第八章边坡岩体稳定性分析.pptVIP

各构造区边坡岩体破坏模式和稳定性分析赤平投影图 西源岭边坡稳定性及破坏模式分区 6.5 边坡稳定性计算 ——块体极限平衡法 一、块体极限平衡法假设条件 (1)边坡岩体将沿某一结构面（滑动面）产生滑移剪切破坏； (2)滑体在滑动过程中形状不变化，即为刚体； （3）稳定性系数F =滑动面上可能利用的抗滑力（矩）/滑动力 （矩） （4）F1，稳定； F≦1，不稳定。 但由于在多数情况下，计算的稳定性系数都有一定误差，因此，为保险起见，引入安全系数（S）的概念。 可能滑动岩体几何边界条件的分析 受力条件分析 确定计算参数 计算稳定性系数 确定安全系数，进行稳定性评价 二、块体极限平衡法步骤 三、平面破坏模式的稳定性计算 1、单平面滑动 1）仅有重力作用时 滑动面上的抗滑力 R=G cosβ tgφj + Cj L 下滑力T＝G sinβ 稳定性系数 滑动体极限高度Hcr为 忽略滑动面上内聚力(Cj=0)时 ∴当Cj = 0，φj＜β时，F＜1，Hcr=0 2）有水压力作用 作用于CD上的静水压力V 作用于AD上的静水压力U为 边坡稳定性系数为 3）有水压力作用与地震作用 水平地震作用 FEK=?1G 边坡的稳定性系数 2、同向双平面滑动 滑动体内存在结构面并将滑动体切割成若干块体的情况，这时需分块计算边坡的稳定性系数 在滑动过程中，滑动体除沿滑动面滑动外，被结构面分割开的块体之间还要产生相互错动。 采用分块极限平衡法和不平衡推力传递法进行稳定性计算。 AB面 BC面 BD面 块体Ⅰ 块体Ⅱ F F 四、楔体破坏模式的稳定性计算 楔形体滑动的滑动面由两个倾向相反、且其交线倾向与坡面倾向相同、倾角小于边坡角的软弱结构面组成。 稳定性系数计算的基本思路 首先将滑体自重G分解为垂直交线BD的分量N和平行交线的分量(即滑动力Gsinβ) 然后将N投影到两个滑动面的法线方向，求得作用于滑动面上的法向力N1和N2， 最后求得抗滑力及稳定性系数。 沿交线直立剖面 垂直交线剖面 滑动体的滑动力为Gsinβ 垂直交线的分量为N＝Gcosβ。 将N投影到△ABD和△BCD面的法线方向上，得法向力N1、N2 由平衡条件得: 边坡的抗滑力 边坡的稳定性系数 第八章 边坡岩体 稳定性分析 中南大学 岩土力学与工程研究所 唐礼忠 8.1 基本概念 8.2 边坡变形和破坏形式 8.3 边坡岩体稳定性分析的步骤 8.4 边坡岩体稳定性初步评价 8.5 边坡稳定性计算 8.1 基本概念 土质边坡 开挖边坡: 统指地表一切具有侧向临空面的地质体。 天然斜坡 人工边坡 路堑边坡、露天矿边坡以及其它由于开挖形成的边坡 填筑边坡： 人工填筑而成的边坡，如路堤边坡、半开挖半堆筑的边坡、土石坝等。 岩质边坡 1、边坡 2、边坡分类 8.1.1边坡定义及分类 8.1.2 边坡特点 边坡特点主要是指边坡介质类型、荷载条件、自然和人为环境以及变形破坏类型等，不同类型的边坡具有不同的特点。 1、含义： 2、岩质边坡： 岩体内的颗粒要发生大的相对位移必须依靠岩体中的地质间断，裂隙水 土是矿物或岩石颗粒和碎片的集合体， 具有较高自由度，孔隙水 3、土质边坡： 变形破坏模式不同 4、自然边坡： 一般都是稳定的，自然环境突变是其破坏的主要诱因 5、开挖边坡： 原有平衡破坏、岩体结构变化或破坏 6、填筑边坡： 内部结构是完全已知的，因而其破坏方式也容易推断 8.1.3 露天矿边坡工程特点 (1)露天矿边坡工程赋存条件的无法选择性 (2)露天矿边坡工程的时效性 (3)边坡及其岩体的可变形性 (4)露天矿边坡工程是一个动态岩土地质工程问题 (5)露天矿边坡地质工程工作的阶段性及循环性 德兴铜矿部分边坡 矿坑采矿台阶爆破 8.2 边坡变形和破坏形式 岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形破坏过程。 8.2.1 边坡岩体变形的基本类型 在成坡过程中，由于荷重不断减少，边坡岩体在减荷方向(临空面) 产生伸长变形，即卸荷回弹。 1、卸荷回弹 天然应力越大，向临空方向的回弹变形量也越大。往往会伴随产生一系列的张性结构面。 2、蠕变变形 当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边坡岩体的整体失稳。 这种破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的，几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。 为剪切变形，包括沿原有结构弱面和潜在剪切面的蠕变滑移，此种变形过程比较缓慢，水的作用会加速蠕滑过程。 （3）拉裂 （4）弯曲 包括沿完整岩石的脆性拉断和沿原有陡倾结构面的拉裂分离。 指各类结构面分割的板状岩体的弯曲变形。 弯曲