山体边坡稳定性分析

2024-10-14

山体边坡稳定性分析（共6篇）

山体边坡稳定性分析篇1

摘要：针对江门市某公司区域内山体边坡的物质组成、结构特征和裂隙特点, 采用赤平投影的和圆弧滑动法两种方法对其稳定性进行分析, 得出了边坡不稳定的结论。

关键词：边坡,稳定性,赤平投影,圆弧滑动法

(一) 自然环境及地质概况

1. 气候、水文

江门市位于北回归线以南, 地处低纬度地区, 属南亚热带季风气候。据1957~1985年的气象资料记载, 年平均气温为21.8℃。最高气温出现在7月, 平均28.3℃。最低气温1月, 平均13.4℃。年平均降水量1784.6mm, 年内降水6月最多, 287.3mm, 12月和1月最少, 分别有19.4 mm和32.8mm。暴雨降水 (日雨暴≥80.0mm) , 年平均2.6天。

2. 地形地貌

江门市某公司位于剥蚀残丘及山前冲积地貌区。其北侧为天沙河的一支分流水沟。边坡坡脚高程为9.2~10.6m, 坡顶高程为17.7m, 相对高差约7m。 (提供的高程为相对高程, 以边坡北侧砼8地面为10.0m起标。)

3. 地质特征

(1) 根据本次勘察深度范围内揭示的岩土层物理力学性质、成因类型共分4层。

填土:均厚0.88m。属近期人工堆积物。黄褐色。主要成分为粉质粘土。稍湿, 松散。顶部多见0.2m的混凝土路基。该层主要分布在坡脚。

粉质粘土:均厚4.1m。属残积土。浅黄色, 黄褐色。主要由粉粒与粘粒组成。稍湿, 硬塑状, 局部见坡积土。N'=15~23击, fak=200kpa。

全风化千玫岩:全区普遍见及。均厚5.56m。黄褐色。千枚状构造, 长石已全部高岭土化。硬塑~坚硬状。N'=25~41击, fak=400kpa。

强风化千玫岩:全区普遍见及。揭露均厚8.76m。属寒武纪牛角河组地层。倾向110~150°、倾角12~20°。黄褐色, 深灰色。千枚状构造。具清晰褶皱挠曲现象。主要组分绢云母、少量石英、长石。长石部分高岭土化, 呈丝绢光泽。手捏易碎, 遇水易软化。充填淋漓铁质薄膜。N'=37~124击, fak=600kpa。该层强风化千枚岩产状D为:104°∠25°;见两组主要裂隙, 见表1。

(2) 地下水概况

场区填土呈松散状, 透水性较好;残积粉质粘土属弱透水层;全、强风化千枚岩属隔水层。勘察期间测得地下水位测得地下水稳定水位埋深为2.05~5.30m。

(3) 区域地质构造及地震效应

根据1995年版1∶50000江门幅区域地质调查成果资料和实地勘查、钻探、未发现暗穴、暗沟等不良地质现象, 亦未见断裂、构造破碎带, 故场区地质构造简单。

根据《中国地震烈度区划图 (1990) 》的划分, 江门市处于东南沿海地震带中段后缘, 为地震内带, 基本烈度6度, 属少震区。场地地震裂度Ⅵ度

(二) 边坡特征

边坡体主要由粉质粘土构成, 且大部份分布在边坡的北边, 仅少量分布于南部, 长度为591m, 占勘察边坡总长的83.35%, 中风化岩质边坡分布于南部, 长度为118m, 占勘察边坡总长的16.65%。

边坡倾向多在265~300°之间, 个别13°~28°。北部土质坡角较缓, 坡脚在30°~55°之间, 南部岩质边坡较陡, 坡角在65°~75°, 个别达到80°。北部土质边坡到勘察为止, 尚未见坍塌, 滑坡等不良地质现象。

勘察场区南部边坡, 特别是中等风化岩部分, 是人工开挖使得该段边坡变陡, 岩石应力场发生了变化;其次是受到近期的连场暴雨的影响, 雨水的渗透、冲刷, 岩土层及结构面的力学参数大为降低, 从而破坏了已有的平衡, 出现了大面积的坍塌, 小规模的滑坡等现象。勘察期间发现最大的滑动面达4×1.5m的滑坡体。而且受到雨水侵, 大有发展的趋势。是本段一典型的不良地质现象。

(三) 稳定性分析

该边坡由岩质和土质边坡两部分构成, 对于岩质边坡采用赤平投影的方法对其稳定性分析, 对于土质边坡采用圆弧滑动法对其稳定性分析。

1. 赤平投影分析

下面用赤平投影方法对质边坡的稳定性进行分析如 (图1) 。边坡产状采用330°∠45°。裂隙L1与L2交线的倾伏向与边坡的倾向夹角为13°, 夹角较小, 表明由裂隙L1与L2结构面切割的岩块处于不稳定状态。裂隙L1与层理D、裂隙L2与层理D交线的倾伏向与边坡的倾向反向大角度相交, 夹角分别为150°和82°, 即裂隙L1、L2与层理D结构面切割的岩块处于稳定状态。综上所述, 岩质边坡被裂隙L1、L2和层理所切割的岩块处于不稳定状态。

L1-裂隙产状;L2-裂隙产状;D-地层产状;P-边坡产状

2. 稳定性计算

利用实测的四个断面, 使用北京理正软件设计研究院的《边坡稳定分析系统》对边坡稳定性验算计算, 计算参数综合考虑边坡形态、组成物质及各岩土层的工程力学性能等因素按表2进行选取, 计算方法采用圆弧滑动法, 计算结果见表3。

备注:带*号数值为经验值

从表3可看出:在天然条件下, 勘察范围的边坡仅在Ⅳ剖面附近的局部坡段稳定性系数大于1.25, 而其它大部分坡段稳定性系数均小于1.25;在饱和状态下, 勘察范围的边坡稳定性系数均小于1.25。按《建筑边坡工程技术规范》 (GB50330-2002) 表5.3的有关边坡稳定性评价的规定, 当安全等级为二级的边坡的安全系数小于1.25时, 必须对该范围进行边坡治理。

(四) 结束语

根据江门市某公司区域内山体边坡的物质组成、结构特征和裂隙特点, 采用赤平投影的和圆弧滑动法两种不同的方法对其稳定性进行分析, 两种方法都说明边处于坡不稳定状态。

参考文献

[1]1∶50000江门幅区域地质图及报告[R].1995.

[2]GB50330-2002, 建筑边坡工程技术规范[S].中华人民共和国建设部, 2002.

加强公路边坡稳定性的措施分析篇2

关键词：公路边坡稳定性

0 引言

随着社会经济的飞速发展，高等级公路的建设已深入到全国各地，但是由于公路等级的提高，地形困难路段修建的公路越来越多，有时候边坡问题制约了我们公路建设的进度、质量和投资控制，也影响到今后公路的养护和环境保护。从新闻中我们也看到往往连续几场大雨过后，一些边坡滑动、崩塌和冲刷十分严重，影响较大。因此，公路边坡问题的重要性已是提到议事日程的重要技术问题之一。

1 公路边坡失稳的分类

1.1 滑坡滑坡是路基山坡土体或岩体由于长期受地下水、地表水活动的影响使其结构逐渐失去支撑力，在自重的作用下，整体沿着一定软弱面向下滑动。滑坡按其引起滑动的力学特性来区分，可分为牵引式和推移式滑坡。牵引式滑坡是下部先滑动，使上部失去支撑而变形滑动，一般速度较慢，横向张性裂隙发育，表面多呈阶梯状或陡坎状。推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，滑动速度较愉，滑体表面波状直伏，多见于有堆积手分布的斜坡地段。

1.2 崩塌崩塌是整体岩土块脱离母体，突然从较陡的斜坡上崩落下来，并顺斜坡猛烈翻转、跳跃，最后堆落在山脚。其具有突发性，危害较大。

1.3 剥落即边坡表层受风化，在冲刷和重力作用下，不断沿斜坡滚落。

2 公路边坡稳定性评价

2.1 边坡稳定性评价依据在对边坡进行稳定性评价之前，需要搜集工程地质环境资料，这既是选取边坡稳定性评价方法的依据，也是边坡稳定性评价的基础性资料。

2.2 边坡稳定性分析边坡稳定性问题一直是边坡工程中的一个重要研究内容。边坡稳定性分析主要采用定性与定量相结合的评价方法，根据2种方法的评价结果，得出统一结论，确定该边坡的治理措施。

2.2.1 稳定性定性分析边坡稳定性定性分析能综合考虑影响边坡稳定性的各种因素，并可快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势做出评价。①公路路线设计中的边坡处理分析。目前公路沿线景观上的“黄土高坡”偏多，滑坡、崩塌也时常发生。这与公路平纵面设计是否恰当关系较大。首先山区公路应用足最低技术标准，宜弯则弯，宜坡则坡，不要片面追求路线平直，减少大填大挖。二是要充分利用地形。过去低级公路是“就地扒”，高等级公路不行了。但应尽量减少破损山体。三是要充分且恰当的利用人工构造物的作用。②关于支挡结构问题分析。随着科技的发展进步，人们已从传统的被动支挡发展到考虑加固岩土体自身，改善其力学特性，加强其整体性达到稳定边坡的目的。这方面比较成熟的技术有：通过灌浆或高城市喷射注浆加固岩土体、加筋土、锚喷支护及预应力锚索等。这项技术可以说是边坡稳定防护技术的主要方向。③地貌形态及地质条件对比分析。边坡失稳是在一定地质条件下产生的，它的形成具备一定的不良地质基础，有其发育阶段的微地貌特征和地表迹象。因此，可以将需要判断边坡稳定性斜坡的地层、岩性、地质构造、水文地质条件、软弱夹层和滑带土性质等与周围的稳定斜坡、类似地质条件下的稳定斜坡和不稳定斜坡及不同滑动阶段的边坡进行对比分析，结合地质条件的可能变化，分析判断边坡的稳定性。

2.2.2 稳定性定量分析边坡稳定性定量分析评价是在定性分析评价的基础上，根据勘察所确定的边坡地质剖面，采用静力平衡理论计算拟评价边坡的稳定系数，根据计算得的稳定系数来评价边坡的稳定性。目前工程中常用的定量分析评价方法主要是传递系数法。

3 加强公路边坡稳定性的措施分析

3.1 对滑坡路基病害的预防及治理

3.1.1 防治原则 ①预防。对有可能新生滑坡的地段或可能复活的古滑坡，应采取必要的工程措施，以防止产生新的滑坡或古滑坡的复活。②治早。滑坡的发生与发展，是有一个过程的，早期整治，能收到事半功倍的效果。③一次根治与分期整治相结合。滑坡一般应一次彻底根治，不留后患。但对规模较大、性质复杂、变形缓慢，一时尚不致造成重大灾害的滑坡，也可在全面规划下，分期整治。同时注意观测每期工程效果，为确定下期工程提供依据。

3.1.2 防治措施应在弄清滑坡成因的基础上，对诱发滑坡的各种因素，分清主次，采取相应的工程措施。常用的防治对策有排水、减重、支挡、改善土体物理力学性质等。①排水措施。滑坡的发生和发展都与水的作用有关，排水是防治各类滑坡之本。但应根据具体情况，采用切合实际的排水方式。②减重措施。当滑动面不深，且滑体呈上陡下缓状，滑坡范围外有稳定的山坡，滑坡不可能向上发展时，在滑坡上部减重，以减小滑坡的下滑力，是一种操作简单、经济实惠的防治措施。将减重的土体堆在坡脚反压，以增加抗滑力，效果更好。③支挡措施。根据滑体推力的大小，可以选用适当的支挡结构防滑。

抗滑挡墙。施工方便，稳定滑坡收效快。抗滑挡墙多为重力式，石砌，也有用混凝土或钢筋混凝土的。

抗滑桩。它具有对滑体扰动少，操作简便，工期短，收效快，对行车干扰小，安全可靠等优点。

锚杆挡墙。用于薄层块状滑坡或基岩埋深较浅、滑体横长滑面较陡的滑坡。

抗滑明洞。若滑动面的下缘处在边坡上的较高位置，可视地基情况设置坑滑明洞，洞顶回填土石支撑滑体，或滑体越过洞顶落在线路之外。但这一措施对行车干扰大，施工困难，造价昂贵，只有在其他措施难以奏效时采用。④改善滑坡土体的物理力学性质。用物理化学方法，加固和稳定滑坡⑤改线绕避。上述整治措施难以奏效时，在经济技术合理情况下，可以考虑改线绕避。

3.2 对崩塌这一常见的路基病害的防治公路边坡崩塌是较常见病害，它危害严重，经常阻断交通。崩塌与滑坡的明显区别是：崩塌发生急促，破坏体散开，并有倾倒、翻滚现象；而滑坡体一般总是沿着固定滑动面整体地、缓慢地向下滑动。路路堑开挖过深，边坡过陡，或由于切坡使软弱结构面暴露，都会使边坡上的岩体失去支撑，在水流冲刷或地震作用下引起崩塌。防治崩塌的措施主要有：①路基上方的危岩及危石应及时检查清除，特别在雨季前要细致检查。如有威胁行车安全的路段，可根据地形和岩层情况，采用嵌补、支顶的方法予以加固。②在小型崩塌或落石地段，应尽量采取全部清除的办法；如由于基岩破坏严重，崩塌、落石的物质来源丰富，则宜修建落石平台、落石槽等拦截结构物③由于存在软弱结构面而易引起崩塌的高边坡，可根据情况采用支挡墙或支护墙等措施，以支撑边坡，并防止软弱结构面的张开或扩大。④对边坡坡脚因受河水冲刷而易形成崩塌者，河岸要做防护工程⑤在可能发生崩塌的地段，必须做好地面排水设施。

综上所述，在公路建设中需要选用合理的方法评价其边坡稳定性，根据评价结果确定合理的边坡治理措施进而做到既保证公路运营的安全，又节约投资。

参考文献：

[1]廖钰然，赵立铨.浅谈公路边坡滑坡的稳定性[J]黑龙江科技信息2008(11).

[2]罗超俊.公路边坡滑坡稳定性[J].中国科技信息.2005.(18).

磷矿地下开采山体稳定性综合分析篇3

1 工程实例

某地的磷矿区的开采主要是第二块矿床, 该地的矿床主要主要分布在自然坡角为30度至65度之间, 有的地区已经达到了85度到90度。该地的矿床开采方法有房柱开采方式, 这种方法主要是留设一部分的点柱。由于该地的海拔差比较大, 而且周边的环境也比较复杂, 有一些居民区在内。因而在开采过程中, 需要进行实地考察, 然后进行科学的规划。因为地下开采过程中可能会发生一些坍塌事故, 自然坡体失稳现象也是比较容易出现的, 所以需要对其稳定性进行预测分析。

这种磷矿地的第二块矿地处沉积地层, 根据相关的工程资料可以得知, 该磷矿地的岩石层中, 一些岩石处于发育状态, 并且还有一些断层的现象。有的小型断层问题比较突出, 这样对矿体本身的稳定性就造成了一定的破坏。根据相关工作者的实地调查以及相关理论分析, 得到了一些可靠性数据, 现场实际测量得到的工程参数如表1所示:

2 磷矿地下山体稳定性预测数学模型

经过相关的调查研究了解到, 在磷矿的开采过程中, 主要是从地下工作开始, 这就容易造成上部的地势出现沉降或者变形的情况, 这种现象是一种不确定性的并且具有一定的模糊现象, 因此需要建立相关的数学模型来具体进行分析。查阅相关资料可以了解到, 地下开挖时地表下沉的计算公式为:W (x, y, z) =k1k2M (A1) M (A2) , 在这个公式中, k1表示为下沉系数, 通常用一个不确定的常数来表示。磷矿在开采时, 通常会涉及到矿的厚度, 为了方便计算通常用k2来表示。 (A1) M (A2) 来模糊测度, 分别用下面公式来表达:

如果地表为山地时, 用下面的公式来表示:

在公式中, 影响的范围用R来表示;B代表的是影响的范围角度;D1的取值在零至L之间, L代表的是横向开采时的宽度;D2的取值在零到L1之间, L1表示的为纵向开采时的宽度。

开采的深度用H来表示, a表示为地表自然坡度角度。

通过上述的公式, 大大方便了开采的工程效率, 能够有效地对山区的磷矿的移动以及岩体变形问题进行深入研究, 从而实现地质有效地预测与分析, 相关的参数可以采用BP神经网络的方法进行确定。在磷矿地下开采过程中, 其地质一般都比较的脆弱, 因而山体的抗拉强度要比其他的抗压强度低很多, 在拉伸的过程中可能会造成岩体破坏的情况。尤其是在井下进行拉伸工作时, 要考虑到安全性的影响, 尽量避免在开采过程中出现巷道以及岩体崩塌的事故。综上所述, 采用数学模型来分析, 通过观测拉伸形变度来判断岩体的稳定性, 或者来分析岩体的开裂程度, 具有一定的科学合理性。

3 分析方法

在众多的分析方法中, 极限平衡法是一种比较常见的方法。根据工程的实际情况分析可知, 本工程中主要采用的分析方法为人工神经网络理论以及房柱法回采的方案来进行。

3.1 人工神经网络 (AN N) 法

在采用人工神经网络进行自然坡稳定问题分析的过程当中, 会受到各种因素的影响, 为了能够尽可能地降低各种因素对于自然坡稳定性分析的影响。文章结合具体的工程实例以及所总结的工程数据, 将以下几个数据作为神经网络的输入信息, 岩体容重Y、内聚力c、内摩擦角、边坡高度H、边坡角和孔隙水压力系数。将边坡的稳定安全系数当做是网络输出, 结合当前已有的文献, 进行了隐含层单元个数的计算, 并建立出了山体稳定性分析的BP神经网络结构模型。

3.2 房柱法回采

在开采过程中, 点柱的设置要掌握一定的工艺、通常需要注意以下三个方面:1) 对于形状的把握要注意一定的技巧, 通常选择长方形的点柱, 这样方便长度以及宽度方向的走向布设, 对于已经开采过的矿区上部的稳定性具有一定促进作用。2) 对于矿区的回采地段, 应该采用房柱法, 这种方法的主要原理就是在采矿区的地表建立可移动的观测站。这样不仅能够提高工作人员的工作效率, 有效地获取可靠资料, 而且能够观测到岩体的变化动态, 进而能够分析出岩体移动趋势, 从而为后期的开采工作提供了一定的参考。3) 因为山体的地质条件比较复杂, 因而开采顺序也需要格外注意, 最不利的回采顺序为从山坡脚向山体内部推荐的顺序, 这样能够增大岩体的水平位移与变形拉伸度。这种顺序不利于开采的顺利进行, 而正确的回采顺序应为峰顶向下的开采顺序, 由里向外推进, 这样能够保证山体的稳定性, 其对岩体的水平位移以及拉伸变形度有一定的限制作用。因而在磷矿地下开采时, 应大力推广这样的顺序。

4 结束语

综上所述, 通过上述的工程案例分析, 通过建立数学模型, BP神经网络法以及房柱法回采的开采顺序, 对磷矿开采工作中山体稳定性分析具有一定的参考价值, 这种综合分析的方法, 在对开采过程中山体稳定性预测也提供了一定的方法, 从而方便工作者对山体失稳问题给予了一定的解决对策。

摘要：文章主要论述了在地下开采过程当中, 对于边坡稳定性造成影响的有关因素, 结合开采现场所勘察的有关资料, 进行了BP神经网络模型的建立, 论述了对于磷矿地下开采山体稳定性综合分析注意要点以及重要意义。

关键词：地下开采,山体稳定性,BP神经网络,综合分析

参考文献

[1]李文秀, 乔金丽, 杨洪海等.翔宇磷矿山体下开采安全预测与技术决策[J].岩石力学与工程学报, 2012.

堆积体边坡稳定性分析研究现状篇4

【关键词】堆积体；边坡；稳定性分析；研究现状

0.引言

我国是一个地质灾害十分频繁的国家，尤其是我国西南地区，不仅地质灾害数量多，而且灾种全。其中崩塌、滑坡、泥石流等浅层表生地质灾害异常突出，分布有大量的由滑坡堆积、崩塌堆积、残积层、冰溃堆积、坡积物等组成的松散堆积体斜坡[1]。与此同时，西南地区一系列大型乃至巨型正在建设或规划中的水电站相继开工建设，在复杂地质环境和大规模工程活动、水库蓄水及暴雨等复杂条件下，可能会有大量的水库库岸堆积体边坡发生变形甚至失稳破坏。

水库库岸堆积体边坡失稳的代价是巨大的。斜坡或边坡作为一种人类不可回避的地学环境与工程形式，总是伴随着人类的工程活动，人类为了安全始终关注着边坡的稳定性。一百多年来，人们对边坡变形过程、失稳形式、失稳机制、稳定评价及滑坡预测预报等进行了广泛的研究，借助数学、力学和计算科学理论与方法，试图对边坡的稳定、演化及滑坡的预测预报进行研究，并应用到工程实践中。

1.土坡稳定性分析理论研究现状

1.1边坡稳定性分析现状

边坡失稳作为普遍存在的工程问题受到国内外学者的重视。对此课题的研究，国内外都经历了从实践积累到理论归纳，再实践，再归纳，并逐步总结提高的过程。十九世纪末二十世纪初，随着发达国家的大规模土木工程建设，大量边坡工程问题、特别是滑坡问题随之产生，并造成了很大损失，人们开始应用材料力学和近代土力学的理论对边坡问题进行半经验、半理论的研究。上世纪五十年代，我国学者引进了前苏联的工程地质分析的体系，继承和发展了地质历史分析法，着重研究边坡的工程地质背景和边坡类型的划分，以此进行边坡的工程地质类比分析，在滑坡的分析和研究中取得了一定的成果。

1.2边坡稳定研究方法现状

研究边坡稳定的方法主要有：“地质历史分析”方法、极限平衡法、概率分析法、极限分析法、数值计算分析方法、物理模拟法、非线性方法等。现将主要边坡稳定性评价方法列述如下：

（1）“地质历史分析”方法：五十年代，我国许多工程地质工作者在滑坡研究中采用了苏联的“地质历史分析”方法[4]，但该方法偏重于定性描述和分析。

（2）极限平衡法：极限平衡法是一种定量方法，也是工程中使用最多、最成熟的方法，其理论基础为极限平衡理论。它通过分析在临界破坏状态下，土体外力与内部强度所提供的抗力之间的平衡计算土体在自身和外荷作用下的稳定程度。同时，根据假设不同而形成不同方法，具有不同的适用范围。

（3）极限分析法：岩土工程极限分析是典型的塑性极限分析问题。塑性极限分析对象包括塑性区Gussmnna.P提出了运动单元法，以莫尔一库仑岩土介质为研究对象，采用离散技术与现代数值手段，通过运动分析、静力分析和求多变量目标函数值的优化分析，有效地分析了地基极限承载、挡土墙极限土压力及斜坡稳定性问题。

（4）数值计算分析方法：数值计算方法上，随着计算机的普及和发展，出现了一批以弹性力学、结构力学为基础的数值计算方法：FDM（有限差分法）、FEM（有限单元法）、DEM（离散单元法）、DDA（不连续变形分析）、FLAC（快速拉格朗日插值）、NNM（流形元方法）等。

（5）非确定性分析方法：该方法的评价基础是工程地质类比法、滑坡静态规律的认识以及预测科学的一般原理。随着概率论、数理统计、信息理论、模糊数学等方法用于滑坡预测，目前已形成了多种预测模型。其预测成果可相互对比、检验，使预测成果更具合理性、科学性。目前常用的非确定性定量分析方法主要有以下几种[7]：①经验方法；②数理统计方法；③信息模型法；④模糊数学评判法；⑤灰色系统方法；⑥模式识别方法；⑦非线性模型预测法；⑧人工智能法。

其中，数值计算分析方法又可以分为如下几种：

①有限单元法（FEM）：该方法是目前应用最广泛的数值分析方法。它能够考虑滑坡体的非均质性、不连续性等特征，考虑岩体的应力应变特征，避免将坡体视为刚体，能够切实地以应力、应变为变量分析边坡的变形破坏机制，对了解滑坡的应力分布、应变发展很有利。其不足之处是：数据准备工作量大，而且原始数据易出错，不能保证整个区域内某些物理量的连续性；对解决无限性问题、应力集中等问题精度较差。

②边界单元法（BEM）：该方法只需对已知区域的边界进行极限离散化，具有输入数据少的特点。其计算精度较高，在处理无限域方面有明显的优势。其不足之处为：一般边界元法得到的线性方程组的关系矩阵是满的不对称矩阵，不能采用有限元中成熟的求解稀疏对称矩阵的解法。另外，边界元法在处理材料的非线性严重不均匀的滑坡问题方面，远不如有限元法。

③快速拉格朗日分析法（FLAC）：为了克服有限元等数值分析法不能求解岩土大变形问题的缺陷，人们根据显式有限差分原理，提出了FLAC数值分析方法。该方法较有限元方法能更好地考虑岩土体的不连续性和大变形特征，求解速度较快。其缺点是同有限单元法一样，计算边界单元网格的划分带有很大的随意性。

④离散单元法（DEM）：该方法可以直接反映岩体变化的应力场、位移场以及速度场等各个参量的变化，也可以模拟边坡失稳的全过程。另外，该方法特别适合块裂介质的大变形及破坏问题的分析，但所需计算时步非常小，阻尼系数也难以确定。

⑤块体理论（BT）：该方法是以构造地质和简单的力学平衡计算为基础，利用拓朴学和群论提出的一种评价三维不连续岩体稳定性的方法。随着关键块体类型的确定，块体理论能够找出具有潜在危险的关键块体的临空面位置及分布。

除以上几种方法外，近几年还出现了如无界元（IDEM），不连续变形分析（DDA）等方法。此外，由于工程实践的需要，出现了多种数值方法的算法，使滑坡稳定分析数值方法化的趋势更加明显。但数值分析方法也存在着不足：由于地质条件的复杂性及认识的局限性，往往使计由于计算参数的选取是以某种简化为基础的，与实际存在一定误差，继而影响了计算结果的精度[5，6，7，8，9，10]。

1.3边坡参数选取研究现状

边坡的静力稳定研究中，计算采用参数的准确程度会对边坡稳定的评价结果产生重大的影响，因此，本节对边坡物理力学参数选取的研究现状进行论述。

当前国内外岩体力学参数选取研究的总趋势是有经验、半经验、精度较低的数值计算方法向考虑多种因素影响，计算过程复杂、精度较高代表性较强的数值中计算分析法发展。尤其是计算机的使用，使这一领域的研究加快。岩体力学参数选取常用的方法有点群中心法、优定斜率法、最小二乘法、随机一模糊法等。点群中心法由于人为因素影响过多，目前已不常采用，国内对于岩体力学参数的研究主要是从岩体力学参数本身所包含的随机性和模糊性出发，应用随机理论和模糊数学的方法，对试验所得的数据进行分析以获得更为逼近岩体力学实际参数的“真值”[11]。

1.3.1水库库岸堆积体边坡塌岸范围预测方法研究现状

水库蓄水运行过程中，库岸所处的地质环境将发生改变，自然平衡条件遭到破坏，引起岸坡变形失稳，库岸线也逐渐后退，直至达到新的平衡状态为止，这一过程称为库岸再造。库岸再造是一个十分复杂的动力地质过程，受岸坡物质组成、结构特征、形态及水流等多因素控制，塌岸过程复杂，尚无法精确地通过数学计算式来表达。

1.3.2地震作用下边坡稳定性分析研究现状

地震边坡稳定性研究是边坡稳定性研究的重要方面，是岩土工程和地震工程中关心的重要问题之一。刘红帅等认为，从地震作用下是否考虑边坡岩体参数的不确定性的观点来看，岩土边坡地震稳定分析方法可分为确定性方法和概率分析方法两大类；从边坡稳定性计算中对地震动作用的不同处理方式来看，岩土边坡地震稳定性分析方法宜分为拟静力法、滑块分析法、数值模拟法和试验法四大类[5，10，12-18]。

2.结束语

目前，我国的大部分已建、正在兴建和规划中的水利水电工程都在该地区。水利工程中库岸边坡的滑动范围和稳定性问题是大坝安全、社会效益和水利工程经济效益考虑的重要因素之一。同时，西南地区地壳活动频繁，地震震级高、强度大，大量库岸边坡都是重力崩塌堆积体。西南堆积体边坡，考虑地震作用下修正塌岸预测方法中图解法，并将其用于预测边坡滑动范围；与实际情况对比进行反分析，藉此评价堆积体边坡震后滑动范围图解法反分析在工程上的适用性。

【参考文献】

[1]丁秀美.西南地区复杂环境下典型堆积（填）体抖坡变形及稳定性研究.成都理工大学，2005，1.

[2]曹毅然等编.国土资源部实物地质资料中心集刊第15号[M].北京：地质出版社，2002.

[3]黄润秋.高边坡整体稳定性综合评价探讨[J].水文地质工程地质，1995，22（6）.

[4]张悼元，王士天，王兰生.工程地质分析原理（第二版）[M].北京：地质出版社，1994.

[5]汪贤良.强震作用下堆积体边坡变形特征和稳定性分析.成都理工大学硕士学位论文，2009，5.

[6]杜明亮.考虑渗流作用的土质边坡稳定性分析.河海大学地质及岩土工程系硕士论文，2007，5.

[7]郑颖人，赵尚毅，张鲁渝.用有限元强度折减法进行边坡稳定分析.中国工程科学，2002，10，4（10）.

[8]Dawson E M，Roth W H，Drescher A.Slope stability analysis by strength reduction.Geotechnique，1999，496，49（6）：835-840.

[9]Griffiths D V，Lane P A.Slope stability analysis by finite elements.Geotechnique，1999，493，49（3）：387-403.

[10]Sarma S K.Stability analysis of embankments and slopes.Geotech.Eng.ASCE，1979，10512，105（12）：1511-1524.

[11]姜彤.边坡在地震力作用下的加卸载响应规律与非线性稳定分析.中国地震局地质研究所固体地球物理博士论文，2004，7.

[12]马芳芳.基于地震动力时程反应的有限元边坡稳定性分析.大连理工大学硕士论文，2005，6.

[13]祁生文，伍法权，刘春玲，丁彦慧.地震边坡稳定性的工程地质分析.岩石力学与工程学报，2004，8，23（16）.

[14]刘立平，雷尊宇，周富春，地震边坡稳定分析方法综述，重庆交通学院学报， 2001.9，3（20）.

[15]Zienkiewicz O C，Humpeson C，Lewis R W.Associated and nonassociated visco-plasticity in soil mechanics.Geotechnique，1975，254，25（4）：671-689.

[16]P.A.Lane，D.V.Griffiths.Assessment of Stability of Slopes under Drawdown Conditions .Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering.2000，Vol.1265，Vol.126（5）：443-450.

[17]Newmark NM.Effects of earthquakes on dams and embankments.Geotechnique，1965，15，15（2）：139-160.

某山体滑坡稳定性评价及分析篇5

某山体滑坡位于一景区水库的东南部, 滑坡体平面长约67m, 后缘宽约30m, 前缘宽约63-64m。后缘裂缝宽约0.4-0.5m, 高差约1.2-1.3m, 裂缝可见深度约为1.1-1.3m, 呈圆弧形向西北方向扩展, 且已贯通两侧。在滑坡体的前缘高陡边坡的顶部分布多条平行于坡面的细小裂缝, 坡体前部的走廓及路面受挤压严重变形, 并出现边坡垮塌现象。

2 滑坡体特征分析

2.1 滑坡体结构特征分析

区内滑坡体岩性主要为斜长角闪岩、角闪石岩和奥长花岗岩单元。奥长花岗岩在形成过程对斜长角闪岩进行侵入, 并且地壳运动, 奥长花岗岩抬升形成山地, 表面表现为直接覆盖于斜长角闪岩上。由于斜长角闪岩在抬升过程中上升幅度不一, 在滑坡体所在区域形成东高西低, 北高南低的倾斜面。斜长角闪岩岩层表面倾向西南, 与地形坡向基本一致。上覆的奥长花岗岩受构造影响, 岩石破碎, 沿顺坡岩层滑动, 形成岩质滑坡类型中的顺层滑坡。

2.2 滑坡体滑带特征分析

根据调查, 水帘峡滑坡体边界特征明显, 后缘及两侧均已出现不同程度的裂缝, 并且裂缝已贯通, 倾向西北。为了查清滑坡体滑带特征, 在野外调查的基础上, 布置了五条物探剖面线, 物探验证孔一个, 探槽一个。采用重庆奔腾数控技术研究所研制生产的WGMD-2型高密度电阻率测量系统, 本次选用的工作装置即为温纳装置和对称四极 (施伦贝尔) , 受场地限制电极极距为1.5m、2m、3m, 电极数50~60个。根据物探解译结果可知, 滑动带高低起伏, 呈不规则状态, 总体倾向西北。滑动带在不同部位变化不一, 其中在滑坡体前缘部位, 滑动带两侧低中间高, 在滑坡体中部及后缘部位, 滑动带两侧高, 中间低。对滑坡体体积进行分析计算, 滑坡体体积约为27376-35515m3。从滑坡体体积分析, 滑坡体类型属于小型滑坡。按滑坡体的厚度分析, 该滑坡体属中-浅层滑坡。

3 滑坡灾害形成机理

根据现场调查与室内综合分析研究的基础上, 对滑坡灾害形成机理进行了分析。

3.1 地质作用

根据现场调查和观察, 区内地质构造发育, 垂直与水平节理裂隙, 岩石破碎, 随着气温升降和岩石干湿变化及水的楔入和冻胀, 岩石沿着已有的破碎部位形成新的裂隙, 原有裂隙进一步增宽、加深、延展和扩大, 从而进一步加剧了岩石的破坏。地壳抬升时, 上港奥长花岗岩单元覆盖于斜长角闪岩单元, 形成上港奥长花岗岩单元出露时东南高、西北低, 坡面倾向西北, 为滑坡产生和发展创造了条件。

3.2 降雨

该地区降雨偏多且集中, 径流在坡面形成时间相对较长, 坡积物孔隙大, 植物根系发达, 雨水随根系及孔隙进入坡体, 造成岩土体呈饱和状态, 加上坡体上挖坑植树给积水入渗创造了条件, 坡体吸收较多的水分导致坡体严重增重, 下滑力加大, 抗滑能力降低。

3.3 根劈作用

滑坡体上植被发育, 根系发达, 树根深入下部岩石裂缝中, 形成“根劈”作用, 岩石裂隙加大, 为雨水渗入坡体创造了条件。

3.4 人类工程活动影响

滑坡体前缘为一人工开挖形成的高陡边坡, 边坡坡度70°-75°, 高差约14-17m。地势较陡, 高差较大, 并且坡度倾向于水库, 未采取有效的边坡防治措施进行治理, 致使滑坡体前缘抗滑力降低, 为滑坡体形成创造了条件。综上所述, 由于地质构造造成侵入岩水平、垂直节理裂隙发育, 岩石破碎;侵入岩层底部坡面倾向水库, 岩石在长时间的风化作用下, 铁锰浸染现象普遍。植被发育, 坡积物孔隙大, 降雨偏多且集中, 造成岩土体饱和, 自重力增大。滑坡体前缘人工开挖形成高陡边坡未进行有效治理。在自然因素与人为活动的共同作用下, 从而产生滑坡灾害。

4 滑坡危害范围及危害等级分析

4.1 滑坡危害范围分析

根据滑坡体体积、所处的位置、结合所处的地理环境, 对滑坡产生可能危害范围进行了分析。根据滑坡体主要滑动方向分析, 滑坡体滑动方向为西偏北方向, 滑坡体休积约为27376-35515m3。滑坡体产生生, 对下方水库及水库大坝产生影响, 可能导致坝体破坏, 水库里近1万m3水随着滑坡物质向下游倾泄, 对坝下景区设施等造成影响。此外, 滑坡产生后物质倾泄至水库, 激起的水浪对水库西北岸坡产生影响。因此, 通过综合分析, 滑坡体产生后可能的危害范围为水库岸边及坝下范围。

4.2 滑坡体危害等级分析

滑坡体直接威胁的对象为该景区, 虽然景区已经进行了封闭, 但在景区内还留有20-30人工作人员, 一旦发生滑坡灾害, 对下方的水库产生破坏, 影响景区恢复利用及下游村庄的用水等。综合分析, 滑坡体危害等级确定为三级。

5 滑坡稳定性评价及趋势分析

5.1 稳定性影响因素分析

影响滑坡体稳定性的因素主要有:降雨、地形地貌、地质构造、植物及人类活动等。 (1) 降雨:区内岩石节理裂隙发育, 岩石破碎, 受冰雪冻融作用以及大气降水影响, 导致裂隙宽度及长度逐步变大, 将岩体分割成块体。大气降水沿裂隙的运动, 坡体含水量增加, 自重力增大。此外, 降水入渗导致裂隙内软弱夹层力学性质降低或消失, 形成无胶结裂隙或局部空洞。同时裂隙内静水压力或动水压力的存在, 增大滑坡体岩石的不稳定性。 (2) 地形地貌:陡峻的斜坡地形是形成滑坡的条件之一, 斜坡坡度越陡, 越容易形成滑坡。区内滑坡体地处高陡边坡, 地形坡度较陡, 地形坡度一般为30-34°, 给滑坡体发生和发展创造了条件。 (3) 地质构造:区内地质构造发育, 在滑坡体周围分布断裂, 岩石垂直与水平节理裂隙, 岩石破碎, 随着气温升降和岩石干湿变化及水的楔入和冻胀, 岩石沿着已有的联结软弱部位形成新的裂隙, 原有裂隙进一步增宽、加深、延展和扩大, 从而进一步加剧了岩石的裂隙。受地质风化作用对区内滑坡的产生和发展起了重要作用。岩体在各种风化营力的长期作用下, 铁锰质浸染现象普遍, 其强度和稳定性不断降低。 (4) 植物影响:生长在岩石裂缝、节理和层面中的树木, 由于它根的不断延伸和变粗, 使岩石裂缝、节理和层面不断张开, 并使岩体进一步破坏, 根劈作用不断加强, 为降水入渗及进一步风化作用产生创造了条件。 (5) 人类活动影响:滑坡体位于水帘峡景区范围内, 景区的基础设施建设及可能边坡开挖, 对滑坡体的稳定性产生重要影响。

5.2 稳定性评价

本次滑坡体的稳定性评价主要是结合滑坡体监测进行分析。 (1) 滑坡体监测:滑坡产生后, 在滑坡体前缘、后缘及道路、长廊上不同位置设立的监测设施, 24小时监测滑坡体的变化情况。根据滑坡体后缘裂缝监测情况表明, 自滑坡体产生后, 后缘裂缝仍处在蠕滑状态, 特别是在降雨后, 滑坡体有加速滑坡的趋势。根据滑坡体前缘设立的GPS自动监测仪监测表明, 滑坡体前缘还处在不稳定状态, 每天的位移量5-8mm (12小时) 。在降雨后, 前缘有明显的加速趋势。 (2) 滑坡稳定性评价:根据现场调查与仪器监测数据综合分析, 滑坡体处于不稳定状态, 随着时间的变化还在不断地产生滑动, 但滑动速度较慢, 处于蠕滑阶段。在降雨过后, 滑坡体滑动速度明显加快。 (3) 滑坡体发展趋势分析:根据前述分析, 滑坡体目前正处在蠕滑阶段, 降雨后滑动速度明显加快, 滑坡体稳定性较差。根据降雨资料分析, 目前还处在汛期阶段范围内, 随着时间变化区内的降雨量处在增大趋势。随着降雨量的变化, 滑坡体仍然处于蠕滑和快速滑动交叉变化过程中。汛期过后, 随着降雨量的减少, 滑坡体滑动速度也将发生改变, 一段时间范围内处于暂时性稳定状态。在未采取有效治理措施彻底根治条件下, 滑坡体总体下滑的发展趋势不会改变。

摘要：本文通过综合分析某山体滑坡地区有关的气象水文、地层、构造等资料, 对滑坡体所处区域进行测量, 对滑坡体进行定位, 明确其平面分布特征, 查明工作区地层、构造及节理裂隙发育情况, 为分析滑坡体形成机理提供基础资料, 分析滑坡体规模及影响范围, 对滑坡体稳定性进行分析评价。

山体边坡稳定性分析篇6

关键词：瓮福磷矿；露天开采；长锚索加固

中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0104-02

贵州省瓮福磷矿的英坪矿段是一个大型的海相沉积磷块岩矿床。矿段位于高坪背斜东翼南段，岩层倾向东，呈单斜产出。矿段内岩层总体倾向东，倾角平均29°。从1990年起对英坪矿段B矿层采用露天开采。目前正回采0线～6线的2#采场，采场的最低标高是+1170m，西翼已经形成250m的层面边坡，其中上半部边坡坡度平均为32°。随着开采的进行，西翼下盘边坡裂缝越来越多，最大达250m左右。在滑坡体下采矿，安全性没法保障，因此，滑坡体的治理成为矿区研究的重点。

1 计算模型的建立

本次数值计算模型根据英坪矿段现状边坡状况及其边坡的岩体力学性能指标（如表1所示），提出了排土场削坡+毛石混凝土压+1260m+长锚索加固的综合治理方案。

2 边坡开挖后不支护结果分析

由图2至图5的计算结果得知，开挖后的边坡率比自然边坡角大，边坡稳定性变差，总位移主要在边坡的自然面；开挖后边坡上主要显现成压应力，然后开挖坡面与边坡的自然表面连通成拉应力区，边坡的最大主应力值变大，稳定性变差；开挖后边坡原始的应力平衡已经破坏，应力集中于边坡的坡脚处，此时，边坡的安全系数是1.39，边坡此时比较安全。

3 长锚索综合加固结果分析

采用排土场削坡+毛石混凝土压+1260m+长锚索加固的综合治理方案后的数值计算模型如图6所示，数值计算结果如图7至图9所示。

由位移图可知，边坡施工长锚索后总位移显著减少，位移量范围从-100～-40mm减少到-20～-10mm，位移带不影响整体稳定性。边坡面的最大位移从44.5mm减小到22mm。最大剪切应变增值从-3.42×10-4减小到了-2.28×10-4，边坡稳定性增加。

4 结语

从计算结果分析可知综合治理边坡的方案效果明显，然而长锚索的寿命有限。一般英坪矿段边坡治理先对泥土层进行削坡，在矿山的开采服务年限内，采用排土场削坡+毛石混凝土压+1260m+长锚索加固的综合治理方案，能够使矿段边坡的安全性得到保证。

参考文献

[1]孙树海.露天矿边坡稳定性的模糊综合评判[J].辽宁工程技术大学学报，2007，26（2）：177-179.

[2]林跃忠.三峡工程高边坡的稳定性分析[J].天津大学学报，2005，8（10）：936-940.

[3]钟登华.库岸滑坡体失稳三维动态模拟与分析研究[J].岩石力学与工程学报，2007，26（2）：361-367.

[4]孟达.露天矿边坡损伤与可靠性变化规律的数值分析[J].辽宁工程技术大学学报，2007，26（4）：538-540.

[5]彭康，李夕兵.基于响应面法的海下框架式采场结构优化[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（8）：2417-2423.

[6]彭康，李夕兵.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（11）：3452-3457.