3、邊坡穩(wěn)定分析與評價邊坡穩(wěn)定性分析與評價的目的：一是對與工程有關(guān)的天然邊坡穩(wěn)定性作出定性和定量評價；二是要為合理地設(shè)計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。1、邊坡穩(wěn)定性分析方法簡介1）定性分析方法定性分析是在工程地質(zhì)勘察工作的基礎(chǔ)上，對邊坡巖體變形破壞的可能性及破壞形式進行初步判斷。（1）地質(zhì)分析法（歷史成因分析法）（2）工程地質(zhì)類比法（3）圖解法(赤平極射投影、實體比例投影、摩擦圓法等)（4）邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)2）定量評價方法在定性分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用一定的計算方法對邊坡巖體進行穩(wěn)定性計算及定量評價。（1）極限平衡法（2）極限分析方法(有限元（ＦＥＭ），邊界元（ＢＥＭ），離散元（ＤＥＭ）)（3）可靠度分析方法（蒙特卡羅法和隨機有限元法等）（4）其他：模糊數(shù)學(xué)分析法、灰色理論分析法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法等（處于研究階段）．２、極限平衡法極限平衡法是根據(jù)邊坡上的滑體或滑體分塊的力學(xué)平衡原理（即靜力平衡原理）分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態(tài)，以及邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關(guān)系來評價邊坡的穩(wěn)定性。極限平衡法是邊坡穩(wěn)定性分析計算的主要方法，也是工程實踐中應(yīng)用最多的一種方法。目前工程中用到的極限平衡穩(wěn)定性分析方法：1、Fellenius法（Ｗ.Fellenius，1963）2、Bishop法（Ａ.Ｗ.Bishop，1955）3、Tayor法（Tayo，1937）4、Janbu法（N.Janbu，1954，1973）5、Morgestern-Price法（Morgestern-Price，1965）6、Spencer法（Spencer，１９７３）7、Sarma法（Sarma，1979）8、楔形體法、9、平面破壞計算法、10、傳遞系數(shù)法11、Bake-Garber臨界滑面法（Bake-Garber，1978）等極限平衡法的選擇依據(jù)：主要是根據(jù)邊坡破壞滑動面的形態(tài)來選擇例如：

平面破壞滑動的邊坡：平面破壞計算法；

圓弧形破壞的滑坡：Fellenius法或Bishop法；

復(fù)合破壞滑動面的滑坡：Janbu法、Morgestern-Price法、Spencer法；

折線形破壞滑動面的滑坡：傳遞系數(shù)法、Janbu法等；

楔形四面體巖石滑坡：楔形體法；受巖體控制而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖體滑坡：Sarrna法等；

三維極限平衡分析：Hovland法和Lshchinsky法等。極限平衡法的三個前提條件：（１）滑動面上實際巖土提供的抗剪強度與作用在滑面上的垂直應(yīng)力滿足莫爾－庫侖準則；（２）穩(wěn)定系數(shù)F(安全系數(shù))定義為沿最危險破壞面作用的最大抗滑力（或力矩）與下滑力（或力矩）的比值．即：Ｆ=抗滑力／下滑力（3）二維（平面）極限分析的基本單元是單位寬度的分塊滑體。注:邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)規(guī)定極限平衡穩(wěn)定性分析方法基本分析計算步驟：（１）在斷面上繪制滑面形狀：根據(jù)滑坡外形，及滑坡中段滑面深度、坍塌情況。破壞方式（平面、圓弧、復(fù)合滑動等），推測幾個可能的滑動面形狀；（２）推定滑坡后裂縫及塌陷帶的深度，計算或確定其產(chǎn)生的影響。（３）對滑坡的滑體進行分塊：分塊的數(shù)目要根據(jù)滑坡的具體情況確定。一般來說應(yīng)盡量使分塊小些。條塊數(shù)目越多，結(jié)果誤差越小。此外，條塊垂直或不垂直條分要根據(jù)計算方法和巖體結(jié)構(gòu)確定。（４）計算滑動面上的空隙水壓力，可采用地下水監(jiān)測等方法確定。（５）采用合適的計算方法，計算穩(wěn)定系數(shù)。原則上應(yīng)采取兩種或兩種以上的計算方法進行結(jié)果比較。二、條分法的基本概念1.原理：條分法是將滑動土體豎直分成若干土條，把土條當成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動力矩和抗滑力矩，然后按下式求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Ｆｓ：2.受力分析圖：1)重力Wｉ2)條塊側(cè)面法向力Pi、Pi+1，其作用點離弧面為hi、hi+1

3)條塊側(cè)面切向力Hi、Hi+14)土條底部的法向力Nｉ、切向力Tｉ，

條塊弧段長為li3.土條i所受的力包括：n個土條，n-1個分界面，Pi、Hi、hi共3(n-1)個未知數(shù)；Ni、Ti共2n個未知數(shù)；Fs一個未知數(shù)。4.土條i平衡方程：若把滑動土體分成n個條塊，則共有未知數(shù)5n-2個，可建方程4n個，為超靜定問題。5.求解方法：（1）假定條間力的大小與方向的畢肖普法和瑞典條分法；（2）假定條間力的作用方向的不平衡推力傳遞法；（3）假定條間力的作用點位置的簡布法。瑞典圓弧法

瑞典圓弧法又簡稱為瑞典法或費倫紐斯法，它是極限平衡方法中最早而又最簡單的方法，其基本假定如下：(1)假定土坡穩(wěn)定屬平面應(yīng)變問題，即可取其某一橫剖面為代表進行分析計算。(2)假定滑裂面為圓柱面，即在橫剖面上滑裂面為圓弧；弧面上的滑動土體視為剛體，即計算中不考慮滑動土體內(nèi)部的相互作用力(Ei，Xi不考慮)。(3)定義安全系數(shù)為滑裂面上所能提供的抗滑力矩之和與外荷載及滑動土體在滑裂面上所產(chǎn)生的滑動力矩和之比；所有力矩都以圓心O為矩心。(4)采用條分法進行計算。dOCAWTf整體圓弧滑動受力示意圖2.求解方法：3.方法的特點：(1)忽略條間力的作用(2)滿足滑動土體整體力矩平衡條件(3)不滿足條塊的靜力平衡條件(4)滿足極限平衡條件(5)得到的安全系數(shù)偏低，誤差偏于安全四、畢肖普法（Bishop法）

考慮條塊側(cè)面力1.求解方法：2、簡何化比寶肖普兼公式(1職)誰假瓣設(shè)條鐘塊間押作用鮮力只椅有法爬向力暢沒有訓(xùn)切向犯力；(2協(xié))在滿累足滑預(yù)動土刃體整內(nèi)體力糕矩平筍衡條購件；滿足擱各條贈塊力寨的多族邊形耐閉合揚條件廢，但顏不滿杏足條塊的州力矩密平衡預(yù)條件摔；(4牛)滿足謀極限垂平衡賠條件指；得到輛的安刑全系本數(shù)比腰瑞典戰(zhàn)條分軟法略常高一漿點；適用呆于任姨意形鎖狀的腹滑裂戒面3.高簡化而Bi胃sh墻op輝方法棗的特睜點五、壩普遍烈條分搜法（孔Ja蔽nb睛u法泥）1.芒求劑解前扒提：假定效條塊貸間水茫平作育用力辨的位柏置。2.洪求解雪方法臉：XihiHi+1Pi+1hi+1iHiPihiOiNiWiTiiHi=Hi+1-HiWiNiPi=Pi+1-PiTi=(cili+Nitgi)/Fsii令Hi=0代入求FS/求Pi求Pi，

Hi求Hi求FsFS/=FSFS—FS/<0ENDYN簡布陷法計躁算流四程圖不一演定都助是圓篇弧面持,也可六以是顛平面§2引.5仆不平借衡推煩力傳擱遞系奴數(shù)法在滑亦體中毛取第騙i塊命土條榮，如羽圖2壘.9始所示悄，假痰定第棚i-島1塊飯土條敢傳來武的推碗力Pi-揀1的方歪向平優(yōu)行于絹第i焦-1舒塊土竄條的丙底滑顫面，圓而第爸i塊賢土條泉傳送鋼給第霞i+謊1塊滲土條米的推煉力Pi平行索于第穿i塊絕土條草的底罩滑面想。即工是說峰，假迷定每沫一分冬界上犯推力悄的方桐向平俊行于醉上一敞土條德的底慘滑面膚，第財i塊夢土條框承受沈的各得種作鞠用力拆示于繼圖2巴.9班中。豪將各蘆作用步力投巧影到涉底滑晶面上嬌，其懼平衡婚方程堪如下膛：(2俘.4厲4)式中昌：腐(繭2.裙45印)式(場2.火44誕)中偏第1促項表萬示本咬土條溫的下蒸滑力街，第斗2項混表示穗土條詞的抗柱滑力賺，第付3項怕表示所上一墾土條量傳下水來的曾不平葛衡下修滑力挽的影帝響，跨稱為傳遞賄系數(shù)。在蝴進行而計算穗分析歇時，威需利宣用式端(2苗.4脆4)影進行奴試算誰。即假尺定一皆個F富s值究，從腫邊坡咸頂部近第1總塊土賀條算象起求灣出它貞的不垮平衡色下滑聞力P1(求慨P1時，進式中聽右端餅第3傘項為手零)浸，即巖為第辯l和池第2鏡塊土巖條之減間的澇推力寧。再橡計算竊第2果塊土妙條在害原有進荷載競和P酷1作守用下愿的不標平衡機下滑扇力P2，作渣為第侍2塊妖土條艱與第蓮3塊門土條華之間堂的推揚力。麥依此招計算大到第攏n塊垃(最饒后一謊塊)虹，如吧果該網(wǎng)塊土籃條在鄰原有局荷載昨及推步力Pn-央1作用奪下，偵求得搭的推摸力Pn剛好迫為零喉，則希所設(shè)尖的F距s即籃為所慌求的假安全城系數(shù)段。如培Pn不為蕉零，猛則重著新設(shè)透定F占s值翻，按扇上述雁步驟弓重新開計算張，直膜到滿吉足Pn=0疾的條守件為襯止。搜一般清可取蠶3個嫂Fs同時補試算絡(luò)，求波出對腎應(yīng)的徐3個窯Pn值，滑作出筑Pn～Fs曲線煤，從勒曲線引上找袖出Pn=0燒時的講Fs值，旅該Fs值即柄為所絨求。為了導(dǎo)使計曬算工辮作更撕加簡膠化，棚在工暑程單桃位常極采用飄快捷膊的簡化汗方法奸：即對躺每一帳塊土哲條用受下式脖計算濤不平塊衡下賊滑力竹：不平終衡下快滑力醫(yī)=下狀滑力華×F皮s-著抗滑鄉(xiāng)豐力由此屋，式殃(2繩.4皂4)回可改勤寫為閣：上式拜中，叔傳遞史系數(shù)含改用哀下式史計算(2榜.4營6)(2昂.4舉7)求解遵Fs替的條陸件仍捕是Pn=0遷。由盆此可蘋得出詠一個喊含F(xiàn)s的一濕次方怎程，截故可劣以直偶接算成出Fs而不賭用試荒算。如果朗采用殊總應(yīng)守力法唐，式宴(2欠.4舞6)謹中可秘略去池Uili項，才c、渾φ值講可根役據(jù)土謀的性扇質(zhì)及仗當?shù)鼐拷?jīng)驗怨，采瞎用勘秒測試踩驗和綁滑坡罰反算茅相結(jié)膨合的百方法輪來確溫定。毒Fs值可腹根據(jù)框滑坡存現(xiàn)狀雷及其腹對工諒程的習(xí)影響教等因蝴素確鮮定，紐奉一般故取1飼.0鼻5～計1.駛25甘。另番外，夏要注界意土哈條之旗間不伴能承梢受拉遲力，民當任帳何土嘆條的舅推力膚Pi如果盾出現(xiàn)公負值凝，則知意味疲著Pi不再魔向下怎傳遞荒，而書在計鎖算下塞一塊門土條宰時，鑼上一柏塊土凡條對寒其的摔推力疲取Pi-侵1=0涌。各土誰條分扇界面聽上的雖Pi求出剝后，找可求掙出此廉分界下面上灶的抗坊剪安鞠全系伐數(shù)：(2獄.4狡8)式中靈：UPi——穿作用帽土條控側(cè)面踏的孔罵隙水礙壓力忠；hi——崖土條屆側(cè)面藥高度圣；——吩土條色側(cè)面芬各土對層的始平均疲抗剪掏強度押指標脹。傳遞蠢系數(shù)禍法能話夠計瘡算土抗條界量面上焰剪力悶的影棋響，超計算噴也不話繁雜釀，具去有適扎用而森又方貞便的平優(yōu)點贊，在毅我國顏的鐵廁道部揀門得塔到廣斜泛采障用。但傳始遞系普數(shù)法賽中Pi的方散向被爛硬性值規(guī)定繞為與織上分做塊土伯條的關(guān)底滑俗面(政底坡獻)平宰行，禮所以葵有時菠會出浙現(xiàn)矛錘盾，誰當α柴較大矛時，升求出饞的Fvi可能垃小于蕉1。桶同時沉，本辟法只版考慮滑了力食的平坊衡，御對力喇矩平犬衡沒老有考筐慮，托這也埋存在冒不足協(xié)。盡務(wù)管如簡此，襖傳遞序系數(shù)秧法因碑為計憐算簡俯捷，蒙在很蓄多實億際工遭程問掩題中大，大缸部分座滑裂懂面都患較為孤平緩像，對謙應(yīng)垂收直分愚界面打上的恒c、飽φ值合也相催對較碧大，貧基本濾上能負滿足趕式(酬2.覺48要)的呼要求爪。即杰使滑善體頂暖部一泛、二狡塊土蹄條可修能滿忌足不畢了式敞(2恰.4罰8)裕的要沸求，因但也桃不致弟對Fs產(chǎn)生均很大息影響榮。所啞以，寶該方擺法還屆是為林廣大膛工程敞技術(shù)帆人員賭所樂名于采窮用。六、構(gòu)最危撤險滑徑裂面炊的確員定方駐法B1OARH21.膚均狹勻粘遼性土鵲坡=0怪時：C1BAHO1E12O2FS1FG4.5HDHMO3'O1'O4'O2'FS4O3C3O4C4C22.赴均綁勻粘洲性土滾坡>0歐時：一、新單平顏面滑留動1、吊僅有夏重力絕作用裙時滑動疑面上養(yǎng)的抗夢滑力Fs=G舅co凡sβ蔬tg角φj+CjL滑動蔑力Fr＝G夕si凝nβ穩(wěn)定奔性系末數(shù)滑動乏體極綢限高普度Hcr為∴當Cj=0以，φj＜β時，η＜忽1，Hcr=0忽略啞滑動瘡面上提內(nèi)聚廟力(Cj=0)時2、續(xù)有水燈壓力姓作用作用莫于C色D上太的靜著水壓板力V作用遞于A線D上假的靜亮水壓強力U吧為邊坡塑穩(wěn)定首性系袖數(shù)為3、攤有水悟壓力產(chǎn)作用看與地閥震作義用邊坡戶的穩(wěn)宣定性啦系數(shù)FEK=1G水平方地震驚作用二、拖同向鵝雙平雷面滑刷動第一莖種情趁況為奧滑動竟體內(nèi)喬不存徑在結(jié)攔構(gòu)面婚，視陵滑動扔體為遍剛體拒，采虛用力詠平衡筐圖解畏法計興算穩(wěn)良定性箏系數(shù)第二糞種情只況為寒滑動歸體內(nèi)咱存在浩結(jié)構(gòu)鍵面并懼將滑制動體凝切割饞成若聲干塊典體的傍情況乳，這攤時需活分塊幸計算味邊坡臟的穩(wěn)示定性路系數(shù)1.雖滑動怎體為醉剛體蠻的情勇況AB績CD難為可酷能滑句動體拍，根援據(jù)滑康動面境產(chǎn)狀茫分為吵Ⅰ、胸Ⅱ兩蜘個塊寄體。FⅠ為塊痰體Ⅱ呢對塊表體Ⅰ復(fù)的作良用力柳，F(xiàn)Ⅱ為塊持體Ⅰ桂對塊蛾體Ⅱ感的作幻玉用力睬，F(xiàn)Ⅰ和FⅡ大小該相等亭，方顆向相湊反，笑其作妹用方廟向的汽傾角罩為θ綿。滑動裝面A妖B以美下巖州體對泡塊體宇Ⅰ的匙反力沸R1(摩鋤阻力面)罵與A揉B面全法線撤的夾附角為焦φ1。2.旱滑動貌體內(nèi)票存在鳴結(jié)構(gòu)事面的岸情況在滑薄動過茫程中監(jiān)，滑大動體拋除沿弦滑動牽面滑陜動外肯，被架結(jié)構(gòu)至面分爭割開龍的塊箏體之震間還鑒要產(chǎn)丙生相給互錯粥動。采用述分塊飲極限謎平衡械法和結(jié)不平鉛衡推壯力傳蹈遞法桂進行葡穩(wěn)定恨性計京算。AB攻面BC絡(luò)面BD雁面塊體份Ⅰ塊體惹Ⅱ塊體水Ⅰ塊體立Ⅱ塊體算Ⅱ三、載多平灑面滑患動邊坡望巖體劉的多僑平面敘滑動慰，分為村一般呈多平坊面滑今動和階梯罰狀滑既動兩蘿個亞盲類。階梯償狀滑嘆動：破歌壞面碑由多瓣個實牌際滑行動面辮和受挎拉面畢組成炊，呈列階梯持狀，房誠坡穩(wěn)付定性絕的計問算思癥路與常單平挪面滑悟動相證同，儉即將鹽滑動牧體的劉自重例(盈僅考鉗慮重插力作趕用時針)分粘解為頃垂直辣滑動再面的頸分量危和平怖行滑健動面央的分雕量。楔形性體滑懇動的較滑動冰面由昨兩個桌傾向木相反級、且智其交謹線傾撥向與劑坡面屑傾向假相同坡、傾肝角小按于邊嚼坡角巾的軟振弱結(jié)確構(gòu)面章組成奏。四、能楔形勵體滑洲動首先疼將滑室體自訊重G蠅分解警為垂妥直交端線B迎D的拿分量填N和組平行熄交線耳的分探量(吸即滑槳動力惹Gs疤in瘋β)銅，然半后將用N投域影到處兩個椅滑動棵面的稍法線宜方向狂，求洲得作衫用于蠅滑動區(qū)面上老的法合向力盜N1和N2，最配后求警得抗閃滑力坑及穩(wěn)靠定性傍系數(shù)遮。可能被滑動棗體的霜滑動劇力為產(chǎn)Gs狗in盾β，塔垂直煎交線派的分鳥量為欄N＝抱Gc幕os寇β。衣將G圖co質(zhì)sβ錫投影顛到△查AB泛D和尚△B掃CD到面的怕法線谷方向婚上，選得法伴向力抬N1、N2穩(wěn)定柴性系樸數(shù)計狂算的憶基本遙思路邊坡散的穩(wěn)屋定性餐系數(shù)邊坡蝕的抗樹滑力注1：由式槽(8許-2毛0)坐求得念的K境值為痰上限煤值。注2：如果象計算狹K值滅為負季，則廣表示萌不可物能失瓦穩(wěn)。注3：此分宮析適愚合于瓶主滑巾面較脾長、惠輔助看面較孝短的買情況諷。如斧果輔虜助面孫較平席坦、滋較長些、則廈計算誘K值跳偏大局。Sa吧rm項a法基本荒原理夾：邊坡欺破壞候的滑奏體除刻非是披沿一慎個理幟想的顫平面奔或弧予面滑繪動，狐才可將能作拿一個心完整打的剛肺體運側(cè)動，洋否則跟，滑迫體必千須先舍破裂忌成多馳個可離相對末滑動未的塊布體，嚇才可邁能發(fā)隸生滑夢動.練也就賓是說拐在滑柱體內(nèi)方部要房誠發(fā)生澆剪切像情況延下才宵可能骨滑動荷。破壞赴形式犧：(1僑)分運析作燈用在鑰第i屬條塊羨上的饑作用厲力。悟作用棄在第啞i個蒼條塊環(huán)上的刻作用糖力，稠如下茂圖所棄示。沈Sa攝rm山a建施議了稻一個均體積控力K爺cW木i(假想難的水鑄平體刺積力如水鐵平地釘震慣掠性力胞,蘭以此測來實惹現(xiàn)邊卸坡的廉極限會狀態(tài)忠，w桐為滑饒坡體膏的自籠重。棍Sa盈rm傾a鞏(1幟97敬3)紋首先凍提出榨這一蹄思路波)睡假定焦在其寫作用憐下，仆滑坡濾體處體于極證限平魄衡狀維態(tài)，指其中俗Kc歷是臨婆界加?xùn)|速度婚系數(shù)(2構(gòu))根付據(jù)條矛塊垂質(zhì)直和翅水平勝方向幕力的意平衡鉗，可案以得私到:式中殺：E朗、他X分針別為汽作用危于條部塊的濤法向夸力和著切向搬力;贊為憲條塊具左側(cè)燦界面斑的傾障角。票根據(jù)粱Mo毅hr熱-C繭ou勉lo州mb蘇破壞戀準則越，在瘋底面爺和左繪、右餅界面山有式中憲:柳和cj為界佩面上修的平版均摩隸擦角詞和凝瓣聚力胃;d踩為界肢面的蠟長度拿;b歡為條占塊底賓面的容寬度貓;P酬W為令界面剛上的占孔隙挑水壓陪力。消掉雅Ti、Xi、Xi+面1和Ni，可感以得究到：上式鳥是個促循環(huán)刊