边坡稳定性分析方法及常用计算软件介绍.pdf

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1、华东建设边坡工程技术交流会边坡稳定性分析方法及常用计算软件介绍边坡稳定性分析方法及常用计算软件介绍陈建平（浙江华东建设工程有限公司浙江·杭州310030）摘要：较系统的介绍了边坡稳定性分析的几类常用方法，包括经验定性法、图解类比法、刚体极限平衡法、数值分析法和塑性极限分析法，比较了几类分析方法的优缺点和适用性，并详细的介绍了几套常用的边坡稳定分析商业软件，最后对边坡稳定性分析中的几个问题进行了探讨。关键词：边坡稳定性分析软件伴随着人类活动和生产实践不断深入，边坡问题成为公路、铁路、水利水电、房建、市政、矿山、港口等

2、众多行业不得不面对的实际问题，对于边坡问题最关键的就是稳定性，具体来说一般需解决两个问题：①评判现有边坡的稳定性：即通过各种手段和方法，预测和评估边坡在各种工况下的稳定性；②合理设计人工边坡：即通过设计确定边坡的坡高、坡角及采用各种支护措施，达到安全可靠、经济适用。前一问题主要针对自然边坡，后一问题针对人工边坡，综合来看稳定性分析是其核心。1边坡稳定性分析方法简介边坡稳定性分析属岩土工程范围，是随着土力学三大经典理论（另两个为土压力理论和地基承载力理论）一起逐渐发展起来的，迄今已有一百多年历史。从上世纪初经典的圆弧

3、滑动法提出开始，关于边坡稳定性分析的文献层出不穷，一直是岩土工程领域研究的热点之一，人们采取经验类比、图解计算、试验模拟、数值分析等许多手段来攻克这一难题，先后提出了许多方法，这些方法各有其优缺点和适用条件，按分析原理分，主要有以下几大类：1.1经验定性法根据边坡的工程地质、水文地质条件及其它现象分析边坡的现状稳定性，通过经验类比等来评判边坡稳定程度。这类方法基于工程实际，应用较方便实用，调查充分能较好的反映边坡现状和实际，但依工程经验和认识程度不同其结论可能有较大差异，且人为因素影响较大，只能从定性上粗略评判。1

4、.2图解类比法图解法是依据试验、地质学、力学和工程经验，通过简单图解计算或查表来评判边坡稳定性。按采取的手段不同，还可以细分为以下几种：①工程地质类比法通过调查统计分析，按边坡稳定的主要因素（坡高、坡角、岩土体类别、1华东建设边坡工程技术交流会边坡稳定性分析方法及常用计算软件介绍岩体产状、结构面、风化、自然情况等）建立图表或评分体系来评判边坡稳定性，例如工程中常用的自然放坡法、库岸稳定分析等。②试验类比法根据边坡岩土类别，通过模拟试验、实际调查等确定边坡的休止角，根据坡高、坡角等主要因素与边坡稳定性的关系，通过图解

5、或简单计算来评判边坡稳定性。例如水库坍岸分析中常用的卡丘金法等。③图解法通过大量经验数据，将影响边坡的主要因素与安全系数绘制成图，使用时按图中几何关系直接求得其安全系数。其中典型代表是洛巴索夫图表法，洛巴索夫图表法是以坡角β为横坐标，稳定因素Ns＝c/(γH)为纵坐标建立不同φ值的曲线图。泰勒（Taylor，1937)）、毕肖甫(bishop)等在此基础上进行了改进，考虑滑动面位置等其它条件在极限状态下建立起相应的稳定分析图表。④赤平投影法主要用于岩质边坡的定性评价，以赤平极射投影原理为基础，将边坡坡向、岩体产状、

6、结构面等空间组合投影到赤平面上，进行组合分析来评价边坡稳定性。综合来看，图解类比法是根据工程经验和岩土理论总结而来，使用起来简单方便，仍有工程实际价值，但由于其假设和简化较多，较多依据经验，只能用来处理较简单的边坡问题，属半定性半定量方法，精度较差。1.3刚体极限平衡法最经典的边坡稳定分析方法，现在常用的刚体极限平衡条分法基本思路是：假设边坡沿滑动面滑动时处于极限平衡状态，将滑动土体分割成有限宽度的土条，假定土条为刚体，土条在滑动面上抗剪强度服从摩尔-库仑强度准则，按滑动土体力的平衡建立静力平衡方程组，通过求解静力

7、平衡方程组，从而可计算出边坡稳定的安全系数。极限平衡法的提出可追溯至二十世纪初期，当时，瑞典、巴拿马、美国、德国等国家不断发生滑坡塌方事故，由于处理和工程建设的需要，其纷纷成立了专门委员会或委托专家调查研究，其中瑞典由于Stigberg码头的破坏，成立了港口特别委员会，对该码头滑动原因进行分析，彼得森（K·E·Petterson）等人提出了著名的圆弧滑动法（1915），后经Fellenius等人完善成为经典的瑞典条分法（1927）。随后Taylor、Janbu、Bishop、Morgenstern&Price、Sa

8、rma、ChingandFredlund、Chen&Morgenstern等众多学者对条分法进行不断改进，使这一方法逐步从一种经验性的简化方法发展成一个具有完整理论体系、较为成熟的分析方法。由于极限平衡法物理意义明确，计算结果可靠，到目前为止，它仍是边坡稳定分析的主要方法，已被广大工程技术人员广泛地采用。由于按极限平衡法建立的力学模型是超静定的，即静力平衡方