文档介绍:关于边坡稳定性计算方法
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煤炭系统规定
边坡稳定性分析概述
边坡岩体可能处于相对静止状态,或者处于极限平衡状态,或者处于运动状态。处于相对静止状态的边坡是稳定的;处于运动状态的边坡出Fs的关键问题是确定抗滑力矩和滑动力矩。确定抗滑力矩和滑动力矩的方法很多,这里只介绍两种常用的方法——Fellenius条分法和Bishop法。
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Fellenius条分法和Bishop法在求稳定系数时都需要试算滑动面,有没有不需要试算的方法确定滑面?
俄国人费先科提出的作图法可以一次求出滑动面。
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动
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圆弧面滑坡的稳定性计算
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在进行稳定性计算时,通常将滑体分为若干条块(可以用竖直界面划分,也可以用倾斜界面划分)。
双折滑面
任意曲面
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曲折滑面滑坡的稳定性计算
边坡岩体被纵横交错的地质断裂面切割,由这些断裂面形成的滑面,往往不是平面或圆弧等规则形状的,而是具某一曲折形状。
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楔形体滑坡的稳定性计算1
发生楔体滑坡的条件:
两组结构面与边坡面斜交,结构面的组合交线倾向与边坡倾向相同、倾角小于边坡角,组合交线的边坡面上有出露。
ψ、β、ξ可以用赤平极射投影获得
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楔形体滑坡的稳定性计算2
联立求解得:
根据力的平衡条件:
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楔形体滑坡的稳定性计算3
如果结构面a、b的面积分别为Sa和Sb,内聚力和内摩擦角分别为Ca 、Cb 、 φa 、φb ,则楔体的抗滑力为
楔体的稳定系数Fs:
如果Ca = Cb = 0,φa =φb=φ,则
将Na 、 Nb 的表达式代入可得
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楔形体滑坡的稳定性计算4
如果考虑竖直张裂面、地下水以及锚固力,则楔体的稳定系数可表示为
E. Hoek等人提出了一种确定楔体稳定系数的方法——E. Hoek图解法。
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楔形体滑坡的E. Hoek图解法
E. Hoek法是将边坡面、坡顶面和两个结构面绘制在赤平极射投影图上,4个圆弧有5个交点,分别代表了5条线,各线之间的夹角可在图中测出。
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楔形体滑坡的E. Hoek图解法
根据测得的角度,求出楔体的几何形状参数:
楔体的稳定系数为:
如果Ca=Cb=C、φa=φb=φ,又没有水的情况下:
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球投影法分析边坡的稳定性
用赤平极射投影定量地分析边坡的稳定性的方法称为球投影法。
基本知识
摩擦锥
摩擦圆
广义摩擦锥
裂隙组的摩擦圆
平面滑坡分析
折面滑坡分析
楔体滑坡分析
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崩落及屈曲滑坡的计算
崩落主要出现在坚硬岩石陡边坡中。当岩体被几组结构面切割成陡立柱状、板状、棱块状体之后,在一定条件下,会发生转动或转动兼滑动。这种岩体破坏一般速度快、能量大,统称为崩落。柱状岩体的转动常称为倾倒。
站立在斜坡上的柱体不发生转动的极限平衡条件是该柱体的重力W的作用线不超过柱体的底缘即:
斜面上的块体滑动和倾倒的条件可以用左图表示。
同样产状的两组裂隙,由于切割出来的宽高比不同,一个边坡有崩落的危险,另一个可能是安全的。
影响崩落的因素,除了裂隙密度外,还有岩柱基底的强度、坡脚断裂面上的摩擦强度、岩柱间的连接强弱以及震动效应等。
崩落的规模不大,但其危害很大(由于其突然性),要注意监测和预防。
屈曲变形破坏仅发生在层理或片理发育的岩体中。屈