2021年巖土工程師基礎考試知識點：斜坡穩(wěn)定性評價方法

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2021年巖土工程師基礎考試知識點：斜坡穩(wěn)定性評價方法

斜坡穩(wěn)定性評價的目的是：合理設計人工邊坡，使之既穩(wěn)定安全，又不浪費開挖工作量;評定、核算與工程有關(guān)的天然斜坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀及受工程影響后的穩(wěn)定性狀況;對已建成的人工邊坡檢查其穩(wěn)定性狀況;為整治斜坡提供設計依據(jù)。

斜坡穩(wěn)定性評價方法有多種，常用的有：自然歷史分析法、力學計算法、圖解法和工程地質(zhì)類比法。大體上分定性評價和定量評價兩大類。

(一)自然歷史分析法

這是一種定性評價的方法。主要通過研究斜坡形成的地質(zhì)歷史和所處的自然地理及地質(zhì)環(huán)境、斜坡的地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、發(fā)展演化階段及變形破壞形跡，來分析主要的和次要的影響因素，從而對斜坡穩(wěn)定性做出初步評價。所以這種方法實際上是通過追溯斜坡發(fā)生、發(fā)展演化的全過程，來進行穩(wěn)定性評價的。它對研究斜坡穩(wěn)定性的區(qū)域性規(guī)律尤為適用。

自然歷史分析法主要包括三方面研究內(nèi)容：

(1)區(qū)域地質(zhì)背景的研究，包括區(qū)域構(gòu)造、地層巖性分布和地形地貌特點以及近期地殼運動強烈程度(如地殼運動形式、地應力狀態(tài)、有否活斷層分布及其特征等)，并結(jié)合斜坡變形破壞的分布和特征，就可以建立起斜坡變形破壞現(xiàn)象與區(qū)域地質(zhì)背景間的相關(guān)關(guān)系?？捎牲c到面來研究斜坡變形破壞的某些規(guī)律。這是一項基礎性且?guī)в腥忠饬x的研究工作。例如我國四川盆地主要由侏羅系紅色砂、泥巖互層組成，屬典型的擋式褶皺構(gòu)造，近期江河強烈下切，因此在處于同向坡的背、向斜轉(zhuǎn)折部位，尤其在河谷地帶，斜坡變形破壞現(xiàn)象十分發(fā)育。

(2)分析使斜坡演變的主導因素及觸發(fā)因素。尤其是一些周期性因素(氣候、水文、地震)與斜坡變形破壞間的相關(guān)性。

(3)預測斜坡所處的演化階段和發(fā)展趨勢，可能的破壞方式?？赏ㄟ^斜坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)、外形及變形破壞形跡來進行，也可通過必要的監(jiān)測手段來研究。

需要指出的是：自然歷史分析法雖屬初步的、定性的評價方法，但是它是其他各種評價方法的基礎，沒有這種評價方法，其他評價方法將難以進行。

(二)力學計算法

力學計算法主要適用于滑坡類破壞型式，是一種定量評價的方法。常用的是剛體極限平衡法。采用這種方法的前提條件是：①只考慮破壞面上的極限平衡狀態(tài)，而不考慮巖土體的變形即視巖土體為剛體;②破壞面(滑動面)上的強度由凝聚力和摩擦力(c、 值)控制，即遵循庫侖判據(jù);③滑體中的應力，以壓應力與剪應力的方式，集中作用于滑面上，即均為集中力;④以平面(二維)課題來處理，這是為了求解方便而對實際情況的簡化。

剛體極限平衡法表面上看來是一種嚴格的定量評價方法，但是由于上述的前提條件，以及邊界條件確定和計算參數(shù)的取得都還存在不少問題。因此在實際工作中，常根據(jù)斜坡或邊坡工程的重要性及具體情況，用一個安全穩(wěn)定系數(shù)Kc來保證計算的安全度。一般規(guī)定Kc=1.1～1.5，即要求計算所得斜坡或工程邊坡的穩(wěn)定系數(shù)大于這個數(shù)字才是安全穩(wěn)定的，否則將是不安全的。

巖質(zhì)斜坡的穩(wěn)定性，一般取決于軟弱結(jié)構(gòu)面的特點及其組合關(guān)系。進行穩(wěn)定性計算時應先確定可能的滑動面，即巖體中存在的軟弱結(jié)構(gòu)面。其中比較簡單的是單一同向結(jié)構(gòu)面的斜坡。由二組或二組以上結(jié)構(gòu)面控制的斜坡，條件就比較復雜了。這里介紹單一同向結(jié)構(gòu)面和折線形滑面兩種斜坡的穩(wěn)定性計算。

1.單一同向結(jié)構(gòu)面斜坡

斜坡穩(wěn)定性受傾向與坡向一致的一組軟弱結(jié)構(gòu)面控制。其穩(wěn)定性計算可沿滑動方向取一單寬剖面。

式中h為由坡頂至滑動面的高度，也稱為變形體高度;其他符號意義同前。

由上面的計算式可看出，這類斜坡的滑動面長度L對其穩(wěn)定性無影響，而變形體高度h和滑動面傾角 的影響則較大，即 和h愈大斜坡穩(wěn)定性愈差。而滑動面的性質(zhì)對斜坡穩(wěn)定性影響是很大的，如果該面很軟弱(如泥化夾層)，而且平整光滑時，斜坡的穩(wěn)定程度則大大下降。尤其當結(jié)構(gòu)面上的粘聚力很小，甚至接近于零時，則滑體的穩(wěn)定性僅取決于摩擦阻力的大小，

答案:A

2.折線形滑動面的斜坡

斜坡的滑動面不規(guī)則。在自然界中此類滑坡較多見，坡積層(沿下伏基巖面滑移的)滑坡也屬之。

計算這類斜坡穩(wěn)定性時，一般是根據(jù)所查明的滑動面起伏情況，劃分為折線形的塊段，每一塊段底部滑面為平直的斜面，并確定各段的計算參數(shù)(圖17-1-15)。然后可根據(jù)我國鐵道部門采用的滑坡推力計算法來計算斜坡的穩(wěn)定性。計算時假定滑坡作整體滑動，各段之間不考慮擠壓和拉裂，所以可不考慮塊段兩側(cè)力的作用。

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