岩石边坡工程之二-边坡稳定分析与评价.ppt

岩石边坡工程中的边坡稳定分析与评价是确保工程安全和预防边坡变形破坏的重要环节。边坡稳定性分析与评价的主要目的是对天然边坡的稳定性进行定性与定量评价，并为人工边坡设计和防治措施的制定提供科学依据。根据工程地质勘察，运用定性分析方法，如地质分析法、工程地质类比法、图解法以及边坡稳定专家系统，初步判断边坡岩体的变形破坏可能性和破坏形式。而定量评价方法则涉及极限平衡法、极限分析方法、可靠度分析方法，以及其他研究阶段中的方法，如模糊数学分析法、灰色理论分析法和神经网络分析法等。 极限平衡法是边坡稳定性分析计算的核心方法，其原理基于边坡上的滑体或分块的力学平衡原理，分析不同破坏模式下的受力状态，确定抗滑力和下滑力之间的关系，进而评价边坡的稳定性。根据边坡滑动面形态，选择合适的极限平衡分析方法，例如平面破坏计算法、Fellenius法、Bishop法、Spencer法等。而极限平衡法的实施需要满足三个前提条件：莫尔-库仑准则、稳定系数定义以及二维极限分析的基本单元。此外，边坡稳定的安全系数需要通过适当的计算方法得到，并建议使用两种以上的计算方法进行结果对比。 条分法是另一种常用于边坡稳定分析的方法，其基本原理是将滑动土体垂直分成若干土条，并视为刚体。通过求作用于土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩，进而求解土坡的稳定安全系数。条分法求解需要假定条间力的大小与方向、作用方向或作用点位置，常用的求解方法包括毕肖普法、不平衡推力传递法和简布法。 瑞典圆弧法，又称为费伦纽斯法，是极限平衡方法中较早的且简单的方法。它的基本假定包括将土坡稳定视为平面应变问题，取横剖面作为分析和计算的对象。 在进行边坡稳定分析时，工程师需绘制滑面形状，推定滑坡裂缝及塌陷带深度，对滑体进行合理分块，计算滑动面上的空隙水压力，并采用适当的计算方法确定稳定系数。条分法的基本概念、受力分析、土条受力构成以及求解方法都是实现边坡稳定性评价的关键步骤。 边坡稳定性分析与评价是一项复杂而系统的工作，它不仅需要地质和岩土工程知识，而且涉及多种分析方法和计算技巧。通过上述方法的应用，工程师能够准确评估边坡的稳定性，预测潜在的变形破坏模式，为边坡工程设计和维护提供科学指导。这些分析方法的综合运用有助于保障岩石边坡工程的安全性，减少自然灾害和人为因素造成的损害。