9边坡岩体稳定性分析091.pptx

第九章?边坡岩体稳定性分析;斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜坡和人工边坡。 天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的斜坡。 研究目的：研究边坡变形破坏的机理(包括应力分布及变形破坏特征)与稳定性，为边坡预测预报及整治提供岩体力学依据。其中稳定性计算是岩体边坡稳定性分析的核心。;天然斜坡;据有关资料介绍，近20年来，仅意、日、美、俄、印（度）、中、捷及奥（地利）、瑞（士）等国，各国每年因滑坡灾害所造成的经济损失，平均达15～20亿美元，总和平均每年可达120～160亿美元;案例：贵州关岭滑坡;一、边坡的一般分类 （1） 边坡按高度可分为 超高边坡（大于100米） 高边坡（50到100米） 中边坡（20到50米） 低边坡（小于20米） （2）按成因可分为 ?剥蚀边坡 ?侵蚀边坡 ?塌滑及人为边坡;小湾水电工程 700m ;锦屏一级水电站左岸550米高边坡 ;不同部门岩石工程高边坡类型及特点;（3）按其人工改造程度可分为 ?自然边坡（天然河谷或库区岸坡等） ?人工边坡（基坑、坝肩、洞脸等） ;2).岩质边坡按边坡岩体结构可分为：; 1.碎裂结构边坡;2.块状结构边坡;3.层状结构边坡;目前，用于边坡岩体稳定性分析的方法，主要有： 数学力学分析法(包括块体极限平衡法、弹性力学与弹塑性力学分析法和有限元法等) 模型模拟试验法(包括相似材料模型试验、光弹试验和离心模型试验等) 原位观测法 此外，还有破坏概率法、信息论方法及风险决策等新方法应用于边坡稳定性分析中。 ;离心模型试验是采用较小比例的模型.通过离心机产生的离心力来模拟土工结构物所受到的自重应力.使模型的应力水平与原型相同.从而达到分析原型结构物特性的目的。 ;正确理解稳定性系数和安全系数的概念和两者的区别。 安全系数，允许的稳定性系数值，安全系数的大小是根据各种影响因素人为规定的。 稳定性系数则是反映滑动面上抗滑力与滑动力的比例关系，用以说明边坡岩体的稳定程度。 ;安全系数选取考虑的因素： ①岩体工程地质特征研究的详细程度； ②各种计算参数，特别是可能滑动面剪切强度参数确定中可能产生的误差大小； ③在计算稳定性系数时，是否考虑了岩体实际承受和可能承受的全部作用力； ④计算过程中各种中间结果的误差大小； ⑤工程的设计年限、重要性以及边坡破坏后的后果如何等等。 ;建筑边坡工程技术规范- GB 50330-2002;一、应力分布特征;边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。 坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态。;(3) 坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破坏。 ;均质岩土体-圆弧形滑坡;二、影响边坡应力分布的因素;(3)岩体性质及结构特征 岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应力发生改变。 (4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。;§9.3 边坡岩体的变形与破坏;一、边坡岩体变形的基本类型?;2、蠕变变形 边坡岩体中的应力对于人类工程活动的有限时间来说，可以认为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下，边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。 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逐渐变形破坏过程。;二、边坡破坏的基本类型;崩塌;多平面滑动;楔形状滑动;崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块体，突然脱离母体以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程 滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生以水平运动为主的现象，称为滑坡。 倾倒破坏：由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与坡面走向近平行时，在自重应力的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展的现象称为倾倒破坏（弯曲倾倒）。;三、影响岩体边坡变形破坏的因素;5、地形地貌 直接影响边坡内的应力分布特征，进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。 贵州地势可分三个梯级（台面），海拔高程分别是，第一梯级（台面）在2900-2200m，由西部威宁、赫章、水城一带的高原组成；第二梯级（台面）海拔降到1500-1000m由贵州中部山原（黔北、黔南）丘原（黔中）组成；第三梯级（台面）海拔继续降到800-