人工岩质边坡稳定性评价讲解.ppt

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1、人工岩质边坡稳定性评价,汇 报 人：唐凯班级：土木研12-1学科专业：建筑与土木工程,一、引言,本文选定的是人工开挖的岩质边坡，通过对现场的实地考察、地质勘查及与岩体相关的室内试验，由此得到了该岩质边坡的地质条件、岩体的物理力学特性参数。结合工程地质规范，本文选取定量的分析方法对该边坡的稳定性进行分析。本文利用理论与模拟相结合的方法对边坡进行稳定性分析，先用普遍利用的极限平衡法对边坡的剖面进行分析计算，得出安全系数；再用FLAC3D软件进行有限差分法得出成果，通过两者的互补结合分析边坡的稳定性，而后对于个边坡的分析进行相关性的评价，并提出治理措施。,二、工程概况,二、工程概况,该边坡全景图是通

2、过谷歌地球软件截取获得，根据岩质边坡环绕小区的方位情况，可以把整体分为四个部分：一号边坡位于小区的西南侧，平均坡高为10m，坡长约为114m。正西侧为二号边坡，的平均坡高约为13m，坡长约为218m；南侧为两层阶梯形边坡为三号边坡，平均坡高为20m，坡长约为89m；东侧为四号边坡，平均坡高为10m,坡长约为151m。,三、理论分析计算及结论,本工程选用适合该边坡的传递系数法来进行抗滑稳定计算。通过室内试验，得出岩体的物理力学参数，见下表。,三、理论分析计算及结论,根据分析的结果，可得到如下有关边坡稳定性问题的评价结论：一号边坡在天然状态下1-1剖面的的稳定性安全系数为1.463,在暴雨工况下安

3、全系数降低到1.236，但该边坡仍处于较好的稳定状态。二号边坡在天然状态下2-2剖面的稳定性安全系数为1.272，在暴雨工况下安全系数降低到1.043，存在滑动的风险，需采取必要的工程措施进行加固。,三、理论分析计算及结论,(3)三号边坡在天然状态下3-3剖面的稳定性安全系数为1.344，暴雨状态下安全系数为1.149，边坡仍处于基本稳定的状态。(4)四号边坡在天然状态下4-4剖面的稳定性安全系数为1.389，在暴雨工况下，安全系数变为1.180，边坡处于稳定状态。(5)该区的地震系数为0.0125，因此在地震工况下，计算得到的边坡稳定性安全系数与天然工况下的相差很小，边坡处于稳定状态。,四、

4、数值模拟分析计算及结论,1、1-1剖面边坡分析图,四、数值模拟分析计算及结论,边坡的水平位移、垂直位移、垂直应力见上图，顺序为由上到下。从水平位移图看出，天然状态下边坡水平位移最大值为85.07cm；垂直位移中，z轴正方向最大位移为13.44cm，负向最大位移为38.19cm。位移变形图可以明显的看出边坡潜在滑动面的位置。垂直应力图可以看出边坡垂直应力的分布情况，天然状态下，边坡的最大压应力为34.16MPa，且坡面底部受压最多；拉应力部分存在于边坡局部，主要分布在坡脚前缘出，最大值为39.79MPa。,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,上图从左到右，从上到下依次为边坡模

5、型的最大不平衡力图、剪切应变增量云图、变形矢量图。从最大不平衡力图看出，该模型体系最终达到了力平衡状态，这种状态仅表示所有网格节点的合力为0，体系有可能正在发生稳定的塑性流动。,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,上图从左到右，从上到下依次为边坡模型的速度矢量图、暴雨工况下的剪切应变增量云图和地震工况下的剪切应变增量云图。FLAC3D强度折减法计算的边坡在天然状态、暴雨状态及地震状态下的安全系数为1.25、1.19和1.25。说明暴雨状态下边坡稳定性有所下降，地震作用下安全系数不变，且与天然状态下的边坡位移、变形、应力状态相一致。变形矢量图及塑性贯通区的范围较清楚的显示了边

6、坡潜在滑动面的位置。,四、数值模拟分析计算及结论,2-2剖面边坡分析图,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,3-3剖面边坡分析图,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,4-4剖面边坡分析图,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,四、数值模拟分析计算及结论,2、结论根据分析的结果，可以得到如下有关边坡稳定性问题的评价结论：一号边坡在天然状态、暴雨状态及地震状态下的安全系数分别为1.25、1.19和1.31，在暴雨工况下，安全系数有所降低，为一般稳定。二号边坡在天然状态、暴雨状态及地震状

7、态下的安全系数分别为1.18、1.08和1.18，在暴雨工况下，安全系数降低明显，为欠稳定状态。,四、数值模拟分析计算及结论,三号边坡在天然状态、暴雨状态及地震状态下的安全系数分别为1.19、1.11和1.19，处于一般稳定的状态。四号边坡在天然状态、暴雨状态及地震状态下的安全系数分别为1.25、1.20和1.25。该区的抗震设计烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，地震系数为0.0125。在地震工况下，模拟计算得到的边坡稳定性安全系数与天然工况下的相差很小，边坡处于稳定状态。,五、结论及展望,1、结论该区边坡在天然工况下，由极限平衡分析得到的边坡稳定性安全系数均大于1.25；有限差分

8、法计算的安全系数约在之间。(2)在暴雨工况下，极限平衡法和数值模拟计算得到的边坡安全系数有所降低。(3)地震工况下，采用极限平衡法分析和数值模拟分析边坡的稳定性与天然工况下的稳定性一致。(4)该场区岩质边坡虽然天然工况和暴雨工程下是处于相对稳定的状态，但由于外界条件的复杂性，这就要对边坡局部岩石比较破碎、裂隙较为发育的地方及时进行治理。,五、结论及展望,2、展望本文以葫芦岛南票区下庙子村欢馨小区的半环形岩质边为工程实例，虽然通过以理论与数值模拟的综合方法取得了一定进展，但是对下列问题仍需做进一步的研究：（1）本文要对各种影响因素的作用大小进一步的分析研究。（2）如何考虑地表水的渗流作用是值得深入研究的问题。（3）由于实际情况的影响及数值模拟的局限性，没有对边坡 进行深入的计算分析。（4）恶劣的外界因素和复杂的内部因素都将不断的改变边坡的受力状态，应宜早对边坡进行适当的加固处理。,谢谢大家！,