DB50-T 1604-2024 地质灾害防治边坡工程结构可靠性设计规范

ICS13.200CCSP13重庆市市场监督管理局发布DB50/T1604—2024前言 III 12规范性引用文件 3术语和定义 14总则 25安全等级和可靠度 25.1基本要求 25.2边坡工程安全等级 25.3边坡可靠度 36极限状态设计原则 46.1基本要求 46.2极限状态 46.3设计状况 46.4极限状态设计 47边坡工程结构的作用和环境影响 57.1基本要求 57.2边坡工程结构的作用 57.3环境影响 68材料和岩土的性能及几何参数 68.1基本要求 68.2材料和岩土的性能 68.3几何参数 69边坡稳定性分析和试验辅助设计 69.1基本要求 69.2边坡工程结构模型 69.3作用模型 79.4分析方法 79.5试验辅助设计 710分项系数设计方法 710.1基本要求 710.2承载能力极限状态 810.3正常使用极限状态 9DB50/T1604—2024附录A（规范性）稳定系数与可靠指标的关系 11附录B（规范性）试验辅助设计 附录C（资料性）算例1 附录D（资料性）算例2 附录E（资料性）算例3 20附录F（资料性）算例4 22参考文献 24条文说明 25DB50/T1604—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由重庆市规划和自然资源局提出、归口并组织实施。本文件起草单位：重庆大学、重庆地质矿产研究院、武汉大学、重庆市城市建设投资（集团）有限公司、中煤科工重庆设计研究院有限公司、福州大学、中国建筑第五工程局有限公司、中建五局第三建设有限公司、湖南科技大学。本文件主要起草人员：周小平、陈立川、徐洪、寿云东、张婷、杨勇、陈念、廖云平、何昌杰、徐朝霞、李铮、黄虎、康燕飞、黄小城、唐秋元、梁丹、袁旭凯、陈俊伟、陈正华、王骏、任晓虎、李辉、刘鹏、闫奇、陈柏林、黄帅、陈思、黄勤、郑华敬。DB50/T1604—2024地质灾害防治边坡工程结构可靠性设计规范本文件规定了地质灾害防治边坡工程可靠性设计的安全等级和可靠度、极限状态设计原则、边坡工程结构的作用和环境影响、材料和岩土的性能及几何参数、边坡稳定性分析和试验辅助设计、分项系数设计方法等要求。本文件适用于地质灾害防治过程中涉及的各类边坡工程可靠性设计，其它边坡工程可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50068-2018建筑结构可靠性设计统一标准GB50153-2008工程结构可靠性设计统一标准GB50199-2013水利水电工程结构可靠性设计统一标准GB50330-2013建筑边坡工程技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1边坡工程slopeengineering为满足工程需要而对自然边坡和人工边坡进行改造的工程。3.2可靠性reliability边坡工程在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。[来源：GB50068-2018，2.1.23]3.3可靠度degreeofreliability边坡工程在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。[来源：GB50068-2018，2.1.24]3.4失效概率PfprobabilityoffailurePf边坡工程在规定的时间内，在规定的条件下，不能完成预定功能的概率。[来源：GB50068-2018，2.1.25]3.5可靠指标βreliabilityindex度量边坡工程可靠度的数值指标，可靠指标β与失效概率Pf的关系为：β=-Φ-1(Pf),（其中Φ-1(.)为标准正态分布函数的反函数）。[来源：GB50068-2018，2.1.26]2DB50/T1604—20243.6极限状态limitstate边坡工程结构超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。[来源：GB50153-2008，2.1.13]3.7功能函数performancefunction关于基本变量的函数，该函数表征一种边坡工程结构功能。[来源：GB50153-2008，2.1.26]3.8支挡结构retainingstructure用于支撑坡体，防止其破坏，保持其稳定的一种结构。3.9变异系数coefficientofVariation原始数据标准差与原始数据平均值的比值。4总则4.1边坡工程结构可靠性设计应遵循“安全可靠、技术可行、经济合理、环境友好”的原则。4.2边坡结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法。4.3边坡工程结构设计应使边坡工程结构在设计工作年限内满足规定的可靠度要求。4.4边坡工程应综合考虑工程地质、水文地质、安全等级、环境条件和各种作用等因素，因地制宜，精心设计，精心施工。5安全等级和可靠度5.1基本要求5.1.1边坡工程结构设计时，应根据边坡类型、边坡高度和成灾后可能产生的后果，采用不同的安全等级。5.1.2可靠指标应根据边坡的安全等级与设计工作年限确定。5.2边坡工程安全等级地质灾害边坡工程应根据边坡类型、边坡高度和成灾后可能造成的损失大小按表1进行划分。表1边坡分类及安全等级划分表边坡高度H(m)H＞30/15≤H≤30H＜15H＞15/DBDB50/T10＜H≤15H≤103很严重：造成重大人员伤亡或财产损失；严重：可能造成人员伤亡或财产损失；不1604—20245.3边坡可靠度5.3.1边坡可靠指标不应小2边坡可靠指标533533边坡结构可靠指标与可接受水平之间的关系按表4确定35.3.2边坡稳定状态根据可靠指标Pf＞6.686.68≥Pf＞2.282.28≥Pf＞0.62Pf≤0.62失效概率Pf(%)表4可靠指标可接受水。差中良好DB50/T1604—202446极限状态设计原则6.1基本要求6.1.1对于边坡工程结构的各种极限状态，均应规定明确的标志或限值。6.1.2对极限状态的各种作用组合，边坡工程的设计均应采用其最不利的效应设计值进行。6.2极限状态6.2.1极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。极限状态应符合下列表5规定：12126.2.2边坡工程设计时应对边坡工程结构的不同极限状态分别进行计算或验算；当某一极限状态的计算或验算起控制作用时，可仅对该极限状态进行计算或验算。6.3设计状况6.3.1永久边坡工程设计应区分下列设计状况：a)一般设计状况，适用于边坡工程结构使用时的正常情况；b)校核设计状况，适用于边坡工程结构遭受地震、连续降雨或强降雨时的情况。6.3.2临时边坡工程设计采用临时设计状况，适用于边坡工程结构的短期使用情况。6.3.3对不同的设计状况，应采用相应的边坡工程结构体系、可靠度水平、基本变量和作用组合等进行边坡工程可靠性设计。6.4极限状态设计6.4.1对第6.3条规定的边坡工程设计状况，应分别进行下列极限状态设计：a)对一般设计状况、校核设计状况和临时设计状况均应进行承载能力极限状态设计；b)对一般设计状况尚应进行正常使用极限状态设计；c)对临时设计状况可根据需要进行正常使用极限状态设计；d)对校核设计状况可不进行正常使用极限状态设计。6.4.2进行承载能力极限状态设计时，应根据不同的设计状况采用下列作用组合：a)对于一般设计状况或临时设计状况，应采用作用的基本组合；b)对于校核设计状况，应采用作用的频遇组合或偶然组合。6.4.3进行正常使用极限状态设计时，宜采用下列作用组合：a)对于永久荷载正常使用极限状态设计，宜采用作用的标准组合；b)对于可变荷载正常使用极限状态设计，宜采用作用的校核荷载组合；c)对于偶然荷载正常使用极限状态设计，宜采用作用的频遇组合；d)对于长期效应是决定性因素的正常使用极限状态设计，宜采用作用的永久组合。6.4.4边坡工程结构的极限状态可采用下列极限状态方程描述：g(X1,X2,…,Xn)=0(1)式中：g(.)——边坡工程结构的功能函数；DB50/T1604—20245Xi(i=1,2,…,n)——基本变量，指边坡工程结构的各种作用和环境影响、材料和岩土的性能及几何参数等；在进行可靠度分析时，基本变量应作为随机变量。6.4.5边坡工程结构按极限状态设计应符合下列规定：g(X1,X2,…,Xn)≥0(2)6.4.6当采用边坡工程结构的作用效应和边坡工程结构的抗力作为综合基本变量时，边坡工程结构按极限状态设计应符合下列规定：R-S≥0(3)式中：R——边坡工程结构的抗力；S——边坡工程结构的作用效应。6.4.7边坡工程结构的设计应以规定的可靠指标满足第6.4.5或第6.4.6条的要求。6.4.8边坡工程结构宜根据规定的可靠指标，采用荷载作用的代表值、材料性能的标准值、几何参数的标准值和各相应的分项系数构成的极限状态设计表达式进行设计；有条件时也可根据附录A的规定，直接采用基于可靠指标的方法进行设计。7边坡工程结构的作用和环境影响7.1基本要求边坡工程设计时，应考虑边坡工程结构可能出现的各种直接作用、间接作用和环境影响。7.2边坡工程结构的作用7.2.1边坡工程结构作用可分为：永久作用、可变作用、偶然作用。7.2.2边坡工程结构的作用随时间变化的规律，宜采用随机过程的概率模型进行描述，对不同的作用可采用不同的方法进行简化，并符合以下规定：a)对永久作用宜采用随机变量的概率模型；b)对可变作用在作用组合中可采用简化的随机过程概率模型。在确定可变作用的代表值时宜采用将设计基准期内最大值作为随机变量的概率模型；c)对偶然作用应采用偶然作用的设计值。偶然作用的设计值应根据具体工程情况和偶然作用可能出现的最大值确定，也可根据相关标准的规定确定。7.2.3当永久作用和可变作用作为随机变量时，其统计参数和概率分布类型，应以观测数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定，检验的显著性水平宜取0.05。7.2.4当有充分观测数据时，作用的标准值应按在设计基准期内最不利作用概率分布的相应的统计特征值确定；当有条件时，可对各种作用统一规定该统计特征值的概率定义；当观测数据不充分时，作用的标准值也可根据工程经验通过分析判断确定；对有明确界限值的有界作用，作用的标准值应取其界限值。7.2.5边坡工程按不同极限状态设计时，在相应的作用组合中对可能同时出现的各种作用，应采用不同的作用代表值。对可变作用，其代表值包括基本值、标准值、频遇值和准永久值。组合值、频遇值和准永久值可通过对可变作用的标准值分别乘以不大于1的组合值系数Ψc、频遇值系数Ψf和准永久值系q等折减系数表示。对地震作用，应采用标准值，标准值应根据地震作用的重现期确定。7.2.6当边坡工程结构的作用比较复杂且不能直接描述时，可根据作用形成的机理，通过数学模型来表征作用的大小、位置、方向和持续期等性质。边坡工程结构的作用F的大小可采用下列数学模型；式中：φ(.)——所采用的函数；F0——基本作用，通常具有随时间和空间随机的或非随机的变异性，但与边坡工程结构的性质无DB50/T1604—20246w——用以将F0转化为F的随机或非随机变量，它与边坡工程结构的性质有关。7.2.7当边坡工程结构受地震作用时，应采用动力模型描述。此时，边坡工程结构的动力分析应考虑边坡工程结构的刚度、阻尼及边坡工程结构各部分质量的惯性。当边坡工程结构容许简化分析时，可采用拟静力法计算。7.3环境影响7.3.1环境影响可分为永久影响、可变影响和偶然影响。7.3.2对边坡工程结构的环境影响应进行定量分析；当没有条件进行定量分析时，可通过环境对边坡工程结构的影响程度的分级等方法进行定性分析，并在设计中采取相应的技术措施。8材料和岩土的性能及几何参数8.1基本要求材料和岩土的性能参数具有随机特性，宜采用随机变量概率模型分析。8.2材料和岩土的性能8.2.1材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布。8.2.2在已知材料和岩土的性能参数分布类型时，材料和岩土的强度、弹性模量、变形模量、压缩模量、内摩擦角、黏聚力等力学性能指标的测试试样不应少于15组，且每组试样不应少于3件。8.2.3人工材料强度的标准值可按其概率分布的0.05分位值确定；岩土材料强度的标准值可按其概率分布的0.1分位值确定；材料弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的0.5分位值确定。岩土材料性能的标准值宜根据原位测试和室内试验的结果确定。8.2.4当利用标准试件的试验结果确定边坡工程结构中实际的材料性能时，还应考虑实际边坡工程结构与标准试件、实际工作条件与标准试验条件的差别。边坡工程结构中的材料性能与标准试件材料性能的关系，应根据相应的对比试验结果通过换算系数或函数来表示，或根据工程经验、反演分析确定。8.3几何参数8.3.1边坡工程结构的几何参数宜采用随机变量概率模型描述。几何参数的各种统计参数和概率分布类型，应以正常生产情况下对边坡工程结构几何尺寸的观测数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。8.3.2当观测数据不充分时，几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差，经分析判断确定。8.3.3当几何参数的变异性对边坡工程结构抗力及其他性能的影响很小时，几何参数可作为确定性变量。8.3.4几何参数的标准值可采用设计规定的公称值，或根据几何参数概率分布的0.5分位值确定。9边坡稳定性分析和试验辅助设计9.1基本要求9.1.1边坡稳定性分析应能满足边坡工程结构使用要求。9.1.2在边坡工程稳定性分析中，宜考虑环境对材料性能的影响。9.2边坡工程结构模型9.2.1边坡工程稳定性分析采用的基本假定和计算模型应符合所考虑的极限状态下的边坡工程特征。9.2.2根据边坡工程结构的具体情况，可采用二维或三维的计算模型进行分析。9.2.3边坡工程稳定性分析所采用的各种简化或近似假定，应具有理论或试验依据，或经工程验证可9.2.4当边坡工程结构的变形可能使作用的影响显著增大时，应在边坡工程稳定性分析中考虑边坡工程结构变形的影响。9.2.5边坡工程结构计算模型的不确定性应在极限状态方程中采用附加基本变量来考虑。附加基本变量的概率分布类型和统计参数，可通过模型计算结果与实际观测结果比较确定。DB50/T1604—20249.3作用模型9.3.1对不计累积效应的静力分析，可只考虑发生在设计基准期内作用的最大值和最小值。9.3.2当不能确定作用参数时，应对作用参数给出上下限范围并进行比较，以确定不利的作用效应。9.3.3当采用拟静力法计算时，可将拟静力作用乘以等效动力放大系数计算动力作用效应。9.3.4当动力作用引起的振幅、速度、加速度使边坡工程结构有可能超过正常使用极限状态的限值时，应根据实际情况对边坡工程结构进行正常使用极限状态验算。9.4分析方法9.4.1边坡工程稳定性分析宜采用极限平衡法。9.4.2当动力作用使边坡工程结构产生较大加速度时，应对边坡工程结构进行动力响应分析。9.5试验辅助设计9.5.1试验辅助设计宜按准附录B规定的方法进行边坡工程分析。9.5.2采用试验辅助设计的边坡工程结构，应达到相关设计状况采用的可靠度指标，并应考虑试验结果对相关参数不确定性的影响。10分项系数设计方法10.1基本要求10.1.1边坡工程结构极限状态设计表达式中所包含的各种分项系数，宜根据有关基本变量的概率分布类型和统计参数及规定的可靠指标，通过计算分析，并结合工程经验综合确定；当缺乏统计数据时，参照GB50153和GB50068执行。10.1.2基本变量的设计值可按下列规定确定：a)作用的设计值Fd可按下式确定：Fd=YFFr(5)式中：——Fr作用的代表值；————F作用的分项系数。——b)材料性能的设计值fd可按下式确定：fd(6)式中：fk——材料性能的标准值；YM——材料性能的分项系数，其值按有关的边坡工程结构设计标准的规定采用。当材料性能服从正态分布时，材料性能分项系数应按下式计算：式中：δ式中：δm——材料性能的变异系数；pm1、pm2——相应于材料性能的设计值、标准值在标准正态分布上的概率，pm1宜在其设计验算点附近选用；Km1、Km2——pm1、pm2反函数的绝对值。当材料性能服从对数正态分布时，材料性能分项系数应按下式计算：DB50/T1604—20248[来源：50199-2013，8.4.4]c)几何参数的设计值ad采用几何参数的标准值ak。当几何参数的变异性对边坡工程结构性能有明显影响时，几何参数的设计值按下式确定：ad=ak±Δa(11)式中：Δa——几何参数的附加量。d)边坡支挡结构抗力（抗滑移、抗倾覆）的设计值Rd按下式确定：Rd=R(fk/YM,ad)(12)10.2承载能力极限状态10.2.1边坡工程结构按承载能力极限状态设计时，应考虑以下不利状态：a)边坡工程结构的破坏；b)边坡工程结构整体或局部失去静力平衡。10.2.2边坡工程结构在不利状态下的承载能力极限状态设计时，应符合下列规定：a)边坡工程结构破坏时的承载能力极限状态设计，应符合下式规定：Y0Sd≤Rd(13)式中：Y0——边坡工程结构重要性系数，其值按第10.2.7条的有关规定采用；Sd——作用组合的效应设计值；Rd——边坡工程结构的抗力设计值。b)边坡工程结构整体或局部失去静力平衡时的承载能力极限状态设计，应符合下式规定：Y0Sd，,dst≤Rd,stb(14)式中：Sd,dst——不平衡作用效应的设计值；Rd,stb——平衡作用效应的设计值。10.2.3承载能力极限状态设计表达式中的作用组合，应符合下列规定：a)作用组合应为可能同时出现的作用的组合；b)当边坡工程结构中永久作用位置的变异，对静力平衡或类似的极限状态设计结果很敏感时，该永久作用的有利部分和不利部分应分别作为单个作用；c)当一种作用产生的几种效应非全相关时，对产生有利效应的作用，其分项系数的取值应予以降低；d)对不同的设计状况应采用不同的作用组合。10.2.4对一般设计状况和临时设计状况，应采用作用的基本组合，并应符合下列规定：a)基本组合的效应设计值按下式中最不利值确定：式中：S(.)——作用组合的效应函数；Gik——第i个永久作用的标准值；P——预应力作用的有关代表值；Q1k——第1个可变作用的标准值；Qjk——第j个可变作用的标准值；G——第i个永久作用的分项系数，应按第10.2.8条的有关规定采用；P——预应力作用的分项系数，应按第10.2.8条的有关规定采用；DB50/T1604—2024Q——第1个可变作用的分项系数，应按第10.2.8条的有关规定采用；Q——第j个可变作用的分项系数，应按第10.2.8条的有关规定采用；cj——第j个可变作用的组合值系数，应按现行有关标准的规定采用。b)当作用与作用效应按线性关系考虑时，基本组合的效应设计值按下式中最不利值计算：式中：SG——第i个永久作用标准值的效应；SP——预应力作用有关代表值的效应；SQ——第1个可变作用标准值的效应；SQ——第j个可变作用标准值的效应。10.2.5对偶然设计状况，应采用作用的偶然组合，并应符合下列规定：a)偶然组合的效应设计值按下式确定：式中：——Ad偶然作用的设计值；————Ψf1第1个可变作用的频遇值系数，应按有关标准的规定采用；——qj——第1个和第j个可变作用的准永久值系数，应按有关标准的规定采用。b)当作用与作用效应按线性关系考虑时，偶然组合的效应设计值按下式计算：式中：SA——偶然作用设计值的效应。10.2.6边坡工程抗震设计应满足边坡不发生垮塌或严重破坏的设防目标。10.2.8边坡工程的作应按表7采用。910.2.7边坡工程结构重要性系数10.2.8边坡工程的作应按表7采用。90Y0GPQ010.3正常使用极限状态DB50/T1604—202410.3.1边坡工程结构按正常使用极限状态设计时，应符合下式规定：Sd≤C(19)式中：Sd——作用组合的效应设计值；C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值，应按有关的边坡工程结构设计标准的规定采用。10.3.2按正常使用极限状态设计时，宜根据不同情况采用作用的标准组合、频遇组合或准永久组合，并应符合下列规定：a)标准组合应符合下列规定：标准组合的效应设计值按下式确定：Sd=S(20)当作用与作用效应按线性关系考虑时，标准组合的效应设计值按下式计算：b)频遇组合应符合下列规定：频遇组合的效应设计值按下式确定：当作用与作用效应按线性关系考虑时，频遇组合的效应设计值按下式计算：c)准永久组合应符合下列规定：准永久组合的效应设计值按下式确定：i≥1Sd=Σi≥1SG(25)10.3.3对正常使用极限状态，材料性能的分项系数YM，除各种材料的边坡工程结构设计标准有专门规定外，应取为1.0。10.4工程案例边坡可靠性指标计算可参考附录C~F。DB50/T1604—2024（规范性）稳定系数与可靠指标的关系A.1变异系数边坡稳定系数的变异系数可采用下式计算：μF式中:cv——边坡稳定系数的变异系数σF——边坡不同部位稳定系数的标准差μF——边坡不同部位稳定系数的平均值A.2可靠指标若稳定系数服从对数正态分布，则可靠指标β为：式中:cv——边坡稳定系数的变异系数；μF——边坡稳定系数平均值。若稳定系数服从正态分布，则可靠指标β定义为：(A.3)A.3失效概率失效概率可根据定义计算：式中:Φ(.)——标准正态分布的累计分布函数。DB50/T1604—2024试验辅助设计B.1基本要求B.1.1试验辅助设计应符合下列规定：a)在试验进行之前，应制定试验方案。试验方案应包括试验目的、试件的选取和制作，还应包括试验实施和评估等所有必要的说明；b)制定试验方案前，应预先进行定性分析，确定所考虑边坡工程结构性能的可能临界区域和相应极限状态标志；c)试件应采用与实际加工相同的工艺制作；d)按试验结果确定设计值时，应考虑试验数量的影响。B.1.2应通过换算或修正系数考虑试验条件与边坡工程结构实际条件的不同。换算系数η应通过试验或理论分析确定。影响换算系数η的主要因素应包括尺寸效应、时间效应、试件的边界条件、环境条件、工艺条件等。B.2试验结果的统计评估原则B.2.1统计评估应符合下列基本原则：a)在评估试验结果时，应将试件的性能和失效模式与理论预测值进行对比，当偏离预测值过大时，应分析原因，并做补充试验；b)应根据已有的分布类型及参数信息，以统计方法为基础对试验结果进行评估；本文件附录给出的方法仅适用于统计数据或先验信息取自同一母体的情况；c)试验的评估结果仅对所考虑的试验条件有效，不宜将其外推应用。B.2.2材料性能、模型参数或抗力设计值的确定应符合下列基本原则：a)可采用经典统计方法或贝叶斯法推断材料性能、模型参数或抗力的设计值：先确定标准值，然后除以一个分项系数，必要时要考虑换算系数的影响；b)在进行材料性能、模型参数或抗力设计值评估时，应考虑试验数据的离散性、与试验数量相关的统计不定性和先验的统计知识。B.3单项性能指标设计值的统计评估B.3.1单项性能指标设计值统计评估，应符合下列规定：a)单项性能X可代表的抗力或提供抗力的性能；b)本文件附录B第B.3.2条、第B.3.3条的所有结论都是以的抗力或提供抗力的性能服从正态分布或对数正态分布给出的；c)当没有关于平均值的先验知识时，可基于经典方法进行设计值估算，其中“δx未知”对应于没有变异系数先验知识的情况，“δx已知”对应于已知变异系数全部知识的情况；d)当已有关于平均值的先验知识时，可基于贝叶斯方法进行设计值估算。B.3.2当采用经典统计方法时，应符合下列规定：a)当性能X服从正态分布时，其设计值Xd可按下式计算：DB50/T1604—2024XXK(n)式中：——ηd换算系数的设计值，换算系数的评估主要取决于试验类型和材料；——————m分项系数，具体数值应根据试验结果的应用领域来选定；knk标准值单侧容限系数；——————μX性能X的平均值；————δX性能X的变异系数。——b)当性能X服从对数正态分布时，其设计值Xd可按下列公式计算：其中，变量Y=lnX的平均值μy，可按下式计算：n变量Y=lnX的标准差σy可按下式计算：当δX已知时， 当δX未知时，式中：xi——性能X的第i个试验观测值。B.3.3当采用贝叶斯法时，应符合下列规定：a)当性能X服从正态分布时，其设计值Xd可按下式确定：其中：式中：tP,D,,——自由度为D,,的t分布函数对应分位值p的自变量值，Px≥tP,D,,}=p；b)先验分布参数n,和D,的确定，应符合下列原则：DB50/T1604—20241)当有效数据很少时，应取n’和o’等于零，此时贝叶斯法评估结果与经典统计方法的“δx未知”情况相同；2)当根据过去经验可取平均值和标准差为定值时，则n’和o’可取50或更大；3)在一般情况下，可假定只有很少数据或无先验数据，此时n’=0，这样可能获得较佳的估算值。DB50/T1604—2024 算例1汶川地震引发的滑坡广泛分布于我国西南地区，其中有的滑坡碎屑物堆积在陡峭的地形上，很容易受到外部因素的影响（如余震和降雨入渗）而导致再次失稳破坏。例如XXX省道303（PR303）中45km这一段，该段公路沿河修建，海拔在900至1500m之间，沿公路的河谷深度不一，从几百米到2000m不等。据野外地质调查，公路两侧的地形非常陡峭，其坡度在40°至84°之间。对于该公路段含有大量碎屑沉积物的滑坡群，雨季到来时大量的降雨入渗会导致其再次失稳破坏。据预测，降雨引发的边坡失稳将在未来几年内持续发生。如下图C.1所示，基于GIS技术，PR303映秀与卧龙段在K2和K7之间识别出53个碎屑沉积物，它们是造成边坡不稳定的主要原因。图C.1沿省道303K2至K7段松散堆积物分布区对于上述PR303沿线松散堆积边坡，Tang和Zhang[2]认为无限边坡计算模型是计算其安全系数的代表模型。无限边坡计算模型简述如下：根据Ghiassian和Ghareh[3]和Wu[4]的研究，当边坡角度在整个边坡长度上恒定不变，且土层厚度相对于边坡长度和宽度是有限的时，可将该边坡视为无限边坡。由此可见，该类边坡的破坏面一般较浅，并与坡面平行，如图C.2所示，相应的安全系数FS可根据抗滑力/下滑力的思路构建：式中，L表示无限边坡的一个微小单元的长度，Nt为作用在滑动面上的法向力，c和φ分别表示黏聚力和内摩擦角（即抗剪强度参数Wn和Wsat分别表示无限边坡微小单元段天然区和饱和区的重量，Fw表示渗透力，kv和kh分别表示垂直和水平地震加速度，且kh/kv=2。ξ表示边坡倾角。Nt、Wn、Wsat和Fw分别按下式计算：Nt=(1±kv)(Wn+Wsat)cosξ-kh(Wn+Wsat)sinξ、Wn=YL(H-h)cosξ、satLhcosξ和Fw=YwLhsinξcosξ；H和h分别表示整个微小单元土体的厚度和土坡饱和部分的厚度，且h=mH，m表示土体的饱和度，在本研究中即为地下水位的相对位置；Y、Ysat和Yw分别表示土体的天然容重，饱和容重和水的容重。DB50/T1604—2024图C.2含饱水带及非饱水带的无限边坡示意图[4]表C.153个松散堆积物边坡的参数信息cφ2)-12p+q2kPa表C.2其余参数信息 拟采用蒙特卡洛法以评价各参数对上述松散堆积物边坡的稳定性的影响。根据Tang和Zhang[2]对其中53个典型的松散堆积物边坡的统计特征确定了抗剪强度参数c和φ的均值和标准差等参数信息（如表C.1所示）。其余参数Y、Ysat、ξ、kh、kv、H和m的取值如表D.2所示（Wu[4]其他参数值如下：Yw=9.81kN/m³、模拟样本量N为1×104。模拟的c和φ如下图所示：DB50/T1604—2024图C.3抗剪强度参数样本通过模拟样本得到的FS的分布直方图如下图所示，以安全系数临界值为1.05计算，根据功能函数g=FS-1.05，边坡的失效概率Pf为0.6602。根据Ang和Tang[5]的研究成果，若样本量N满足：N≥100Pf，则满足精度要求。因此，在本算例失效概率的情况下，样本量N=1×104已远远高于精度要求，失效概率结果可靠。图C.4FS分布直方图当c和φ取均值时，计算得到的安全系数FS为0.9929，小于临界值1.05，边坡仍处于失稳状态。但c和φ存在变异性，从图C.4可知，FS＞1.05的仍有不少，故仅以FS来判断边坡是否稳定易导致较大DB50/T1604—2024 算例2重庆市三峡库区云阳县蔡家坝滑坡位于云阳县凤鸣镇清江村2-9组，滑坡自20世纪30-40年代初始发生滑动。根据中国地质科学院探矿工艺研究所云阳地质灾害监测站从2004年10月-2019年5月的监测资料、群测群防监测和现场变形调查访问情况，蔡家坝滑坡截止目前变形仍在继续，暴雨和极端降雨情况下，滑坡变形加剧、变形速率加快。2020年4月重庆地质矿产研究院提交经由重庆市专家评审通过的《重庆市三峡库区后续地质灾害防治工程项目云阳县蔡家坝滑坡详细工程地质勘查报告》认为：“蔡家坝滑坡在遭受不利工况（暴雨、地震等不利因素）影响，稳定性将急剧下降至欠稳定～基本稳定，且局部可能发生滑动失稳”。地质灾害危害程度为二级，防治工程等级为Ⅱ级。原设计采用基于极限平衡理论的折线型滑动法（传递系数法）计算该滑坡的稳定性，并选取“自重+地表荷载+20年一遇暴雨”对滑坡的多个计算剖面进行稳定性验算，计算结果如下表：带2-2,面DBDB50/TB2-B2剖面-全段-④深层岩质滑带B2-B2剖面-后缘-④深层岩质滑带4-4剖面弱变形区Ⅳ-②浅层岩质滑带带带带础并采用极限平衡理论计算获得的边坡稳定系数同样具有随机特性。本规范将基于边坡稳定系数的随机特性，采用可靠性理论分析边坡的可靠性。1604—2024岩土体的性能参数（如内摩擦角、粘聚力、单计算剖面的几何参数具有根据表D.1，天然工况条件下边坡稳定系数的平均值为μF1=1.422，标准差为σF1=0.245，则由附录A式A.2可得天然工况条件下边坡稳定系数的变异系数为σ可靠指标为失效概率)|失效概率)暴雨工况条件下边坡稳定系数的平均值为μF2=1.188，标准差为σF2为—-可靠指标为失效概率μF2μF22|te2dtt-∞(D.2)(D.3)=0.165，则由附录B式B.2可(D.4)(D.5)(D.6)从上述计算结果可以看出，在天然工况条件下边坡可靠指标为1.977，失效概率为0.024；在暴雨工0.119根据本规范表5.3.1相关规定，该边坡在天然工况和暴雨工况下可靠性都较差，处于欠稳定状态，需进行加固支护。DB50/T1604—2024 算例3奉节县下王家坪小游园边坡位于奉节县永安镇永安街道办事处下王家坪。该边坡坡顶为一广场，前缘坡脚为高3～6m的浆砌片石挡墙，挡墙总高度3～6m，整段边坡变形区长约100米。自2014年5月中旬开始，边坡变形不断增加。据现场调查：勘查区变形不均匀，差异性较大，现根据其变形情况分为AB段强变形区和BC段弱变形区（见图E.1）。现场调查，AB段强变形区的边坡坡顶广场上发育了一条长度约30m，张开约4cm，下挫3cm的张拉裂缝，与之相照应的AB段前缘挡墙距离地面1/3处发育一条长约7.7米的横向挤压变形区，错动距离约2~5cm；结合勘探资料，判定AB段坡体破坏模式为墙后土体内部的圆弧滑动，结合其变形滑动迹象，该段边坡目前处于基本稳定~欠稳定状态，如遇大雨、暴雨，有可能失稳滑动，直接威胁竹枝路道路正常通行及周边的居民和行人生命财产安全，破坏后果严重。BC段边坡的坡顶距离顶外边缘约2米处发育一条长约2m的地面拉裂缝，张开约2-3cm，下挫1-2cm，与之相照应的BC段边坡前缘的挡墙出现竖向贯通裂缝，判定该段坡体破坏模式为沿墙后土体内部发生的圆弧滑动。结合整个挡墙的变形特征分析：BC段挡墙主要是由于AB段挡墙发生了变形而出现的竖向拉裂变形。结合挡墙变形迹象，该段边坡目前处于基本稳定状态，如遇大雨、暴雨，该段挡墙变形将继续加剧。图E.1勘查区变形情况分区图原设计采用简化的毕肖普法进行圆弧滑动计算，岩土参数根据地区经验及现场实际综合取值，计算结果如下表所示：DB50/T1604—20242—2’6—6’3—3’4-4’由于边坡岩土体的性能参数（如内摩擦角、粘聚力、单轴抗压强度等）、计算剖面的几何参数具有随机特性，因此以该参数为基础并采用极限平衡理论计算获得的边坡稳定系数同样具有随机特性。本规范将基于边坡稳定系数的随机特性，采用可靠性理论分析边坡的可靠性。根据表E.1，天然工况条件下边坡稳定系数的平均值为μF1=1.344，标准差为σF1=0.131，则由附录A式A.2可得天然工况条件下边坡稳定系数的变异系数为可靠指标为失效概率暴雨工况条件下边坡稳定系数的平均值为μF2=1.135，标准差为σF2=0.094，则由附录B式B.2可得天然工况条件下边坡稳定系数的变异系数为cv(E.4)可靠指标为失效概率从上述计算结果可以看出，在天然工况条件下边坡可靠指标为3.002，失效概率为0.00134；在暴雨工况条件下边坡稳定性可靠指标为1.487，失效概率为0.0685。根据本规范表5.3.1相关规定可知，该边坡在暴雨工况条件下可靠性很差，处于欠稳定状态，需进行加固支护。DB50/T1604—2024 算例4糖酒公司宿舍楼后高边坡位于奉节县县城夔州路，紧邻糖酒公司宿舍楼后，受2016年4月和5月的持续强降雨影响，宿舍楼后高边坡表面出现多处地裂缝，其变形特征较为强烈，且根据《糖酒公司宿舍楼后变形体应急监测总结报告》(2016年7月-2017年6月)显示强变形区内多呈线性增长整个变形体呈欠稳定状态，存在变形进一步加剧的可能性，该高边坡威胁糖酒公司宿舍楼共72户约288人的生命财产安全，同时对宿舍楼以及边坡上的通讯和电力设施构成巨大威胁，糖酒公司宿舍楼后高边坡的勘察治理工作刻不容缓。原设计采用简化Bishop法，搜索土体内部潜在滑面，并计算其稳定系数，其计算工况为工况1：自重+地表荷载；工况2：自重+地表荷载＋暴雨。边坡稳定性计算结果表如下：表F1边坡稳定性计算结果表2-2’3-3’4-4’5-5’6-6’7-7’8-8’9-9’况况土体的性能参数（如内摩擦角、粘聚力、单轴抗剖面的几何参数具有随机特性，因此以该参数为基础并采用极限平衡理论计算获得的边坡稳定系数同本规范将基于边坡稳定系数的随机特性，采用可靠性理论分析边坡的可靠性。根据表F.1，天然工况条件下边坡稳定系数的平均值为μF1=1.275，标准差为σF1=0.104，则由附录A式A.2可得天然工况条件下边坡稳定系数的变异系数为μF1可靠指标为DB50/T1604—2024失效概率暴雨工况条件下边坡稳定系数的平均值为μF2=1.172，标准差为σF2=0.131，则由附录B式B.2可得天然工况条件下边坡稳定系数的变异系数为可靠指标为失效概率从上述计算结果可以看出，在天然工况条件下边坡可靠指标为2.941，失效概率为0.00164；在暴雨工况条件下边坡稳定性可靠指标为1.365，失效概率为0.0862.根据本规范表5.3.1相关规定可知，该边坡在暴雨工况条件下可靠性很差，处于欠稳定状态，需进行加固支护。DB50/T1604—2024参考文献[1]USArmyCorpsofEngineers,Introductiontoprobabilityandreliabilitymethodsforuseingeotechnicalengineering,inETL1110-2-547,1995.[2]TangWH,ZhangML.Developmentofarisk-basedlandslidewarningsystem,in:GeotechnicalRiskAssessmentandManagement,GeotechnicalSpecialPublication[J].No.224,Reston,ASCE,USA,2011,25−49.[3]GhiassianH,GharehS.Stabilityofsandyslopesunderseepageconditions[J].Landslides,2008,5(4):397−406.[4]WuXZ.Developmentoffragilityfunctionsforslopeinstabilityanalysis[J].Landslides,2015,12:165−175.[5]AngAH-S,TangWH.ProbabilityConceptsinEngineeringPlanningandDesign,Vol.Ⅱ:Decision,Risk,andReliability.NewYork:JohnWiley&Sons；1984.DB50/T1604—2024条文说明本文件是重庆市地质灾害治理领域的一本重要的基础性地方标准。本文件对各种材料的边坡工程结构可靠性设计的基本原则、基本要求和基本方法作出了统一规定，其目的是使设计建造的各种边坡工程结构能够满足确保人的生命和财产安全，并符合国家的技术经济政策的要求。锚索等。其他边坡包含建筑边坡、市政工程边坡、道路边坡等。同时，既有边坡治理可靠性评价也可参照本文件执行。3术语和定义本章的术语主要参考《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008并结合边坡工程结构可靠性设计的具体情况新增内容。3.2可靠性对于新建边坡工程结构，“规定的时间”是指设计工作年限。结构的可靠度是对可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。3.5可靠指标对于新建边坡工程结构，与可靠度相对应的可靠指标阝，是指设计工作年限的可靠指标阝。5安全等级和可靠度5.1.1边坡工程破坏后可能产生的后果，即危及人的生命、造成经济损失、对社会或环境产生影响的严重性等5.2一个边坡工程各段，可根据实际情况采用不同的安全等级；对危害性极严重、环境和地质条件复杂的边坡工程，其安全等级应根据工程情况适当提高。边坡破坏后果说明，很严重：造成重大人员伤亡或财产损失，威胁人数多于300人或预估经济损失大于10000万元；严重：可能造成人员伤亡或财产损失，威胁人数50人~300人或预估经济损失5000万元~10000万元；不严重：可能造成财产损失,威胁人数少于50人且预估经济损失小于5000万元。5.3.1对于其他变异系数的各类边坡，安全等级每相差一级，其可靠指标的取值宜相差0.5本表稳定系数按照地质灾害防治工程设计标准取值，其他边坡工程按照相应的规范要求的安全系数取值。地震工况和暴雨工况作为校核工况。5.3.2当有充分的统计数据时，边坡工程结构的可靠度宜采用可靠指标阝度量。边坡工程结构设计时采用的可靠指标，可根据对现有边坡工程结构的可靠度分析，并结合使用经验和经济因素等确定。DB50/T1604—20245.3.3-5.3.5参照《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008条文。可靠指标β的功能主要有两个：其一，是度量结构构件可靠性大小的尺度，对有充分统计数据的结构构件，其可靠性大小可通过可靠指标β度量与比较；其二，目标可靠指标是分项系数法所采用的各分项系数取值的基本依据。6极限状态设计原则6.2.1边坡工程结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，其中承载能力极限状态定义为对应于支护结构达到承载力破坏、锚固系统失效或坡体失稳；正常使用极限状态为对应于支护结构和边坡的变形达到结构本身或临近建(构)筑物的正常使用限值或影响耐久性能。6.4.1当考虑偶然事件产生的作用时，主要承重结构可仅按承载能力极限状态进行设计，此时采用的支挡结构可靠指标可适当降低。6.4.2边坡工程结构按极限状态设计时，对不同的设计状况应采用相应的作用组合，在每一种作用组合中还必须选取其中的最不利组合进行有关的极限状态设计。设计时应针对各种有关的极限状态进行必要的计算或验算，当有实际工程经验时，也可采用构造措施来代替验算。6.4.3可变荷载包括：路堤边坡的车辆荷载，降雨引起的边坡地下水位变化，库岸边坡库水位变化，温度变化。6.4.4基本变量是指极限状态方程中所包含的影响边坡工程结构可靠度的各种物理量。它包括：引起支挡结构作用效应S的各种作用，如边坡自重荷载、地震荷载、降雨引起的地下水变化、温度作用等；构成边坡及支挡结构抗力R的各种因素，如岩土体强度参数、边坡几何参数、支挡结构材料性能参数等。分析边坡工程结构可靠度时，也可将作用效应或结构抗力作为综合的基本变量考虑。基本变量一般可认为是相互独立的随机变量。6.4.5对于由基本变量构成的功能函数g，当g>0时，边坡工程结构处于可靠状态；当g<0时，边坡工程结构处于失效状态；当g=0时，边坡工程结构处于极限状态。6.4.6边坡工程结构设计中，功能函数的可采用结构抗力与效应关系构建。对于复杂工程问题，无法直接构建功能函数，推荐使用响应面法构建功能函数。7边坡工程结构的作用和环境影响7.1作用在边坡工程结构上的直接作用是指施加在边坡坡体及支挡结构上的集中荷载或分布荷载，如边坡岩土体自重作用、土压力、地下水作用、加固力作用等。间接作用是指不以荷载形式作用在边坡坡体和支挡结构上的作用，例如地震作用、基础沉降、温度变化、材料收缩等。无论是直接作用还是间接作用，都将使边坡工程结构产生作用效应，如内力、变形、裂缝等。雨水冲刷、混凝土碳化、钢材锈蚀等，与作用一样，它们也会影响到结构的安全性和适用性。7.2.1-7.2.2永久作用的统计参数与时间基本无关，故可采用随机变量概率模型来描述；永久作用的随机性通常表现在随空间变异上。可变作用的统计参数与时间有关，故宜采用随机过程概率模型来描述；在实用上经常可将随机过程概率模型转化为随机变量概率模型来处理。DB50/T1604—2024边坡工程结构的永久作用可分为以下几类：a)边坡坡体及支挡结构自重；b)土压力；c)预应力；d)地基变形；e)混凝土收缩；f)引起结构外加变形或约束变形的各种施工因素。可变作用可分为以下几类：a)施工时结构的某些自重；b)车辆荷载；c)降雨引起的地下水位变化；d)多遇地震；e)库水位变化；f)温度变化。偶然作用可分为以下几类：a)撞击；b)罕遇地震；c)连续降雨或强降雨d)极严重的侵蚀；e)洪水作用。7.2.6为了能适应各种不同形式的边坡工程结构类型，将支挡结构上的作用分成两部分因素：与支挡结构类型无关的基本作用和与支挡结构类型有关的因素。基本作用F0通常具有随时间和空间的变异性，它应具有标准化的定义，例如对边坡坡体及支挡结构自重可定义为结构的图纸尺寸和材料的标准重度等。而作用值应在基本作用的基础上，考虑与支挡结构有关的其他因素，通过反映作用规律的数学函数φ(.)来表述，例如，对地震荷载可通过边坡坡体和支挡结构的重量乘以地震加速度系数来确定。7.2.7边坡支挡结构的动力分析应考虑支挡结构构件的刚度、阻尼及支挡结构各部分质量的惯性，混凝土材料支挡结构阻尼比取0.05，钢材的阻尼比取0.03。7.3环境影响7.3.1环境影响在很多方面与作用相似，而且可以和作用相同地进行分类，特别是关于它们在时间上的变异性，因此，环境影响可分类为永久、可变和偶然影响三类。例如，暴露在空气中的混凝土结构碳化属于永久影响，植被的生长对边坡工程结构的生物腐蚀作用属于可变影响等。8材料和岩土的性能及几何参数8.2.1材料性能实际上是随时间变化的，有些材料性能，例如混凝土的强度等，这种变化相当明显，但为了简化起见，各种材料性能仍作为与时间无关的随机变量来考虑，而性能随时间的变化一般通过引进换算系数来估计。8.2.2-8.2.3用材料的标准试件试验所得的