边坡稳定性分析

边坡稳定性分析作业及答案

（注：复习内容错误在所难免，答案可能不全，请大家结合教材复习）

1、边坡、要素、分类。

答：倾斜的地坡面称为坡或斜坡，因斜坡往往构成了工程边界，故又称边坡。

边坡要素：坡顶、坡底、坡面；坡肩、坡脚；坡高、坡面角。 分类：土质边坡和岩质边坡。 2、导致滑坡的因素。

答：①应力过大：破坏了坡体力学平衡；

②强度过低：导致滑面抗剪强度不足；

③地质缺陷：岩坡主要是地质界面，土坡主要是孔隙；

④地下水：弱化地质界面抗剪力强度和土粒粘结力，产生静/动水压力； ⑤爆破震动：动力效应的影响；

⑥人为破坏：切断了坡脚，降低了抗滑力；

⑦不利产状：裂隙等地质缺陷的不利产状导致了滑坡；

⑧地下开采：地下开采对疏水稳坡有利，但对岩移失稳不利。 3、边坡稳定性设计思路。

答：①工程地质勘察：包括工程地质和水文地质；

②滑塌模式识别：识别潜在滑塌体及其滑塌模式； ③稳定性分析：计算潜滑体安全系数；

④采取稳坡措施：包括疏干排水、减荷载、降坡角、机械加固等； ⑤接受局部滑坡：进行监测、预报并综合计算其危害、损失、影响； ⑥最终决策：④、⑤比较，使经济效益、社会效益最优。 4、边坡稳定性安全系数。 答：定义一：

定义二：使c、?值降低的系数。

5、节理调查包括哪些内容？

答：①测点和测线的位置和坐标；

②间断面的产状（走向，倾角，倾向）； ③间断面的延展长度和开口宽度； ④间断面的弯曲程度或平直度；

⑤间断面的干湿度（干燥，稍湿，潮湿，滴水，涌水）； ⑥相邻间断面的间距（密度/频度）； ⑦间断面两臂间的充填物和粗糙度； ⑧间断面两臂的岩性。 6、结构面统计方法有哪些？

答：主要有两种①如果有路堑式的露头可供选择，则通常采用沿一根固定线逐一观测所有与此线交切的地质间断面并按上面的内容逐一测记每个地质间断的方法。

②场地只有零星小露头而无法布置扫描线的场合也不见少，这时只能采用见露头测露头的散点法，这种方法要求测绘者有较丰富经验，能迅速区分同组的节

理，从而；量出它们的间距。 7、水文地质调查内容有哪些？

答：①场区水文地质：水源调查，地层渗透水性，承压含水层；

②地下水赋存状态和运动规律；

③地下水渗流规律：渗流现象，流网及绘制，流网在边坡分析中的应用； ④场区水文地质条件的识别：场区水源的调查，地层渗透性的识别，承压含水层的识别。

8、常见的边坡滑塌模式有哪些？

答：有①平面滑坡：平面滑坡通常由沉积面或软夹层等地质间断面构成；

②楔体滑坡：楔体滑坡的滑面由两个相交切的地质间断面构成，它们与坡面及坡顶组合将岩体切割成四面楔体；

③圆弧滑坡：土坡（包括土坡、破碎岩体、尾砂坝、废石场）中无控制性地质间断面，滑面的形成完全取决于土的力学性质，均质土坡和强烈破碎的岩坡的滑面在剖面上接近为圆弧形；

④倾倒破坏：倾倒破坏的岩体具有薄层状或块状结构，且其倾角陡、岩体倾向与边坡倾向相反；

⑤不太常见的滑塌模式：岩块折断、蠕动、薄板翘曲以及两种常见滑塌模式复合等。

9、边坡滑塌的识别方法有哪些？ 答：有①弹塑性力学计算方法；

②刚体极限平衡分析法； ③极射赤平投影识别法； ④石根华关键块体识别法。

10、试对平面滑坡进行受力分析并计算其安全系数。

解：平面滑坡进行受力分析及计算其安全系数见教材P42-43（图4-5）。 11、简述平面滑坡的几何条件。

答：①滑动面走向与坡面平行或近似平行（±20°）；

②滑动面倾角大于滑动面内摩擦角而小于坡面角，即③滑体两侧有结构面，它们对滑体阻力很小，可忽略不计。 12、简述平面滑坡的假设条件。

；

答：①滑动面和坡顶张裂隙的走向均与坡面走向平行；

②坡顶张裂隙是垂直的，深度,充水深度 ??；

③水在张裂隙底部沿滑动面向下渗透，并在坡脚出露，故滑动面的水压分布为：从坡脚到张裂缝底按由0→最大的三角形分布； ④滑体自重、滑面上的静水压力（浮托力）、张裂隙中的静水压力均作用在滑体重（形）心，即滑体中没有使滑体产生转动的力矩，滑体不产生转动，仅沿滑面刚体滑动；

⑤滑体受爆破地震作用产生的附加力仅等效于水平推力，且作用在滑体重心；

⑥滑体的抗剪强度遵循库伦定律，即

；⑦受力分析的研究对

象为单位长度的滑体切片。 13、简述楔体滑动的几何条件。

答：①两组相交结构面的交线（组合交线）的倾向与边坡倾向一致；

②交线倾角 ??s大于滑动面内摩擦角而小于坡面角，即

；

③组合交线穿过坡顶和坡面。 14、简述楔体滑动的研究步骤。

答：①识别潜滑体——滑楔（极射赤平投影法、石根华关键块体法）；

②确定滑楔的空间形态及其几何尺寸； ③识别滑楔的充水情况及抗剪性能；

④滑楔稳定性分析——受力分析及安全系数计算。

15、楔体滑动和平面滑动都是由结构面引起的破坏，二者有何本质不同。 答：楔体滑动既可沿某个倾斜结构面发生——平面滑动，也可沿两结构面的交线

发生——楔体滑动，而平面滑动只能沿一个软弱结构面或软夹层发生滑动。 16、简述圆弧滑坡的基本假设。

答：①平面应变问题，即课余单位厚度切片计算；

②滑面为圆弧面，滑体为圆柱体； ③滑体滑动时作整体刚性移动。 17、圆弧滑动的分析方法有哪些？

答：有瑞典圆弧法、毕肖普法、摩擦圆法和简布法。 18、简述简布法的分析步骤。

答：第一步：确定条块参数。把滑体分成若干条块，并考虑材料性质变化边坡几何形状水压力分布等因素选择条块宽度△X，量的各条块底边中心对水平面的倾角α，△X和tan的数值列成表。

第二步：计算重量参数。计算条块重量△W及单位面积上条块的平均重量P，

hw和△W值列成表。如果条块的几何形状相当规则，则P=??hm，hm是条块中心高度，而△W=

??hm?X。如果条块高度不规则，则可用求积仪量出条块

的面积再乘上该条块的材料容重就可以计算出条块的重量，在这种情况下，?WP=?X；

第三步：计算破坏面上的水压。计算各条块底面上的平均水压，并将此值列入计算表。如果在滑体背面有垂直张裂隙，则由于裂隙中的水引起的平均力V应计算出来。

第四步：详细计算。计算每个条块的?W?tan?和X??C?(P?U)tan???X，并将这些值列入计算表中。

第五步：假定一个安全系数（第一次试算通常取Fs?1），从图6-9中找出各个条块的na 值，计算每个条块的

X，并将该值列入表中。 na第六步：从图6—10中确定f0值，并按下列式计算新的安全系数值。

)na。 Fs?f0??W?tan?第七步：如果第六步计算的安全系数不符合第五步所假定的安全系数值，则假定一个新的Fs值（接近第六步的计算值），并重复第五步和第六步的计算过程，直到计算得到新的安全系数和假定值相符为止。 19、路堑边坡分类、稳定性影响因素。

答：路堑边坡按材料不同分为岩石路堑，石质路堑，土质路堑三类。 稳定性影响因素：①边坡高度倾角；

②岩土体性质； ③工程地质；

④岩石的风化破碎程度； ⑤地面水地下水；

⑥施工方法和地震作用。

此外，路堑边坡的稳定性还与水文地质，地形地貌，排水条件，气候条件等有关。

20、深路堑边坡设计内容。

答：深路堑边坡设计，主要是确定边坡的形状和坡度。 ①选择边坡横断面的形状； ②确定边坡坡度；

③设计必要的坡面防护工程； ④合理处理废土。

21、废石堆破坏形式有哪些？

答：有①压缩沉降变形：新堆置的排土场为松散岩土物料，其变形主要是在自重

和外载作用下逐渐压实和沉降；

②失衡滑坡：按滑塌影响条件和滑动面所处位置不同，失衡滑坡又分为废石堆内发生变形破坏、沿废石堆与基底接触面滑坡、基底破坏三种形式；

?(X③泥石流：泥石流又称泥石洪流或山洪泥流，是山地沟谷（沟槽）或山区河谷中，由暴雨、冰雪融水等激发的、暂时性急水流与大量土石相互作用的特殊洪流现象。这种物理地质现象的特点是发生突然、过程短暂、结束迅速、复发频繁。

22、废石堆稳定的影响因素有哪些？ 答：①废石堆物料的物理力学性质：废石堆物料的物理力学性质主要是指物料成

分、结构和含水量以及这些因素对力学性质的影响；

②废石场基底：基底及废石堆的稳定性主要决定于基底的倾向和坡度、基底表面覆盖物的性质、基底内部浅层岩体的岩性及构造特征，以及基底中的含水情况等；

③废石堆和基底含水量：水诱发的排土场破坏主要表现在沿着排土场基底存在有很大的水压力和在废石堆内及基底处具有潮湿软化作用两方面。废石堆坡底有积水，被洪水浸淹或排土场设置于洼地时，废石堆物料及基底被水流浸润，降低了物料c、φ值，从而降低了废石物料强度； ④排土工艺对废石稳定性的影响是综合性的。在各种工艺因素中最重要的是废石堆边坡的高度和形状、排土工作线的长度和推进速度。 23、废石堆稳定化的措施有哪些？ 答：①合理调整排土场岩性分布。对软岩或表土应实行分排或软岩与坚硬岩石混

排，避免由于集中排放软岩形成软弱带引起滑塌。底层应堆排透性好、不易水解的大块岩石，形成透水层。上部则排放细粒和黏土质岩石，形成隔水层。为了防止坡面冲蚀作用，应在排土终了前将坡面加盖一层一定厚度的新鲜、坚实、大暴雨也不致冲走的大块物料；或者在终排后对坡面进行复垦绿化，防止水土流失。

②疏干排水。疏水处理包括地表截水排洪、疏排堆内含水和基底地下水。 ③基底处理。首先必须查清基底的工程地质与水文条件，包括表土层物料的力学性质、浅部岩体的结构构造、基底内部地下水情况，分析可能引起滑塌的因素，因地制宜地选择稳定基底的工程处理方法。

④合理选择排土工艺。在掌握废石堆及其基底的沉降移动规律基础上，选择适当的排土工艺，可以调节废石堆及基底的受力状态和受力变形过程，控制边坡变形，实现安全生产。 24、何谓泥石流？可分为哪几类？

答：泥石流：是山地沟谷（沟槽）或山区河谷中，由暴雨、冰雪融水等激发的、

暂时性急水流与大量土石相互作用的特殊洪流现象。分类：按物质组成分为泥流、泥石流、水石流；按结构类型分为黏性泥石流、稀性泥石流；按成因类型分为自然泥石流、人为泥石流、矿山泥石流；按动力作用分为：重力泥石流、水动力泥石流、复合泥石流。 25、按尾矿堆积方式尾矿坝分哪几类？

答：按照尾矿堆积方式的不同，可分为上游式、中线式、下游式、高浓度尾矿堆

积式和水库式尾矿堆积（尾矿库挡水坝）等多种。 26、尾矿坝的破坏模式主要有哪些？

答：①洪水漫坝。造成洪水漫坝的主要因素有:水文资料短缺造成抗洪设计标准

偏低、泄洪能力不足、坝顶超高不足等导致洪水漫顶进而发展为溃坝，此外，施工质量、运行管理也直接影响着尾矿坝的抗洪能力；

②渗透破坏。渗透破坏是指渗透水引起坝体的局部破坏。尾矿坝渗透变形的

发生演变过程与地质条件、水力条件、尾矿级配和渗透条件、防排水措施等因素有关，渗流对坝体影响主要表现早影响坝坡整体稳定的渗透压力和渗透变形两方面上。

③坝体失稳。包括基地破坏、初期坝破坏和子坝破坏。 27、简述影响尾矿坝稳定的主要因素。 答：①地质（地基）环境；

②尾矿物理力学性质； ③水对坝体失稳的影响；

④尾矿密实度对坝体稳定性的影响； ⑤侵润线高度对坝体稳定性的影响。 28、尾矿坝的稳定性分析方法有哪些？ 答：有瑞典圆弧法、变分法、模糊概率法。 29、简述尾矿坝常见排渗降水措施。 答：①水平井排渗；

②垂直井与水平井联合排渗； ③辐射井排渗；

④轻型井点降水排渗。 30、简述各种边坡加固技术。 答：①疏干排水；

②机械加固；其中包括锚杆（索）加固，抗滑桩支挡，挡土墙支挡，注浆和护坡等；

③其他加固技术；包括削坡减载和削坡压脚，注浆加固，控制爆破，护坡等。 31、简述疏干排水措施。

答：①明渠（地面截水沟）排水；

②钻孔疏水——水平或倾斜钻孔； ③竖井疏水； ④巷道疏水；

⑤沟、井、巷联合疏/排水；

32、简述锚杆（索）的力学作用机理。 答：①边坡岩体和基岩锚固段四周均形成九十度的压力锥体，并使岩石相互挤压，

将锚杆与周围岩体联成一个整体，形成均匀压缩带（挤压带）和压缩圈，从而阻止岩体变形或破坏；同时，改变了岩体应力状态（变为三向应力），提高边坡自稳性和整体性。 ②预应力在垂直滑面上产生正应力，提高摩擦力：在平行滑面上产生切应力，提供直接抗滑力，阻抗岩体下滑。 33、简述抗滑桩加固的力学作用机理。 答：如图所示，作用在桩体的滑体推 力P，经桩体传递，一部分传给桩前 岩体，使桩前岩体压缩产生抗力

Ep，

且抗力与桩的位移成正比；另一部分传递给桩后基岩，使基岩产生抗力R，

即P=

Ep+R。因此，与无抗滑桩时的P=

Ep相比，若滑体推力P不变，则

Ep减少，

也即桩前滑体受到的推力减小，从而提高了滑体稳定性。 34、简述护坡的原理。

答：固结坡面，提高坡面强度和粘结力；防止大气降雨对坡面的冲刷；防止坡面风化剥蚀；防止松碎边坡岩土体表面崩解、坍塌振落。 35、简述边坡监测的任务、工作内容。

答：监测任务：①说明边坡现状，调查滑坡区工程地质、水文地质；

②确定边坡变形影响范围，识别潜滑体的破坏机制和滑塌模式； ③确定监测技术方案，建立边坡监测网（测点、测站）； ④实施变形监测，提供可靠的第一手变形数据；

⑤制定防灾减灾和减少危害的技术措施，甚至修改边坡设计； ⑥对接受滑坡和实施监测的效果作出评价。监测内容：位移（变形）观测、应力测试和稳定性监测。

36、简述常用的边坡监测方法及监测元件。

答：边坡监测方法：电测法、声测法、光测法三大类。

监测元件：①位移（变形）监测元件：简易伸长计、多点位移计、全站仪/

光电测距仪、摄影经纬仪、激光扫描仪等。 ②应力监测元件：压力盒、液压枕、光应力计等。

③稳定性监测元件：地音仪/声发射、声波仪、测震仪等。

37、简述位移、应力、岩体稳定性监测技术。 答：（1）位移（变形）监测技术：

①边坡岩体大面积移动观测有普通测量法、光电测量法和现代测量技术；

②边坡表面岩体移动观测有普通测量法、光电测量法和简易装置观测法；

③边坡岩体内部变形观测有钻孔伸长计、钻孔倾斜仪/测斜仪、电阻式滑坡监测仪/剪切板、多点位移计和光纤传感技术。

（2）应力测试监测技术：钢弦压力盒、液压枕、电阻应变式压力盒、光弹

性应立计和声波探测。

（3）岩体稳定性监测技术：边界元法、有限元法、有限差分法、离散元法、

刚体节理元法、无界元法、流形元法、半解析元法和不连续变形分析法等。

38、边坡分析中常用的数值软件有哪些？

答：有FLAC-2D(3D)、3D-?、UDEC、ANSYS、SARMA、FINAL、NACP、NOLM等

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