赤平投影法在测定岩石边坡稳定性中的运用
赤平投影法在测定岩石边坡稳定性中的运用
引言
徐邦栋教授于 20 世纪 70 “年代提出工程地质分析与力学计算的综合评价方法 （即所谓 八大
” 法 ） 的基本指导思想是将滑坡视为一定地质条件下动态的、变化的过程，评价不仅是当前的
状态，还要考虑外界因素和人为工程作用后的变化和发展趋势。对不同的滑坡选择其中 3~4 种
方法评价，互相验证以得到符合实际的结果。公路路基设计规范（JTG D30-2004）：边坡稳定
性评价宜综合采用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析 法 进 行 ; 《建 筑 边
坡工程技术规范》（GB50330-2013）：边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡法。对
结构复杂的岩质边坡，可配合采用极射赤平投影法和实体比例投影法；当边坡破坏机制复杂
时，可采用数值分析法；《水利水电工程边坡设计规范》（SL 386-2007）：边坡稳定性的初步
判别宜采用极射赤平投影法、工程地质类比法进行判别。经稳定性初步判别有可能失稳的边坡
均应进行稳定计算。初步判别难以确定稳定性状的边坡也应进行稳定计算。对可能发生滑动破
坏的边坡，应按照本节的规定进行抗滑稳定计算。对可能发生其他破坏形式的边坡，宜参照类
似边坡进行专门研究。从基本分析方法来看，各规范都认可需要综合采用工程地质类比法、极
射赤平投影法（图解分析法）、极限平衡法分析计算，提倡工程地质分析与力学计算相结合的
综合评价方法。因此，地质分析与力学计算的有机结合才是完整的评价方法，前者为后者提供
了参数和边界条件，后者给出了定量概念。忽视滑坡地质过程的分析，过于依赖计算结果是不
可取的。
1 失稳模式判断方法
在岩质边坡中，岩体的失稳与破坏主要受岩体内结构面的控制。它们相互之间的空间分布位
置、组合关系（包括自然边坡或边坡开挖面的产状）和结构面的物理力学性质等，对边坡的稳
定都起着至关重要的作用。赤平投影方法正是基于这一点来进行的，应用这种方法可以帮助地
质及工程技术人员对边坡的稳定性做出快速、定性的判断。
图1 说明了边坡失稳的三种类型与相应的结构面赤平投影图的对应关系 （H0ek &
Bray,1977）。
在平面破坏和模体破坏两种类型中，其失稳或滑动的判别原则一般可简单归纳为βp≥β≥φ，其
中β 为结构面（或某两组结构面交线）在坡面倾向上的视倾角，βp 为边坡面（或某两组结构面
交线）的倾角，φ 为结构面的摩擦角。特别值得指出的是，这一可能滑动的条件只考虑了结构
面的摩擦角。如果有凝聚力存在的情况，可以按照等效摩擦角的概念综合考虑凝聚力的影响。
在此判别中，还要考虑坡面倾向与结构面倾向的一致性 （通常认为当两者夹角小于或等于 20°
时才可能发生滑动）。当有多组结构面组合构成模体破坏时，还要考虑每两组结构面交线的产
状与滑动方向的关系等综合因素。
根据上述原则，在赤平投影平面上的可能滑动区由如下阴影区域组成（见图2）。
2 标准分析方法
香港土木工程署编制的 《岩土工程手册》（1981 年）给出了标准分析图例，如图3 所示。根
据图3 所示的四组结构面和坡面的产状，以及摩擦角，应用赤平投影方法及边坡稳定分析原理
可做出边坡失稳模式的判别。设岩体结构面摩擦角为35° ，假设某一边坡的倾向为140°，倾角
为60° ，其大圆如图3 所示。由图中心的摩擦圆和外弧线所围的月牙形封闭域为滑动区，靠近
大圆边界的扇形区为倾倒区。每一结构面及其他结构面相互组合的交线都可以在赤平投影图中
用其极点表示。从图中可见，第1 组结构面和第1 与第2组结构面组合交线的极点落入了滑动
区，第4 组结构面的极点落入了倾倒区，它们的倾角均大于 35°。说明由于以上结构面的存在
可能引起该边坡的滑动和倾倒失稳破坏。而第 2 组结构面，以及第1 组与第4 组、第1 组与第
3 组、第2 组与第4 组、第3 组与第4 组结构面所组合交线的极点均未落入滑动区和倾倒区，
说明这些结构面组合不可能形成滑动破坏。剩余的第3 组结构面，以及第2 组与第3 组结构面
组合交线的倾角虽然小于35°，但是如果输入的摩擦角减小或者由于各种因素造成强度指标的
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赤平投影法在测定岩石边坡稳定性中的运用 引言徐邦栋教授于20世纪70“年代提出工程地质分析与力学计算的综合评价方法（即所谓八大”法）的基本指导思想是将滑坡视为一定地质条件下动态的、变化的过程，评价不仅是当前的状态，还要考虑外界因素和人为工程作用后的变化和发展趋势。对不同的滑坡选择其中3~4种方法评价，互相验证以得到符合实际的结果。公路路基设计规范（JTGD30-2004）：边坡稳定性评价宜综合采用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进行;《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）：边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡法。对结构复杂的岩质边坡，可配合采用极射赤平投影法和...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
价格：免费
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时间：2024-03-22
