張裂縫的情況沒有張裂縫的情況類似類似:

49、:sinhncot,bhh得得:,tancbt tcostm然后計(jì)算然后計(jì)算d、q、l:cos ,sindcqqcos,sindll由方程由方程(15)，(16)得：得：,cos ,sincos,sinxyc cqqll或或coscosxcql(13)(14)(15)(16)(17)3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐和和sinsinycql由方程由方程(17)和和(18)得出計(jì)算得出計(jì)算q的式子：的式子：cotsincotcosyxccq面積面積及及體積計(jì)算：體積計(jì)算：wa計(jì)算計(jì)算過過程：程：1.計(jì)算計(jì)算n (通過方程通過方程(1)2.計(jì)算計(jì)

50、算b (通過方程通過方程(2)3.計(jì)算計(jì)算c (通過方程通過方程(13)4.計(jì)算計(jì)算m (通過方程通過方程(14)5.計(jì)算計(jì)算q (通過方程通過方程(19)6.計(jì)算計(jì)算l (通過方程通過方程(17)7.計(jì)算計(jì)算d (通過方程通過方程(16)8.計(jì)算計(jì)算a (通過方程通過方程(20)9.計(jì)算計(jì)算w (通過方程通過方程(10)(18)(19)(20)180sin()90sin(21)sinsin(21lqmnodclqobcmna3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(2)水壓力計(jì)算水壓力峰值水壓力峰值邊坡中部邊坡中部高度高度水壓力水壓力分分布形式布

51、形式3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐水壓力峰值水壓力峰值坡腳坡腳3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐水壓力峰值水壓力峰值張裂縫底部張裂縫底部3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐水壓力水壓力分分布自定義布自定義3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐地地下下水水充充填率填率=50%(峰值位于邊坡中部、底部及拉裂縫底部峰值位于邊坡中部、底部及拉裂縫底部)3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性

52、分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐( (無張裂縫情況無張裂縫情況) )條件條件1 1：邊坡中間高度處水壓力最大：邊坡中間高度處水壓力最大211 122 2sin4sinwwwwwwzup lzzu水壓力0sinsin12wwwwwzlzlpz浸濕長度最大水壓力3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐條件條件 2 2：坡腳處：坡腳處水壓力最大水壓力最大sinwwwzlpz21122sin2sinwwwwwzup lzzu3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐sinv=twffyzzzzdlu 滑動面

53、上的水壓力張裂縫上的水壓力wfzz類型a. if 24sinwwzu；v=0( (有張裂縫情況有張裂縫情況) )條件條件1 1：邊坡中間高度處水壓力最大：邊坡中間高度處水壓力最大3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐/2wfwfzz and zz類型b.if 121121112222sin1211()222sinwwwwttwzllllpzpzup lpp lzv3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐/2wfwfzz and zz類型c.if 3434334344122sin2sin1211()22

54、fwwfwpzpzzzlzlul pvpp lp l3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐5655655sin1()212twtpzpzzlupp lvp l條件條件2 2：邊坡坡腳處水壓力最大：邊坡坡腳處水壓力最大3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐77777sin1212ttpzzlup lvp ltwfzzz條件條件3 3：張裂縫底部水壓力最大：張裂縫底部水壓力最大3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(3)外力計(jì)算外力相當(dāng)于一預(yù)應(yīng)力錨桿，使用

55、主動錨固模型外力相當(dāng)于一預(yù)應(yīng)力錨桿，使用主動錨固模型cossinxyeeee外力3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(4)地震力計(jì)算yssyswww抗震系數(shù)楔體的重量重力分量cossinyxywwssss 29.81/,gm smfm g1.典型地震系數(shù)可能在0.1和0.2之間。2.如果地震系數(shù)，重力加速度滑塊重量，那么塊體的地震力為：3.由此得到的地震力也適用于水平方向。3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(5)錨固力計(jì)算cossinxayajjjjj 主動錨固力被動錨固力被動錨固力cossi

56、nxpypkkkk 式中k = 被動錨固力主動錨固力主動錨固力3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(6)主動水壓力計(jì)算主動水壓力主動水壓力( (張裂縫張裂縫) )v=v=張裂縫水壓力張裂縫水壓力sincosxyvvvv 3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(7)滑面受力計(jì)算ywww 楔體重力滑動面上的法向力與切向力滑動面上的法向力與切向力yf xf sinsinsincosyyyyyyyafwesjvfaesjv coscoscossinxxxxxxafesjvfesjv ()cos()sins

57、incosyyxxyxnfkfkusff 僅考慮主動力：僅考慮主動力：3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(8)滑面抗剪力及安全系數(shù)滑動面上的抗剪力滑動面上的抗剪力tancossinxyc lnkk 被動錨固安全系數(shù)：安全系數(shù)：fs抗滑力滑動力強(qiáng)度準(zhǔn)則莫爾-庫侖準(zhǔn)則cnl粘聚力法向力=摩擦角滑移面的長度()cos()sinsincosyyxxyxnfkfkusff 3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(9)滑面強(qiáng)度準(zhǔn)則：在前述計(jì)算過程中采用的強(qiáng)度準(zhǔn)則為莫爾在前述計(jì)算過程中采用的強(qiáng)度準(zhǔn)則為莫爾庫侖

58、準(zhǔn)則庫侖準(zhǔn)則tannc= +c式中 為滑動面上的摩擦角， 為粘聚力10tanlognbnjcsjrc =巴頓準(zhǔn)則巴頓準(zhǔn)則巴頓強(qiáng)度模型確定的滑動面上的剪切強(qiáng)度為：巴頓強(qiáng)度模型確定的滑動面上的剪切強(qiáng)度為：n滑動面上的剪應(yīng)力 和正應(yīng)力滿足下式的關(guān)系：bjrcjcs式中 為基本摩擦角為不連續(xù)面粗糙度系數(shù)，為不連續(xù)面附近巖石單軸抗壓強(qiáng)度。其它可供使用的強(qiáng)度準(zhǔn)則：其它可供使用的強(qiáng)度準(zhǔn)則：3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐313acbcmsbnac廣義廣義hoek-brown 準(zhǔn)則確定強(qiáng)度根據(jù)下列公式：準(zhǔn)則確定強(qiáng)度根據(jù)下列公式：指數(shù)曲線指數(shù)曲線13cbms

59、a上式中為最大主應(yīng)力，為最小主應(yīng)力，為完整巖石的單軸抗壓強(qiáng)度， 為巖體的材料常數(shù)， 和 是依賴于巖體特性的常數(shù)。,na bc和 是參數(shù)，通常由剪切測試數(shù)據(jù)進(jìn)行最小平方回歸獲得，為滑動面上的法向力。3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐1) 1) 錨桿通過錨桿通過承載力和定位承載力和定位( (角度角度) )影響安全系數(shù)。影響安全系數(shù)。 2) 2) 錨固承載力和定位作為矢量錨固承載力和定位作為矢量，僅作用于滑體形心作，僅作用于滑體形心作用到模型中。用到模型中。3) 3) 多個(gè)錨桿可以多個(gè)錨桿可以用一個(gè)具有相等總?cè)菰S力和方位的等用一個(gè)具有相等總?cè)菰S力和

60、方位的等效錨桿代替效錨桿代替。(10)錨桿承載力和定位3.3 3.3 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐(11)錨固長度和位置(1) (1) 只要錨桿穿過滑動面，全部的錨桿承載力都發(fā)揮作用。只要錨桿穿過滑動面，全部的錨桿承載力都發(fā)揮作用。 (2) (2) 但是但是, , 如果錨桿的錨固長度如果錨桿的錨固長度=0=0( (例如錨桿沒有穿過滑面例如錨桿沒有穿過滑面), ), 那么在計(jì)算模型中錨桿將那么在計(jì)算模型中錨桿將沒有作用沒有作用-錨桿的錨固力為零。錨桿的錨固力為零。(3)(3) 錨桿位置對計(jì)算結(jié)果沒有影響錨桿位置對計(jì)算結(jié)果沒有影響，因?yàn)槭冀K其，因?yàn)槭冀K其假