岩质边坡稳定性原理与方法数值

E-mail:wenjiexu@徐文杰清华大学水利系第12章岩质边坡稳定性分析原理与方法—数值分析法1.极限平衡法1989漫湾滑坡2000年3月九江大堤边坡失稳2008.5.12唐家山滑坡2000.4.9西藏易贡滑坡1.极限平衡法极限平衡法基本思路：假定岩土体破坏时是由于滑体沿滑动面发生滑动而造成的，通常根据作用于滑动面上滑动块体的抗剪力与该块体沿破坏面的剪切力之比，求该块体的稳定系数。分析岩体和土体稳定时假定一破坏面,取破坏面内土体,为脱离体计算出作用于脱离体上的力系达到静力平衡时的下滑力（T）,与破坏面实际所能提供的岩土的抗力相比较（S）,以求得稳定性安全系数（Fos）,或根据所给定的安全系数求允许作用外荷载的方法.极限平衡法是岩土体稳定重要分析方法之一，也是各行业规范所指定方法。1.极限平衡法红粘土边坡失稳堆积体边坡失稳-圆弧形滑坡ACB1.极限平衡法-单一结构面斜坡βαhHW只考虑重力作用下：L1.极限平衡法-单一结构面斜坡βαACBW考虑地下水静水压力作用下：hwPC’1.极限平衡法-单一结构面斜坡βαACBW考虑地震力作用：Pd1.极限抹平衡凭法-两组结构挂面构仍成滑迅体的斜台坡W1ABCDαβL1L2CBDBDAW1T12W2W2T21c1,φ1c2,φ21.极限剪平衡丢法-两组结构苍面构口成滑污体的斜功坡CBDBDCW1T12W2T211.极限弦平衡醋法-S懂ar姜ma法Sarma1.极限食平衡胡法-S愈ar殃ma法Sa塑rm陪a法特晴点：可根英据滑服体的盗地质慌特性否、结党构面虎构造孝，对骡滑体幼进行寸按节相理构枪造的馒斜分章条及迷不等米距分母条，点使各亭条块研尽量辽模拟悬实际鉴风化忆岩体养；可较里详尽乱地模胡拟侧让面节赴理、顽断层包造成亲的滑苍体强逗度特孕征；滑体汪滑动释时，拳不仅瞧滑动叮面上屑的各闸种力虏达到疯了极枯限平和衡，熟侧面桑也达插到了翁极限家平衡充。1.极限色平衡危法-S粥ar悦ma法diZWi(XWi,预YWi)(XTi,步YTi)(XTi+纽奉1,华YTi+光1)(XWi+戚1,器YWi+磨1)δiδi+焦1ZWi+1di+1(XBi,匀YBi)(XBi+感1,煤YBi+蛙1)biαiyx1.极限票平衡冈法-S逃ar考ma法Ei+1EiTiNiUiPWi+1PWiXiWiKcWixyWi:第i条块做重量怪；PWi、PWi+哭1:作用纤在第i条块汤第i侧面丈和第i+减1侧面手的水倦压力硬；Ui:第i条块锤底面全的水拘压力手；Xi、Xi+士1:作用挎在第i条块园第i侧面咳和第i+稿1侧面改的剪切惠力；Ni:第i条块返底面飞的正爹压力籍；Ti:第i条块架底面佳的剪屿切力担；Ei、Ei+售1:作用例在第i条块玩第i侧面译和第i+央1侧面器的正票压力跌；KcWi:假定悄滑块窝承受间水平健力使葡滑体岂处于声临界喊状态谎，Kc为临界床加速镜度系厕数。Xi+11.极限灾平衡叛法-S禾ar哀ma法垂直方向力的平衡（1）水平方向力的平衡（2）1.极限钥平衡垫法-S际ar享ma法据摩尔-库伦破坏准则（3a）（3b）（3c）1.极限怀平衡口法-S除ar乘ma法假定柔两侧疗面力E,敌X处于误极限筋平衡分状态（4a）（4b）1.极限罢平衡河法-S访ar认ma法将(3a)、（3b）、（3c）、（4a）、（4b）代入（1）、（2）式中朝：Cbi、φbi为第i条块职底面占抗剪茎切强内度指锡标；Csi、φsi、Csi惹+1、φsi唐+1第i条块左第i侧面绒、第i+1侧面抗剪苹切强轻度指标旁；1.极限躁平衡损法-S旦ar稍ma法……当i=1时，E2=a1-p1K当i=2时，E3=a2–p2K娇+祖E2e2……边界孔条件浴：En+至1=0临界尸加速宝度系胶数Kc可写茶成：计算Kc：1.极限毫平衡深法-S东ar社ma法崔政权,李宁.边坡工程-理论与实巡寿践最皇新发展[M制].北京:中国边水利坛水电拣出版耍社,1从99病9.计算滔稳定宣系数Fo咱s：通过阀迭代煤求得芒使得Kc等于0时的Fo倘s，就肠是边每坡在遵不考拍虑地返震力季作用恢时的她稳定如性系义数。1.极限裂平衡白法-楔体慨稳定滋分析邻方法1.极限氏平衡掘法-楔体掌稳定辅分析渴方法Ho殊ek楔体奇稳定欢分析座方法E.驱H阅oe税k,矿J.让W臂.脾Br痛ay白.漂R唤oc具kSl盘op拒eEn杀gi华ne疯er侧in误g.沿1沫98贪3.C.弃W.停D统uc脑an物.脖Ro歇ck今S铸lo座pe鼠E通ng唐in滩ee咱ri惰ng伶C原iv新il盗a巧nd疏M穗in忆in迈g.啊2酸00位3.1.极限锤平衡迹法-楔体事稳定绸分析美方法1.极限错平衡嫂法-楔体蛋稳定浊分析享方法2.数值劝分析选技术晒在边启坡稳潜定分考析中械的应担用极限挖平衡法不足：可以朴得到边坡内部应力、应月变特矮征及嫌变形倍破坏机理；基于甩数值洞计算素的强絮度折乱减法灰可以禁得到连边坡启的安宜全系量数，织但其姐工程页实用膀性有兄待于咬进一作步研锐究。滑面早确定雅有很饭大的人为名性和将随机港性；无法考虑宗边坡岭内部握的应清力场葛问题，而且门无法茶对边准坡的术变形筑破坏矮模式留作出峰判定亡。数值柏分析翼法优残点：可以鼻研究痰多种局复杂剑工况袋下的感边坡血稳定亩性问电题及科破坏鞋机制耐；2.数值若分析辩技术评在边梨坡稳肤定分绑析中亏的应鸡用2.数值宾分析落技术竞在边轰坡稳览定分敢析中千的应篇用2.数值榜分析赠技术到在边银坡稳曲定分令析中借的应其用2.数值迟分析歼技术袭在边哨坡稳薯定分秆析中吹的应辅用3.水利租工程港边坡朱级别过划分气及稳纪定性岩要求边坡级别确定考虑因素对建赤筑物兵安全零和正亭常运磨用的怕影响界程度对人攀身和沸财产绘安全炎的影魔响程刮度边坡清失事拔后的名损失笨大小边坡觉规模蛮大小边坡屿所处劈燕位置临时钢边坡嘴还是田永久门边坡社会参和环皆境因素4.水利肝工程首边坡脱级别划分穿及稳榆定性炎要求边坡的级别与水工建筑物级别的对照关系水利工程边坡安全系数标准4.水利学工程松边坡然级别划分济及稳嘉定性盛要求1）临水边坡：水库劳水位杜处于蚀正常斥蓄水呆位和悼设计盛洪水帽位与仪死水翅位之隙间的永各种挺水位发及其旬经常舟性降耐落；除校牵核洪忠水以魄外各和种情厉况下抗的水耕库下朴游水滤位及屿其经征常性锁降落蛾；水道句边坡院的正甜常高肝水位悼与最损低水辱位之敌间的届各种致水位婶及其冷经常激性降屈落。水利工程边坡安全系数标准4.水利摇工程举边坡对级别划分散及稳敞定性已要求2）不迅临水拢边坡：工程投辫入运裙用后卷经常境发生傲或持糕续时扑间长事的情况。水利工程边坡安全系数标准4.水利架工程悲边坡炕级别划分莲及稳畏定性喜要求施工愤期临水鸭边坡酸的水垦位非巴常降搭落校核贡洪水沉位及极其水肾位降词落由于暖降雨炼泄水距雨雾砖和其盟他原编因引骆起的野边坡劈燕体饱钻和及相应的地对下水熟位变葬化正常框运用住条件渠下边傍坡体展排水悼失效水利工程边坡安全系数标准4.水利赌工程香边坡狱级别划分帆及稳虹定性荷要求非常怀运用夺条件著应为展正常收运用奥条件亦下遭杯遇地柏震作业部位倾向（°）倾角（°）粘聚力（kPa)内摩擦角（°）结构面J11154523.920结构面J22357047.830后缘拉裂缝16570长度：12.19m坡面18565坡顶面19512采用吧结构言分析酱法及Ho嫩ek法计门算分惕析楔形去体边坡笑稳定填性：注：1.程序元实现违：相关岔计算睛通过Py评th降on程序四实现,并绘计制三裤维边侦坡模吨型。2.计算色工况：分暖别考济虑后裙缘拉思裂隙忍充水连、不真充水锄两种幻玉情况影。岩石密系度：25耻