邊坡穩(wěn)定性分析-邊坡類(lèi)型按形成機(jī)制分有以下兩種-課件

邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡類(lèi)型：按形成機(jī)制分有以下兩種：

1）自然邊坡：在自然地質(zhì)作用下形成的斜坡。如：山體斜坡、河谷斜坡、海岸陡崖。

2）人工邊坡：人類(lèi)工程活動(dòng)形成的規(guī)模不同、陡緩不等的斜坡。如：水利水電工程中的土石壩、運(yùn)河渠道、船閘、溢洪道邊坡；道路工程中的路基邊坡；房屋橋梁工程建筑中的基坑邊坡；露天礦邊坡等。邊坡穩(wěn)定性分析1

一、邊坡的變形與破壞邊坡的變形與破壞是應(yīng)力狀態(tài)調(diào)整的結(jié)果——推動(dòng)邊坡演變內(nèi)在原因。邊坡的變形與破壞又是各種自然營(yíng)力和人類(lèi)工程活動(dòng)造成邊坡外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)力狀態(tài)變化的結(jié)果——推動(dòng)邊坡演變外部原因。一、邊坡的變形與破壞2

（一）邊坡變形與破壞的基本類(lèi)型

1.邊坡變形：⑴松動(dòng)：邊坡中經(jīng)卸載回彈而松馳。⑵蠕變：在坡體應(yīng)力（主要是自重應(yīng)力）長(zhǎng)期作用下發(fā)生的一種持續(xù)緩增的變形。

（一）邊坡變形與破壞的基本類(lèi)型3

2.邊坡破壞：

⑴崩塌：小規(guī)模塊石的墜落、傾倒塊體的翻倒和大規(guī)模的山（巖）崩。崩塌體通常破裂成碎塊堆積于坡腳，形成具有一定天然休止角的巖堆。在一定條件下，可在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，發(fā)展成碎屑流。

⑵滑坡：邊坡巖土體在重力作用下，沿貫通的剪切破壞面或帶整體滑動(dòng)破壞的現(xiàn)象。2.邊坡破壞：4

滑坡滑面按滑動(dòng)面形態(tài)分兩種類(lèi)型：

圓弧型滑面平面型滑面滑坡滑面按滑動(dòng)面形態(tài)分兩種類(lèi)型：5

（二）滑坡的工程地質(zhì)分析1.滑坡的形態(tài)特征

從圖上看滑坡形態(tài)特征的要素（二）滑坡的工程地質(zhì)分析6邊坡穩(wěn)定性分析-邊坡類(lèi)型按形成機(jī)制分有以下兩種-課件7

2.滑坡分類(lèi)⑴按滑體巖性分類(lèi)

①堆積層滑坡：滑體由堆積物組成，滑面在堆積層內(nèi)或沿基巖面滑動(dòng)。②粘性土滑坡：滑體由粘性土組成，滑面在粘土層內(nèi)或沿下臥巖面滑動(dòng)。③基巖滑坡：由巖體組成滑體沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)。④黃土滑坡：滑體由黃土組成，滑面在黃土層內(nèi)或下臥巖面滑動(dòng)。

2.滑坡分類(lèi)8

⑵按滑面與巖層面的關(guān)系分類(lèi)

：

①順層滑坡：滑體沿層面或不整合面發(fā)生的滑動(dòng)。②切層滑坡：滑面切穿層面，滑體沿?cái)鄬踊蛄严杜c層面組合成折線狀滑面滑動(dòng)。

⑵按滑面與巖層面的關(guān)系分類(lèi)：9③均質(zhì)滑坡：發(fā)生在層面不明顯的均質(zhì)粘性土或黃土中滑動(dòng)現(xiàn)象?；娑酁閳A弧狀

③均質(zhì)滑坡：10

3.滑坡判斷的標(biāo)志

⑴地形地貌及地物標(biāo)志⑵巖土結(jié)構(gòu)特征⑶水文地質(zhì)標(biāo)志⑷滑坡邊界與滑坡床標(biāo)志

3.滑坡判斷的標(biāo)志11

4.滑坡形成的機(jī)制及邊界條件⑴形成的機(jī)制

滑動(dòng)面的形成及其特征對(duì)滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展起決定性作用①滑動(dòng)面受最大剪應(yīng)力控制（滑坡發(fā)生在不存在軟弱結(jié)構(gòu)面的均質(zhì)巖土體中）。②滑動(dòng)面受已有結(jié)構(gòu)面控制（滑坡發(fā)生在有軟弱結(jié)構(gòu)面存在的巖質(zhì)邊坡中）。

4.滑坡形成的機(jī)制及邊界條件12⑵邊界條件巖土體滑動(dòng)時(shí)必須具備滑動(dòng)面、切割面及臨空面。

滑動(dòng)面（滑面）——：通常由巖土體中的最大剪應(yīng)力面或已有結(jié)構(gòu)面構(gòu)成。是控制邊坡穩(wěn)定起決定作用的一個(gè)重要邊界條件。切割面：滑體與后緣及兩側(cè)穩(wěn)定巖土體的分界面。切割面使滑體成為一個(gè)分離體。臨空面：位于滑體前緣的自由面。臨空面的存在，使滑體沿滑動(dòng)方向有了變形空間。

⑵邊界條件13

二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素

（一）內(nèi)在因素：——對(duì)邊坡穩(wěn)定性起控制作用的因素1.組成邊坡的地貌特征2.巖土體的性質(zhì)3.地質(zhì)構(gòu)造與巖土體結(jié)構(gòu)4.巖體初始應(yīng)力

（二）外部因素：——對(duì)邊坡穩(wěn)定性起誘發(fā)破壞作用

1.水的作用2.地震3.巖體風(fēng)化程度4.工程荷載及人為因素二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素14

三、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

分析與評(píng)價(jià)的目的：一是對(duì)與工程有關(guān)的天然邊坡的穩(wěn)定性作出定性和定量的分析。二是要為合理地設(shè)計(jì)人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。分析評(píng)價(jià)的方法主要有：1.地質(zhì)分析法（歷史成因分析法）2.力學(xué)計(jì)算法3.工程地質(zhì)類(lèi)比法4.過(guò)程機(jī)制分析法5.理論分析法三、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)15

常規(guī)力學(xué)計(jì)算法：

（一）土坡邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算

1.瑞典圓弧法

一簡(jiǎn)單均質(zhì)粘性土土坡常規(guī)力學(xué)計(jì)算法：16

土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

土坡穩(wěn)定，必須大于1.0需要假設(shè)多個(gè)不同的滑動(dòng)面，經(jīng)計(jì)算求出多個(gè)相應(yīng)的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)值，其中最小值所對(duì)應(yīng)的圓弧——最危險(xiǎn)的滑動(dòng)圓弧。評(píng)價(jià)土坡穩(wěn)定，應(yīng)是最小穩(wěn)定安全系數(shù)小于有關(guān)規(guī)范的要求。土坡穩(wěn)定安全系數(shù)172.條分法對(duì)于外形比較復(fù)雜的土坡，特別是土坡由多種土構(gòu)成（或有些特殊外力，如滲透力、地震力等作）時(shí)，整個(gè)滑動(dòng)土體上力的分析比較復(fù)雜，確定滑動(dòng)土體的重量和中心位置比較困難，滑弧面上各點(diǎn)抗剪強(qiáng)度也因各點(diǎn)的法向應(yīng)力不同呈不均勻分布。為此，將滑動(dòng)土體分成若干垂直土條，求出各土條對(duì)底面的剪切力和抗剪力，將各土條對(duì)底面滑弧圓的抗滑力矩和滑動(dòng)力矩分別總和起來(lái)，求出其土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)——這就是常用的條分法。2.條分法18

均質(zhì)粘性土土坡，假設(shè)滑動(dòng)面為圓弧面AC，圓心為O，半徑為R，先將滑動(dòng)土體ABC分為若干條，取其中任一條（第i條）進(jìn)行受力分析。均質(zhì)粘性土土坡，19

⑴第i土條圓弧面上受力情況：不考慮土條間的作用力①土條自重在滑弧面上引起法向分力

在滑弧面上引起切向分力

⑴第i土條圓弧面上受力情況：20②滑弧面上抗剪力

⑵確定所有土條抗滑力矩和滑動(dòng)力矩對(duì)滑弧圓心O取矩

抗滑力矩滑動(dòng)力矩

②滑弧面上抗剪力21

⑶土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

需要假設(shè)若干個(gè)滑弧，求出相應(yīng)的安全系數(shù)，從而得出最小安全系數(shù)，評(píng)價(jià)土坡的穩(wěn)定性。

22⑷最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面圓心的確定①當(dāng)土的內(nèi)摩擦角=0時(shí)，最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面為一通過(guò)坡腳的圓弧，其圓心為D點(diǎn)。②當(dāng)土的內(nèi)摩擦角時(shí)，最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面也為一通過(guò)坡腳的圓弧，其圓心在ED的延長(zhǎng)線上。⑷最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面圓心的確定23

（二）巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算

1.滑面為圓弧面

對(duì)于均勻巖體邊坡及節(jié)理發(fā)育的巖體或棄石堆積的邊坡，易發(fā)生旋轉(zhuǎn)破壞，滑動(dòng)面為圓弧面。采用總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法計(jì)算⑴按總應(yīng)力法計(jì)算

⑵按有效應(yīng)力法計(jì)算

（二）巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算24

2.滑面為平面

當(dāng)巖質(zhì)邊坡的主要結(jié)構(gòu)面走向平行坡面，傾向一致，結(jié)構(gòu)面傾角小于坡角，且大于巖石內(nèi)摩擦角時(shí)，易發(fā)生平面破壞。

2.滑面為平面25滑動(dòng)塊體上作用力滑動(dòng)塊體上的重量:

滑動(dòng)面上的水壓力

張裂隙中的水壓力

滑動(dòng)塊體上作用力26安全系數(shù)等于總抗滑力與總滑動(dòng)力之比。L－滑動(dòng)面長(zhǎng)度（每單位寬度內(nèi)的面積）安全系數(shù)等于總抗滑力與總滑動(dòng)力之比。27

3.雙平面滑動(dòng)當(dāng)巖坡內(nèi)有兩條相交的結(jié)構(gòu)面，形成潛在滑動(dòng)面，滑面呈楔形，楔體沿結(jié)構(gòu)面交線下滑，發(fā)生楔形破壞。

28邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡類(lèi)型：按形成機(jī)制分有以下兩種：

1）自然邊坡：在自然地質(zhì)作用下形成的斜坡。如：山體斜坡、河谷斜坡、海岸陡崖。

2）人工邊坡：人類(lèi)工程活動(dòng)形成的規(guī)模不同、陡緩不等的斜坡。如：水利水電工程中的土石壩、運(yùn)河渠道、船閘、溢洪道邊坡；道路工程中的路基邊坡；房屋橋梁工程建筑中的基坑邊坡；露天礦邊坡等。邊坡穩(wěn)定性分析29

一、邊坡的變形與破壞邊坡的變形與破壞是應(yīng)力狀態(tài)調(diào)整的結(jié)果——推動(dòng)邊坡演變內(nèi)在原因。邊坡的變形與破壞又是各種自然營(yíng)力和人類(lèi)工程活動(dòng)造成邊坡外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)力狀態(tài)變化的結(jié)果——推動(dòng)邊坡演變外部原因。一、邊坡的變形與破壞30

（一）邊坡變形與破壞的基本類(lèi)型

1.邊坡變形：⑴松動(dòng)：邊坡中經(jīng)卸載回彈而松馳。⑵蠕變：在坡體應(yīng)力（主要是自重應(yīng)力）長(zhǎng)期作用下發(fā)生的一種持續(xù)緩增的變形。

（一）邊坡變形與破壞的基本類(lèi)型31

2.邊坡破壞：

⑴崩塌：小規(guī)模塊石的墜落、傾倒塊體的翻倒和大規(guī)模的山（巖）崩。崩塌體通常破裂成碎塊堆積于坡腳，形成具有一定天然休止角的巖堆。在一定條件下，可在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，發(fā)展成碎屑流。

⑵滑坡：邊坡巖土體在重力作用下，沿貫通的剪切破壞面或帶整體滑動(dòng)破壞的現(xiàn)象。2.邊坡破壞：32

滑坡滑面按滑動(dòng)面形態(tài)分兩種類(lèi)型：

圓弧型滑面平面型滑面滑坡滑面按滑動(dòng)面形態(tài)分兩種類(lèi)型：33

（二）滑坡的工程地質(zhì)分析1.滑坡的形態(tài)特征

從圖上看滑坡形態(tài)特征的要素（二）滑坡的工程地質(zhì)分析34邊坡穩(wěn)定性分析-邊坡類(lèi)型按形成機(jī)制分有以下兩種-課件35

2.滑坡分類(lèi)⑴按滑體巖性分類(lèi)

①堆積層滑坡：滑體由堆積物組成，滑面在堆積層內(nèi)或沿基巖面滑動(dòng)。②粘性土滑坡：滑體由粘性土組成，滑面在粘土層內(nèi)或沿下臥巖面滑動(dòng)。③基巖滑坡：由巖體組成滑體沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)。④黃土滑坡：滑體由黃土組成，滑面在黃土層內(nèi)或下臥巖面滑動(dòng)。

2.滑坡分類(lèi)36

⑵按滑面與巖層面的關(guān)系分類(lèi)

：

①順層滑坡：滑體沿層面或不整合面發(fā)生的滑動(dòng)。②切層滑坡：滑面切穿層面，滑體沿?cái)鄬踊蛄严杜c層面組合成折線狀滑面滑動(dòng)。

⑵按滑面與巖層面的關(guān)系分類(lèi)：37③均質(zhì)滑坡：發(fā)生在層面不明顯的均質(zhì)粘性土或黃土中滑動(dòng)現(xiàn)象?；娑酁閳A弧狀

③均質(zhì)滑坡：38

3.滑坡判斷的標(biāo)志

⑴地形地貌及地物標(biāo)志⑵巖土結(jié)構(gòu)特征⑶水文地質(zhì)標(biāo)志⑷滑坡邊界與滑坡床標(biāo)志

3.滑坡判斷的標(biāo)志39

4.滑坡形成的機(jī)制及邊界條件⑴形成的機(jī)制

滑動(dòng)面的形成及其特征對(duì)滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展起決定性作用①滑動(dòng)面受最大剪應(yīng)力控制（滑坡發(fā)生在不存在軟弱結(jié)構(gòu)面的均質(zhì)巖土體中）。②滑動(dòng)面受已有結(jié)構(gòu)面控制（滑坡發(fā)生在有軟弱結(jié)構(gòu)面存在的巖質(zhì)邊坡中）。

4.滑坡形成的機(jī)制及邊界條件40⑵邊界條件巖土體滑動(dòng)時(shí)必須具備滑動(dòng)面、切割面及臨空面。

滑動(dòng)面（滑面）——：通常由巖土體中的最大剪應(yīng)力面或已有結(jié)構(gòu)面構(gòu)成。是控制邊坡穩(wěn)定起決定作用的一個(gè)重要邊界條件。切割面：滑體與后緣及兩側(cè)穩(wěn)定巖土體的分界面。切割面使滑體成為一個(gè)分離體。臨空面：位于滑體前緣的自由面。臨空面的存在，使滑體沿滑動(dòng)方向有了變形空間。

⑵邊界條件41

二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素

（一）內(nèi)在因素：——對(duì)邊坡穩(wěn)定性起控制作用的因素1.組成邊坡的地貌特征2.巖土體的性質(zhì)3.地質(zhì)構(gòu)造與巖土體結(jié)構(gòu)4.巖體初始應(yīng)力

（二）外部因素：——對(duì)邊坡穩(wěn)定性起誘發(fā)破壞作用

1.水的作用2.地震3.巖體風(fēng)化程度4.工程荷載及人為因素二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素42

三、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

分析與評(píng)價(jià)的目的：一是對(duì)與工程有關(guān)的天然邊坡的穩(wěn)定性作出定性和定量的分析。二是要為合理地設(shè)計(jì)人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。分析評(píng)價(jià)的方法主要有：1.地質(zhì)分析法（歷史成因分析法）2.力學(xué)計(jì)算法3.工程地質(zhì)類(lèi)比法4.過(guò)程機(jī)制分析法5.理論分析法三、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)43

常規(guī)力學(xué)計(jì)算法：

（一）土坡邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算

1.瑞典圓弧法

一簡(jiǎn)單均質(zhì)粘性土土坡常規(guī)力學(xué)計(jì)算法：44

土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

土坡穩(wěn)定，必須大于1.0需要假設(shè)多個(gè)不同的滑動(dòng)面，經(jīng)計(jì)算求出多個(gè)相應(yīng)的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)值，其中最小值所對(duì)應(yīng)的圓弧——最危險(xiǎn)的滑動(dòng)圓弧。評(píng)價(jià)土坡穩(wěn)定，應(yīng)是最小穩(wěn)定安全系數(shù)小于有關(guān)規(guī)范的要求。土坡穩(wěn)定安全系數(shù)452.條分法對(duì)于外形比較復(fù)雜的土坡，特別是土坡由多種土構(gòu)成（或有些特殊外力，如滲透力、地震力等作）時(shí)，整個(gè)滑動(dòng)土體上力的分析比較復(fù)雜，確定滑動(dòng)土體的重量和中心位置比較困難，滑弧面上各點(diǎn)抗剪強(qiáng)度也因各點(diǎn)的法向應(yīng)力不同呈不均勻分布。為此，將滑動(dòng)土體分成若干垂直土條，求出各土條對(duì)底面的剪切力和抗剪力，將各土條對(duì)底面滑弧圓的抗滑力矩和滑動(dòng)力矩分別總和起來(lái)，求出其土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)——這就是常用的條分法。2.條分法46

均質(zhì)粘性土土坡，假設(shè)滑動(dòng)面為圓弧面AC，圓心為O，半徑為R，先將滑動(dòng)土體ABC分為若干條，取其中任一條（第i條）進(jìn)行受力分析。均質(zhì)粘性土土坡，47

⑴第i土條圓弧面上受力情況：不考慮土條間的作用力①土條自重在滑弧面上引起法向分力

在滑弧面上引起切向分力

⑴第i土條圓弧面上受力情況：48②滑弧面上抗剪力

⑵確定所有土條抗滑力矩和滑動(dòng)力矩對(duì)滑弧圓心O取矩

抗滑力矩滑動(dòng)力矩

②滑弧面上抗剪力49

⑶土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

需要假設(shè)若