如何考虑暴雨工况下边坡稳定性计算

如何考虑暴雨工况下边坡的稳定计算

2013-12-09 15:25 来源：中国岩土网 阅读：94

常理，雨水入渗土体，一方面降低土体强度指标C、φ，增大土体容重γ；另一方面下渗后形成空隙水压力、动水压力，增大边（滑）坡滑动破坏。然而在实际应用中，如果考虑暴雨工况下的边坡稳定性，成为困扰我们年轻工程师的一个难题。

常理，雨水入渗土体，一方面降低土体强度指标C、φ，增大土体容重γ；另一方面下渗后形成空隙水压力、动水压力，增大边（滑）坡滑动破坏。然而在实际应用中，如果考虑暴雨工况下的边坡稳定性，成为困扰我们年轻工程师的一个难题。

1 浸水对岩土体强度的影响

岩土体在浸水饱和以后，强度会大量降低。主要表现为：

①土体含水量增大，液性指数增大，从而土体可能由硬塑状态变为软塑状态，导致强度降低；对黏土2组天然现场直剪和6组现场浸水饱和直剪数据进行对比分析，天然状态（平均值）：c=45.8kPa，φ=17.0°，浸水状态（平均值）：c=26.1kPa，φ=17.4°。由试验结果可知，饱水对黏性土的黏聚力影响较大（由于样本较小，以下仅做初步统计，仅为初步结论），可否初步认为，对于黏性土边坡，主要降低黏聚力，从而容易导致浅表层滑坡。但对同一土层进一步进行

路基边坡稳定性分析

本设计任务路段（大围山至浏阳高速公路K8+400～K9+900 段）中所出现的最大填方路段，在桩号K8+480 处。该路堤边坡高31.64m，路基宽26m，需要进行边坡稳定性验算。 1.确定计算参数 对本段路堤边坡

h0—行车荷载换算高度；

L—前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）规定对于标准车辆荷载为12.8m；

Q—一辆车的重力（标准车辆荷载为550kN）； N—并列车辆数，双车道N=2，单车道N=1； γ —路基填料的重度（kN/m3）； B—荷载横向分布宽度，表示如下：

式中：b—后轮轮距，取1.8m；

m—相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m； d—轮胎着地宽度，取0.6m。 3. BISHOP法求稳定系数Fs

基本思路：首先用软件找出稳定系数 Fs 逐渐变化的情况，找到一个圆心，经过这个滑动面的稳定根据 Fs 值大小可以绘制 Fs 值曲线。 3.1 最危险圆弧圆心位置的确定

（1）按4.5H 法确定滑动圆心辅助线。由表查得β1=26°， β2 =35° 及荷载换算为土柱高度h0，得G点。 a .由坡脚A 向下引竖线，在竖线上截取高度H=h+h0（h 为

边坡稳定性定量评价

1 边坡岩土力学参数确定

根据野外鉴别和室内试验并结合地区经验，综合确定该边坡岩土力学参数如下： 已有素填土 天然重度： 19.0KN/m3 抗剪强度：φ=15°，c=0KPa。 粉质粘土 天然重度： 20.08KN/m3

天然抗剪强度：φ=15°，c=20KPa（经验折减值）

2 稳定性计算方法

根据该边坡实际情况，选取3-3′剖面作为计算剖面，计算简图见下图4.3.3。根据《岩土工程勘察

规范》（GB50021～2001），采用基于极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法进行该土质边坡现状稳定 系数计算。 3

边坡稳定性定量计算

选取3-3′剖面作为计算剖面，采用传递系数法计算如下：

图 4.3.3 边坡稳定性验算条块划分示意图 表4.3.3 边坡稳定性验算表

上述计算表明，该边坡整体稳定性系数为1.06，目前处于极限稳定状态，这与现状调查基本一致。随

着时间推移、暴雨和上部继续回填加载，该土质边坡为欠稳定边坡，可能产生沿基岩面滑动破坏。

根据试验及前述分析计算，并结合经验，建议支护设计时按折线型滑动（暴雨饱水状态）考虑，填土重度取饱和重度20.0kN/m，粉质粘土重度取饱和重度20.35kN/m，粉

运用《理正岩土边坡稳定性分析》

作定量计算

（整理人：朱冬林，2012-2-21）

1、我目前手上理正岩土的版本为5.11版，有新版本的请踊跃报名，大家共同进步！

2、为什么要用理正岩土边坡稳定性分析？

现在山区公路项目地形条件越来越复杂，对于一些斜坡（指一般自然坡）或边坡（指开挖后的坡体）的稳定性评价是不可避免，比如桥位区沿斜坡布线，桥轴线与坡向大角度相交，自然坡度20～40°，覆盖层比较厚，到底是稳定还是不稳定？会不会有隐患和危险？必将困扰每个勘察技术人员，说它稳定吧，又怕

将来出问题，说不稳定，目前又没有出现开裂变形滑动迹象，那在报告中如何评价桥址的安全性？再比如，路线从大型堆积体上经过，究竟稳定性如何评价？仅靠钻探或地质调查无法对其稳定性进行合理评价。这时候，就要辅以定量分析计算来提供证据了。

还有，我们在报告中提路堑边坡的岩土经验参数，常常遭设计诟病，按报告中提的参数，自然坡都垮得一塌糊涂了，更不要说开挖了。我们在正式报告中提出“问题参数”会大大降低了勘察在设计心目中的光辉（灰）形象。如果我们事先对自然斜坡的横断面进行过初步计算，提出的参数就不会太离谱，必将给设计留下“很专业”的印象。

3、是否好用？

很好用。在保宜项目我一天计算几十个断面，既有效又

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。

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。

编号

面积重度r 内磨角弧度（内）tan内Wi Qi 1

0.606319230.4014256440.42447511.519702

1.767219230.4014256440.42447533.576803

2.821919230.4014256440.4244755

3.616104

3.761719230.4014256440.42447571.472305

4.57219230.4014256440.42447586.86806

4.57919230.4014256440.42447587.00107

3.740619230.4014256440.42447571.071408

2.622319230.4014256440.42447549.8237187.590.989419230.4014256440.42447518.7986187.5

对上面的图用折线代替圆弧，采用传递系数法的隐式解求出安全系数.

编号

面积重度r 内磨角弧度（内）tan内Wi Qi 1

0.989419230.4014256440.42447518.7986187.52

2.622319230.4014256440.42447549.8237187.53

3.740619230.401

四川广元市区周家坡滑坡

稳定性计算册

四川省地质环境监测总站

二零零五年八月

四川广元市区周家坡滑坡

稳定性计算册

项目编号：200316000043 任务书编号：水[2003]013－07 工作起止年限：2004年

项目负责人：张远明

计 算：郝红兵 张远明 黄杨荣

单位负责人：李云贵 总 工：李云贵

提 交 单 位：四川省地质环境监测总站 提 交 时 间：二零零五年八月

胡长顺 目 录

第一部分：计算说明 ................................................................................ 1 第二部分：滑坡稳定性系数计算 ............................................................ 2

1、Ⅰ—Ⅰ＇剖面－老滑面－Ⅰ工况.................................................................... 2 2、Ⅰ—Ⅰ＇剖面－老滑面－Ⅱ工况.................................

边坡稳定性分析方法 1.1 概述

边坡稳定性分析是边坡工程研究的核心问题，一直是岩土工程研究的的一个热点问题。边坡稳定性分析方法经过近百年的发展，其原有的研究不断完善，同时新的理论和方法不断引入，特别是近代计算机技术和数值分析方法的飞速发展给其带来了质的提高。边坡稳定性研究进入了前所未有的阶段。

任何一个研究体系都是由简单到复杂，由宏观到微观，由整体到局部。对于边坡稳定性研究，在其基础理论的前提下，边坡稳定分析方法从二维扩展到三维，更符合工程的实际情况；由于一些新理论和新方法的出现，如可靠度理论和对边坡工程中不确定性的认识，边坡稳定分析方法由确定性分析向不确定性分析发展。同时，由于边坡工程的复杂性，边坡稳定评价不能依赖于单一方法，边坡的稳定性评价也由单一方法向综合评价分析发展。 1.2 边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法很多，归结起来可分为两类：即确定性方法和不确定性方法, 确定性方法是边坡稳定性研究的基本方法,它包括极限平衡分析法、极限分析法、数值分析法。不确定性方法主要有随机概率分析法等。 1.2.1 极限平衡分析法

极限平衡法是边坡稳定分析的传统方法，通过安全系数定量评价边坡的稳定性，由于安全系数的直观性，被工程界广泛

边坡稳定性声发射监测

维普资讯

2O年第 3卷第 5 O7 3期№ y2O O 7

工业安全与环保 I u r l a t a ni m et ret n n si fy n E vo n a P t i d ta S e d r n l oco

3 3

边坡稳定性声发射监测霍臻陈翠梅王正义(. 1中钢集团武汉安全环保研究院武汉 40 8; 2攀枝花新钢钒股份公司氧气厂 3 01 .摘要

IJ攀枝花 670 )￣I lI 100

工程建设中，常在自然山地上开切人工边坡，一旦滑坡将造成巨大损失。实践表明：声发射 ( E技术能有效捕 A)

捉滑坡的前兆，而进行预报。岩体 A从 E检测技术是岩质工程结构受力破坏的实时动态检测方法，具有测点监控范围大，实时提供信息等优点。A E信号参数与岩质工程结构受力产生破裂损伤或破坏紧密关联。某永久船闸边坡稳定性 A E监测的实践表明，根据 A数据的变化及“ E突变”对边坡岩体、定性及其发展趋势进行评价是有效的。,稳关键词人工边坡声发射监测

Ac u t En￣ O l]t Ol 1 t e S a i t ft e So e o si l i I 1e l I 01 h t bl y 0 h lp c] l