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层状岩体边坡变形破坏模式及滑坡稳定性数值分析

时间：2022-08-27 07:43:26 其他范文收藏本文下载本文

层状岩体边坡变形破坏模式及滑坡稳定性数值分析（整理8篇）由网友“Vitacoco”投稿提供，下面是小编给各位读者分享的层状岩体边坡变形破坏模式及滑坡稳定性数值分析，欢迎大家分享。

篇1：层状岩体边坡变形破坏模式及滑坡稳定性数值分析

层状岩体边坡变形破坏模式及滑坡稳定性数值分析

论述了层状岩体的地质特征及其物理力学特征,在此基础上,归纳了层状岩体构成的边坡几种变形破坏模式,然后对边坡破坏后形成的滑坡进行了稳定性数值分析.最后得出一些结论及认识.

作者：范文俞茂宏李同录彭建兵 Fan Wen Yu Maohong Li Tonglu Peng jianbing 作者单位：范文,俞茂宏,Fan Wen,Yu Maohong(西安交通大学,西安,7l0049)

李同录,彭建兵,Li Tonglu,Peng jianbing(西安工程学院,西安,710054)

刊名：岩石力学与工程学报 ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 年，卷(期)： 19(z1) 分类号：P642.22 关键词：层状岩体变形破坏滑坡稳定性数值分析

篇2：岩质边坡有哪些变形和破坏特征？

岩质边坡有哪些变形和破坏特征？

岩质边坡中未出现贯通性破裂面之前，坡体的变化特征属变形持征；出现贯通性破裂面后的坡体特征属破坏特征，其发展过程是：坡面及附近岩体松动(又称松弛张裂)—岩体蠕动—加速蠕动—破坏。其中，前三步的特征均属变形特征，最后一步的特征才是破坏特征。

1．变形持征

在边坡形成的韧始阶段，由于卸荷作用，岩体内的应力重新分布，使边坡表面及其附近岩体发生松动，形成表面张开裂隙，包括：回弹裂隙，坡面、坡项张裂带裂隙，坡脚应力集中带的张开裂隙，

岩坡发生松动后，降低了岩体的强度，在外力(主要是自重)作用下，岩体向自由面方向缓慢变形，称之为岩坡的蠕动。如果坡体中的应力小于岩体的长期强度，坡体的蠕动逐渐减速，最后趋于稳定；反之，坡体蠕动加速，最终导致破坏。

2．破坏特征

由于边坡的破坏有各种各样的原因，而产生破坏后的形态和作用也极不一致，因而岩坡破坏形式的分类也是各种各样的。从破坏的力学特征看，将常见的边坡破坏形式分为岩石崩塌、平移滑动、旋转滑动、岩块流动和岩层曲折五类。

篇3：浅析边坡稳定性分析的数值解

浅析边坡稳定性分析的数值解

推导了坡面为两直线段斜坡的`均质边坡稳定性安全系数函数式,利用遗传算法求出最危险滑弧位置、滑弧半径及相应的最小稳定性安全系数值,利用有限元法和接触摩擦弹簧元进行了边坡的渐进破坏分析,讨论了材料特性对边坡稳定性的影响.计算表明,渐进破坏分析所求出的稳定性安全系数比理论上求出的最小稳定性安全系数要小.

作者：朱典文 ZHU Dian-wen 作者单位：广东省路桥规划勘察中心,广东广州,510635 刊名：广东交通职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF GUANGDONG COMMUNICATIONS POLYTECHNIC 年，卷(期)： 8(3) 分类号：U416.1 关键词：边坡渐进破坏稳定性分析遗传算法接触摩擦弹簧元

篇4：某高速公路滑坡的数值模拟及后缘坡体稳定性分析

某高速公路滑坡的数值模拟及后缘坡体稳定性分析

通过对诸永高速公路台州段1#滑坡(K120+085～K120+169)工程地质特征的分析,指出沿线区存在很多因修建公路引发的工程滑坡问题,然后采用边坡稳定性FLAC/Slope分析软件,对滑坡滑动前、后工况下稳定性进行数值模拟,并对滑移后的后缘坡体稳定性进行了数值分析.剪应变率云图和稳定性分析结果表明,滑动后的'后缘坡体仍处于不稳定状态,又形成了新的滑坡体.

作者：贺汇文龙建辉苏生瑞章健 HE Hui-wen LONG Jian-hui SU Sheng-rui ZHANG Jian 作者单位：长安大学,地质工程与测绘学院,陕西,西安,710054 刊名：地球科学与环境学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF EARCH SCIENCES AND ENVIRONMENT 年，卷(期)： 30(2) 分类号：P642 关键词：高速公路滑坡稳定性 FLAC/Slop 数值模拟

篇5：某高速公路软质岩高边坡稳定性分析

某高速公路软质岩高边坡稳定性分析

【摘要】为了确保高速公路的安全，采取经济有效的加固防护工程措施和正确进行高边坡稳定性分析是高边坡设计的两个重要方面。本文阐述影响边坡稳定性的因素，结合某山区高速公路路堑高边坡工程实例，对该边坡原有防治措施及施工过程中出现的问题进行分析评价，为类似的工程提供一定的设计和施工借鉴经验。

【关键词】高边坡软质岩稳定性

随着我国高速公路建设的发展，高速公路逐渐向山区发展。在山区高速公路工程建设过程中，作为连续带状建筑物，高速公路将不可避免地会完整穿越或部分穿越山体。其中部分穿越山体的路段需要对山体进行开挖，开挖后将形成高陡边坡，致使山体边坡应力重分布。根据以往工程经验，高陡路堑边坡可能会出现变形破坏，如滑动、边坡崩塌等，这将增大公路建设的工程总投资，甚至延误施工进度及工期，并影响日后运营安全。因此，对深挖路堑边坡的稳定性及防治措施的效果进行分析评价就有着非常重要的意义。本文以某高速公路软质岩高边坡为例，对软质岩深挖路堑的稳定性及防治措施进行简要分析，希望对类似的工程能够提供一定的借鉴经验。

1 影响边坡稳定性的主要因素

一个边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果，我们通常将导致边坡失稳的这些因素归结为两大类。一是外界力的作用破坏了岩土体原来的应力平衡状态，如路堑或基坑开挖、路堤填筑或边坡顶面上作用外荷载，以及岩土体内水的渗流力、地震力的作用等，改变原有应力平衡状态，使边坡坍塌；另一是边坡岩土体的抗剪强度由于受外界各种因素的影响而降低，促使边坡失稳破坏，如气候等自然条件使岩土时干时湿、收缩膨胀、冻结融化等，水的渗入、软化效应、地震引起砂土液化等均将造成强度降低。

边坡是否稳定受多种因素[1-3]的影响，主要有：

（1）岩土性质。岩土的成因类型、组成的矿物成分、岩土结构和强度等是决定边坡稳定性的重要因素。由（密实）坚硬、矿物稳定、抗风化性好、强度较高的岩土构成的边坡，其稳定性一般较好；反之就较差。

（2）岩体结构。岩体的结构类型、结构面形状及其与坡面的关系是岩质边坡稳定的控制因素。岩层的构造与结构的影响，表现在节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩土界面的'形态以及坡向、坡角等。

（3）水的作用。水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动态变化等；水的渗入使岩土体质量增大，岩土因被软化而抗剪强度降低，并使孔（隙）水压力升高；地下水的渗流将对岩土体产生动水力，水位的升高将产生浮托力；地表水对岸坡的侵蚀使其失去侧向或底部支撑等，这些都对边坡的稳定不利。暴雨、长期降雨以及融雪过后，边坡岩土体含水量增加甚至饱和，致使边坡岩土体强度降低，坡体下滑力增大，滑动面的抗滑力减小，从而导致边坡失稳。

（4）风化作用。风化作用使岩土体的裂隙增多、扩大，透水性增加，抗剪强度降低。风化作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化厚度以及岩石的机械、化学变化，同时引起地下水（降水）作用的变化。

（5）地形地貌。临空面的存在以及边坡的而高度、坡度等都是直接与边坡稳定有关的因素。平面上呈凹形的边坡较呈凸形的稳定。如边坡的高度、坡度和形态等；

（6）地震。地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低；另外，人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因素同样可能造成边坡的失稳。

2 工程实例

某山区高速公路ZK24+860～ZK25+080段左侧中风化砂岩挖方边坡长220m，最大挖方高度约53m。

2.1 地质构造

拟建道路ZK24+850～ZK25+100段左侧挖方边坡岩层呈单斜状产出，岩层产状210°∠35°。经对岩体露头进行裂隙调查统计，主要发育两组构造裂隙：

（1）组裂隙，产状为221°∠58°，微张～闭合，裂面附铁质膜，延伸大于1.1～2m，间距为0.30～1.00m；

（2）组裂隙，产状为95°∠52°，微张～闭合，无充填，延伸1.00～1.50m，间距为0.50～1.10m。

2.2 地层岩性

勘察区主要地层为第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）的粘土。下伏基岩为三叠系中统百逢组（T2b）砂岩。现由新至老，从上到下分述：

（1）粘土：褐色，可塑状，主要由粘土夹碎石组成，碎石粒径10～50mm，含量约占20%，稍密，稍湿。

（2）三叠系中统百逢组（T2b）砂岩。

砂岩：灰绿色～灰色，细～中粒结构，中厚层状构造。主要矿物为长石等，泥质胶结，岩体较完整，岩芯呈碎块状，属软岩。

3 边坡稳定性分析

线路左侧的边坡为挖方边坡，最大挖方高度为53m，边坡的稳定性分析如下：

由赤平投影图分析（详见图1），线路走向202°左右，与岩层倾向（210°）大角度相交，为切向坡，无外倾结构面，边坡的稳定性受岩体强度的控制。

考虑到该段边坡以上的实际情况，对边坡采用加设锚杆、锚索框架梁加固，并对加固后的边坡稳定性进行验算，为了简化计算过程，容重饱和状态下取23kN/m3。采用圆弧滑动、折线滑动和层面滑动稳定分析方法，滑动面参数的验算安全系数正常工况时取1.25，考虑地震的工况II时取1.1，据此对放缓坡率后的边坡稳定性进行验算，经验算，加固后的边坡均能满足边坡整体稳定性的要求。

4 施工中出现的问题

4.1 问题描述

在施工过程中，该段边坡整体稳定性较好，没有出现整体滑塌的情况或趋势，但边坡局部出现多次塌方的情况：第一次塌方，边坡已开挖至第二级边坡，边坡加固也同边坡开挖一起进行施做，塌方段落沿第三级平台往下垮塌，已施做的锚索框架梁下出现脱空的现象；第二次塌方，在第一次塌方还未治理完时，经历了一场大雨之后，该部位再次发生塌方，段落内沿第三级平台往下全部垮塌，已施工的锚索框架梁也因下部掏空而断裂破坏。分析该段边坡塌方的原因，均与降雨有关，每次塌方均发生在降雨的时候。

4.2 问题分析

在影响边坡稳定的诸多因素中，水对边坡的影响也是一个极其重要的因素，但往往会被人们淡化，甚至被忽略。水对边坡的影响主要表现在两个方面[4]：

（1）地下水影响。地下水是影响边坡稳定的一个重要因素，通常与大气降水、地面径流密切相关。它的作用是在岩体裂隙中产生静水压力和动水压力，减小摩擦力和增加岩体的下滑力。此外，地下水沿岩体结构面长期渗流，对于结构面的泥质物起到软化作用，降低岩体强度。

减少地下水影响的常用措施：用截水沟拦截大气降水的地表径流，用排水沟疏导地表水，用疏水廊道引排地面水流或在边坡表面打水平钻孔排泄边坡内部的积水等。

（2）降雨对边坡的影响[4]。对边坡而言，降雨的不利作用主要表现在降低岩体强度、抬高地下水位和加大边坡内孔隙水压力三个方面。

对于岩质边坡的稳定性来说，起控制作用的是岩体结构面的强度。水的介入对硬质结构面的强度并无多大影响，主要影响软弱结构面。软弱结构面遇水后，充填的软弱物进一步软化，其抗剪强度则显著降低，从而导致边坡失稳。在强风化带和软弱岩层区，灾害性滑坡常常发生。

一次降雨量使山体地下水位升高的幅度与水文地质条件有密切关系。在有些条件下，地下水位能大幅度升高，而在另一些条件下，水位升高可能极为有限。一般来说，当岩体不是特别厚，山坡较缓且地下水位在弱风化层以上时，由于岩体孔隙率大，水位上升需要更多水分供给，同样的降雨条件，水位上升幅度小。同时由于裂隙发育，岩质破碎渗透系数大，水位升高后很容易排走。

降雨使得地下水位上升，使边坡内孔隙水压力加大。强度超过入渗率的降雨历时越长，孔隙压力也越大。虽然这一孔隙压力是暂态的，降雨停止后能以较快的速度消散，但如果量值较大，则对边坡稳定的影响不容忽视。

该段边坡出现的两次局部塌方均与降水有关，两次塌方均发生在降雨的过程中。

5 结语

（1）高速公路挖方路堑边坡防护中，在保证边坡整体的稳定性的前提下，边坡的局部稳定性也必须予以重视；（2）水对边坡的影响是至关重要的，设计时，必须要充分考虑降水、地下水等水体对边坡可能造成的破坏，并提出相应的防治措施；（3）施工人员应结合设计文件，并根据施工现场的具体情况，及时作出应对措施，认真、及时地施做各种防排水设施，使地表、地下水及降水尽快的排出坡体，以减少水对坡体的破坏作用，保证边坡的稳定；（4）在地下水或雨水丰富的区域，路堑边坡的防、排水设施必须与边坡同步施工。

参考文献：

[1]张先良，李夕兵.边坡稳定性分析研究[J].西部探矿工程，（2）：1-2.

[2]田华.影响边坡稳定的因素分析[J].山西水利，（3）：63，75.

[3]杨金灿.土质边坡变形及稳定性的影响因素分析[J].海峡科学，2009（2）：44-46.

[4]蒋鹏飞，李志勇，舒安平等.公路边坡防护技术[M].人民交通出版社，（1）：7-8.

篇6：软弱结构面的岩质边坡稳定性分析

极限平衡法等计算方法是边坡稳定分析的传统方法，这种分析方法所得结果偏差和误差较大，实际应用价值较低，因而这些方法逐渐被新的方法所代替。岩土工程的多年发展中，创造了有限元强度折减法，其可提升岩质边坡稳定性的评估准确性，而较为准确的结果将为工程设计、施工及后续管理提供有效的数据支持，对于整个工程项目具有重要意义。

1 边坡稳定性计算方法

由于极限平衡法难以准确评估边坡体内应力，同时也不能分析出应变效果，因而本文选择有限元强度折减法作为计算方法，以保证内应力和应变效果。

有限元强度折减法是基于弹塑性有限元计算的一种方法，以C、φ作为岩土体强度指标，F为折减系数，C、φ除以值相应的F，得到一组C’、φ’，作为新材料参数;C’、φ’会重新代入到有限元计算程序中，如此循环，直到临界破坏状态判定条件(给定)与当边坡岩土体相符时，停止运算，此时对应的F值就是最小安全系数，将最小安全系数代入图1中(1)式，得到参数C;将最小安全系数代入图1中(2)式，得到参数φ。此外，参数

E和v分别是弹性模量和泊松比，两者数值为定值，C、φ值变化对其无影响。作者简介：施戈亮，女，(1983. 11-)专业技术初级职称。湖北武汉。研究方向：岩质边坡稳定性分析;玻璃幕墙建筑防火性能分析。

2 工程实例

2.1 工程概况

本文选择我国东南沿海地区某工程作为研究案例。该工程为建筑工程，工程实地存在软弱岩脉风化成的软弱夹层。工程边坡属于残丘坡地，自然坡度约为35，呈现中间高两侧低的地貌，现场开挖成阶梯状斜坡，高25 m，宽150 m。为保证建筑物安全性，要进行稳定性分析，并据此作加固处理。揭露场地地层后发现，具体分为四个岩层分别为杂填土层、残积粉质黏性土层、风化夹层、全风化花岗岩，厚度分别为1. 1～1.6 m，1.5～6.7 m，1.1-2.3 m，3.4-6.7 m。

2.2 边坡稳定性计算

采用软土蠕变单元模型进行数值模拟，并运用有限元强度折减法进行计算。边坡岩土体的抗剪强度是边坡失稳主要影响因素，若边坡岩土体破坏极限小于最大剪应力，边坡就会发生失稳，进而被破坏，本案例研究结果显示：沿软弱阶层处岩土体已经发生了滑动，滑动相对位移较大，需要进一步探明边坡的.稳定性(变形)受弱夹层岩土体力学参数的影响，从而确定软弱夹层与边坡整体稳定性间的关系。

本案例的不同抗剪强度指标下软弱夹层边坡稳定系数如图2所示，根据此稳定性参数数值，C和φ(黏聚力和内摩擦角)随着软弱夹层数值逐渐增加，而相应的边坡稳定系数也呈现上升趋势;当C>21 kPa，且内摩擦角>25。时，边坡稳定系数逼近1. 30，此时边坡稳定性较好，属于相对稳定状态。

通过以上分析可知，边坡的稳定性主要受软弱夹层处岩土体力学参数的影响，其力学参数对边坡稳定性具有决定性作用。事实上，软弱结构面本身的特殊结构，使其呈现出不同的物理力学特性，但是软弱基层会受到环境条件的影响。若空气较为干燥，且边坡密封较好，那么深入内部的雨(水)量就会相应较少，同时若地下水位浮动不大，对岩土体影响不大，那么其软化作用也较小，该条件下软弱夹层的C和φ等抗剪强度指标上升，会处于较好的水平，边坡稳定性相对较高，边坡变形概率较小。反之，若上述条件都处于不利状态，如密封不好、空气潮湿、地下水位突然上升等，任意一种因素都会影响到软弱夹层，进而促使抗剪强度指标从较优秀水平开始下降，这样无法有效保证边坡的稳定性，甚至会发生边坡破坏的问题。

3 结论

通过对上述案例分析，结合工程实践经验，本文总结了以下结论：

(一)若边坡岩土体存在一些软弱夹层，且伴有原生及次生裂隙，那么结构面本身的稳定性会较低，若充填物结构疏松，挖凿边坡时极容易发生崩塌，导致边坡破坏。

(二)软弱夹层的剪应力是从上部土层开始向向下土层逐渐传递至深部，当软弱夹层处有突变达到最大值，那么软弱夹层处会减弱变形传递效应，此时位移呈现逐渐减小趋势。

(三)雨水和地下水都会影响软弱夹层处抗剪强度指标，一旦软弱夹层处渗入一定量的水，就会使其填充物发生泥化和膨胀作用，进而降低结构面强度，从而导致边坡沿软弱夹层稳定性下降，出现变形和滑动。

参考文献：

[1]高峰，李俊，地震作用下滑坡的稳定性分析及治理[J].重庆交通大学学报.2011，30(1)：156.

[2]林瑚旺，刘成禹，福建省花岗岩残积土边坡的破坏特点[J].中华民居：学术刊，2011.(12)：133-435.

[3]李龙起，罗书学，魏文凯，等，降雨入渗对含软弱夹层顺层岩质边坡性状影响的模型试验研究[J].岩石力学与工程学报.，32(9)：1772-1778.

[4]张晓平，吴顺川，张志增，等，含软弱夹层土样变形破坏过程细观数值模拟及分析[J].岩土力学.， 29(5)：1200-1204.

篇7：骊山滑坡Ⅱ区变形稳定性分析

骊山滑坡Ⅱ区变形稳定性分析

骊山滑坡位于西安市临潼区骊山北坡,按稳定程度将其分为六个区.I区位于华清池正上方、三元洞上下,经详勘查明是潜在的黄土及浅层基岩沿破碎基岩中缓倾角断层滑坡,已于至进行了工程治理,目前该区基本稳定.II区为晚照亭下方的隆起部分,以破碎基岩错落为主,上覆第四纪崩坡积物,多年来一直在发生变形.本文结合II区地质地貌及地层岩性,对多年的`监测资料进行综合分析,得出该区目前的稳定性评价,为进一步做好防灾减灾工作提供依据.

作者：陈桂贤宋瑞刚李春厚 Chen Guixian Song Ruigang Li Chunhou 作者单位：西安市地质环境监测站,陕西,西安,710600 刊名：防灾科技学院学报英文刊名：JOURNAL OF INSTITUTE OF DISASTER-PREVENTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 11(2) 分类号：P642.22 关键词：骊山滑坡破碎基岩变形监测稳定性

篇8：高速公路边坡稳定性分析及其治理

高速公路边坡稳定性分析及其治理

文章分析了边坡破坏的原因,总结了边坡破坏的类型以及发生的条件,提出了实际工程中常用的边坡治理措施,为边坡治理提供了参考依据.

作者：李敏安建文作者单位：鄂尔多斯市东宇道路规划设计有限公司,内蒙古,鄂尔多斯,017000 刊名：内蒙古科技与经济英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U418.5+2 关键词：高速公路边坡路基稳定性治理措施

★ 某高速公路滑坡的数值模拟及后缘坡体稳定性分析