岩石高邊坡穩定性工程地質分析下載

㈠ 含溶洞岩石地基穩定性分析

對含溶洞岩石地基的失穩評價，可認為是溶洞上部的岩土體整體往下塌陷，即為整體破壞形式。通過溶洞發育規律及溶洞塌陷體的形狀分析還發現，其破壞機制除整體破壞形式以外還有溶洞洞壁內部破壞的形式。

2.2.1 含溶洞岩石地基整體破壞形式的穩定性分析

假定溶洞岩石地基呈整體下塌失穩，穩定性評價計算，可按下面方法綜合進行。

2.2.1.1 根據溶洞頂板坍塌自行填塞洞體所需厚度進行計算^[16]

洞體頂板被裂隙切割呈塊狀、碎塊狀，頂板塌落後體積松脹，當塌落向上發展到一定高度，洞體可被松脹物自行堵塞。在沒有地下水搬運的情況下，可以認為洞體空間已被支撐而不再向上擴展了。設洞體空間體積為V₀，塌落體體積V，此時塌落高度H可由下式確定。

V·m=V₀+V

即：

V₀=V(m-1)

式中：m 為頂板岩石的松脹系數，對岩石取 1.1～1.3，視坍落後塊度定；對土取1.05～1.1。

設洞體頂板為中厚層灰岩，洞體截面積為 S，洞高 H₀，假定塌落前後洞體均為圓柱形。

則：

V₀=S·H₀V=S·H

那麼，自行堵塞洞體所需的溶洞頂板安全厚度為：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

如高度H以上還有外荷載，則還應加以荷載所需的厚度，才是洞體頂板的安全厚度。

2.2.1.2 根據頂板裂隙分布情況，分別對其進行抗彎、抗剪驗算^[15]

(1)當頂板跨中有裂縫，頂板兩端支座處岩石堅固完整時，按懸臂梁計算：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

(2)若裂隙位於支座處，而頂板較完整時，按簡支梁計算：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

(3)若支座和頂板岩層均較完整時，按兩端固定梁計算：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

抗彎驗算：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

抗剪驗算：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

以上各式中：M為彎距(kN·m)；p為頂板所受總荷重p=p₁+p₂+p₃；p₁為頂板厚為H的岩體自重(kN/m)；p₂為頂板上覆土層重量(kN/m)；p₃為頂板上附加荷載(kN/m)；l為溶洞跨度(m)；σ為岩體的計算抗彎強度(石灰岩一般為允許抗壓強的1/8)(kPa)；f_s為支座處的剪力(kN)；S為岩體的計算抗剪強度(石灰岩一般為允許抗壓強度的1/12)(kPa)；b為梁板的寬度(m)；H為頂板岩層厚度(m)。

適用范圍：頂板岩層比較完整，強度較高，層理厚，而且已知頂板厚度和裂隙切割情況。

2.2.1.3 根據極限平衡條件，按頂板能抵抗受荷載剪切的厚度計算^[15]

F+G=UHS

式中：F為上部荷載傳至頂板的豎向力(kN)；G為頂板岩土自重(kN)；U為洞體平面的周長(m)；S為頂板岩體的抗剪強度，對灰岩一般取抗壓強度的1/12。

2.2.1.4 成拱分析法^[32]

當頂板岩體被密集裂隙切割呈塊狀或碎塊狀時，可認為頂板將成拱狀塌落，而其上荷載及岩體則由拱自身承擔，如圖2-1。

圖2-1 成拱分析法示意圖

A—天然拱；B—壓力拱；C—破裂拱

Fig.2-1 Diagram for analysis method of formation arch

A—natural arch；B—pressure arch；C—break arch

此時破裂拱高h為：

h=B/f

B=b+h₀tg(90°-φ)

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

式中：h為破裂拱高(安全臨界高度，m)；h₀為洞隙高度(m)；b 為洞隙寬度之半(m)；c為黏聚力(kPa)；φ為內摩擦角(°)；f為堅固系數(普氏系數)；σ_n為岩體剪切面上的正壓力。

破裂拱高加上部荷載作用所需的岩體厚度才是洞頂板的安全厚度。若洞的頂板呈拱形，拱角以下岩體完整穩定且無橫向擴展的可能。也可近似地用石砌拱圈厚度加足夠安全儲備類比確定拱頂的安全厚度。

2.2.1.5 遞線交會法

在剖面上從基礎邊緣按30°～ 45°擴散角向下作應力傳遞線，當洞體位於該線所確定的應力擴散范圍之外時，可認為洞體不會危及基礎的穩定。由定性評價中的洞體頂板厚跨比(H/L)可知，當集中荷載作用於洞體中軸線，H/L為0.5時，應力擴散線為頂板與洞壁交點的連線，它與水平面夾角相當於混凝土的應力擴散角45°；當H/L為0.87時，相當於鬆散介質的應力擴散角30°。

2.2.2 含溶洞岩石地基局部破壞形式穩定性分析^[17]

本書2.2.1所述岩溶地基的穩定性評價計算方法，都是假定含溶洞地基產生整體破壞為前提，且它們沒有考慮溶洞斷面形態、地下水等的影響。在工程實踐中發現，許多含溶洞地基的破壞往往是由局部破壞進而發展到整體破壞，由溶洞內部破壞再發展到外部塌陷失穩。從彈塑性理論出發，分析含溶洞地基的應力狀態，對其進行穩定性判別，能夠克服以上不足。

2.2.2.1 含溶洞岩石地基彈性理論應力分析

2.2.2.1.1 圓形溶洞中產生的次生應力

設距基岩面以下有一半徑為a的圓形溶洞。設基岩岩石是均質的，各向同性的彈性體，為此，可把在地基中的溶洞圍岩應力分布問題視作一個雙向受壓無限板孔的應力分布問題(圖2-2)，採用極坐標求解圍岩應力。此問題在彈性理論中已有現成的平面問題的齊爾西解，其求解應力的公式為：

圖2-2 圓形溶洞圍岩上的應力

Fig.2-2 Stress distribution on round cave

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

式中：σ_r、σ_θ、σ_rθ分別為圍岩中的徑向應力、切向應力、剪切應力；p、q分別為作用在岩體上的垂直應力、水平應力；θ為與水平軸的夾角。

圓形斷面溶洞周邊(r=a)處的應力，根據(2-1)式，可得：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

2.2.2.1.2 橢圓形溶洞斷面所產生的次生應力

若溶洞為橢圓形斷面，其水平軸為a，豎直軸為b，作用在溶洞圍岩上的垂直應力為p，水平應力為q。巷道周邊上任一點的切向應力σ_θ、徑向應力σ_r和剪應力τ_rθ值的大小，可根據彈性理論，按橢圓孔復變函數解得。

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

式中：m為橢圓軸比，

；θ為溶洞周邊計算點的偏心角。

從判斷溶洞圍岩穩定性的觀點出發，只要找到溶洞周邊極值點處的應力大小，看其是否超過岩體的強度，即可判斷其穩定程度。從研究圓形斷面溶洞周邊應力得知，橢圓形溶洞周邊應力的兩個應力極值仍然在水平軸(θ=0、π)和垂直軸(θ=π/2、3π/2)上。

2.2.2.1.3 齊爾西解答在含溶洞岩石地基中的運用

齊爾西解答是彈性力學中關於「圓孔孔邊應力集中」的經典解，它設有一矩形薄板，在離開邊界較遠處有半徑為a的小圓孔，在四邊受均布拉力，集度為p，如圖2-3，通過彈性力學分析，原來的問題變換為一個新問題：內半徑為a，而外半徑為b的圓環或圓筒，在外邊界上受均布拉力p，並得到薄板的應力為：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

圖2-3 矩形薄板受力分析

Fig.2-3 Analysis of stress in rectangle thin board

由(2-4)式可看出，薄板內徑向應力σ_r和切向應力σ_θ都隨徑向距離r及薄板尺寸參數b而變化，其變化結果及趨勢見表2-1。

表2-1 不同邊界條件下矩形薄板的應力分布Table2-1 Stress distribution of rectangle thin board in different boundary condtion

由表2-1可看出：r越大，σ_r、σ_θ越趨向於作用在岩石上的原岩應力p，當b=5a及r=5a時，σ_r=1p，σ_θ=1.08p，與原始應力誤差僅為8%；而當b≫a，r=5a 時，σ_r=0.96p，σ_θ=1.04p，與原始應力誤差僅為4%，從工程角度上來說，可滿足要求，故可認為其影響半徑為R=5a，即在彈性體中，對存在一孔洞，圓孔周邊產生應力集中的區域為5a半徑范圍，其餘范圍可不考慮其影響，仍可按彈性體考慮其應力狀態。因此，只要基礎底面至溶洞中心的距離h大於5a(a為溶洞半徑)，就可以用齊爾西解答來解決溶洞圍岩中的應力分布問題。

由於基礎底面尺寸並不是無限大，即基底壓力作用的范圍有限，此時可以這樣處理：在溶洞中心5a以外范圍，仍採用彈性力學中關於彈性半空間的理論解答，即常規的地基中附加應力計算方法，分別計算出距溶洞中心距離5a處A點附加應力α_Ap₀、B點的附加應力α_Bp₀(圖2-4)，用基礎對A、B點處所產生的附加應力α_Ap₀、α_Bp₀，分別作為A 點的水平面和B點的豎直面處的附加應力(也可分別取A點水平面上若干個點的附加應力平均值及B點豎直面上若干個點的附加應力平均值，但這樣相對復雜)。

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

式中：α_A、α_B為基底至A、B點處的附加應力系數；p₀為基底附加應力；σ_CA、σ_CA為A、B點處岩土體自重應力；λ為岩體側壓力系數。

圖2-4 溶洞地基應力計算示意圖

Fig.2-4 Stress calculation draw for cave foundation

當基礎底面壓力為大面積荷載作用時，α_A≈1，α_B≈1；則：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

2.2.2.2 溶洞穩定性分析評價

2.2.2.2.1 格里菲斯准則判別

由前述分析，可以得到地基中溶洞周邊所產生的次生應力，並且可知洞體周邊所產生的次生應力將隨洞體形狀不同而出現較大差異，在不同的部位，次生應力也不同，甚至可以產生數倍於基底壓力p的次生應力，對地基的穩定性將產生不利的影響。此時，可應用格里菲斯破裂准則對岩石地基進行判別。

格里菲斯破壞准則表達為：

岩溶區溶洞及土洞對建築地基的影響

式中：σ₁、σ₃為最大、最小主應力，以壓應力為正號；R_t為岩石單軸抗拉強度，本身帶負號。

對於求得的溶洞周邊次生應力，切向應力σ_θ最大，徑向應力σ_r=0，剪應力τ_rθ=0，所以σ_θ為主應力，即σ₁=σ_θ，σ₃=σ_r=0；並代入(2-7)式進行判別。

2.2.2.2.2 應用舉例

某框架結構大樓，擬採用φ1500mm鑽孔灌注樁基礎，以基岩作為樁端持力層，基岩為泥盆繫上統融縣組微風化石灰岩，隱晶質塊狀結構。其中的一鑽孔樁基地層為：石灰岩面埋深11m，基岩面以上為可塑、軟塑粘土，其重度γ=19kN/m³，灰岩重度γ=25kN/m³。石灰岩樁端承載力標准值q_pk=4000kPa，設計樁底壓力為3930kPa，鑽孔樁嵌入微風化完整灰岩0.5m，樁底以下1.95m 處有一洞高 0.60m 的空溶洞(圖2-5)。石灰岩單軸飽和抗壓強度f_r=30MPa，單軸抗拉強度R_t=1900kPa。

圖2-5 基樁下溶洞地基應力計算圖

Fig.2-5 Stress calculation for cave foundation under the pile

為求得距溶洞中心5a處的垂直及水平應力p、q，經計算得到式(2-5)所需的計算參數：

α_A=0.646，α_B=0.066；

p₀=3930-(11×19+0.5×25)=3709(kPa)；

σ_CA=11×19+1.25×25=240(kPa)；

σ_CB=11×19+2.75×25=278(kPa)；

λ=0.25(石灰岩μ取0.2)；

由(2-5)式計算得到：

p=2637(kPa)、q=131(kPa)，並將其代入(2-2)式，得到溶洞周邊的應力σ_θ(其中σ_r=0，τ_rθ=0)，見表2-2。

表2-2 圓形溶洞周邊應力σ_θ值Table2-2 The values of σ_θ in round cave periphery

現用格里菲斯准則對溶洞周邊應力進行穩定性判別：

(1)在洞體兩幫(θ=0、180°)：σ₁=σ_θ=7780kPa，σ₃=σ_r=0；並 代入(2-7)式得：

(安全)]]

3=σ_θ=-2244kPa，σ₁=σ_r=0，因為σ₁+3σ₃＜0時，所以用(2-7)式判別：

｜ σ_r｜=2244kPa＞ ｜ R_t｜=1900kPa(產生拉裂破壞)

因此，須變更原基樁設計方案，才能保證建築物安全。

2.2.2.3 溶洞穩定性影響因數分析

2.2.2.3.1 基礎底面尺寸對溶洞穩定性的影響

為研究基礎尺寸對溶洞穩定性的影響，現假設樁徑由1.5m 變為1.0m，其餘條件(包括基底壓力p等)均不變，經計算得到：α_A=0.424，α_B=0.030；

而p₀、σ_CA、λ、σ_CB不變

由式(2-5)計算得：p=1813kPa、q=97kPa，並將其代入(2-2)式得：

溶洞兩幫(θ=0°、180°)，σ_θ=5342kPa；

溶洞頂底板(θ=90°、270°)，σ_θ=-1522kPa；

即洞體兩幫的 σ_θ由原來的 7780kPa 減為 5342kPa，溶洞頂底板的拉力 σ_θ也由-2244kPa減為-1522kPa。(負號表示拉力)，用式(2-7)進行判別：

溶洞頂底板：｜σ_θ｜=1522kPa＜ ｜ R_t｜=1900kPa(安全)

因此，樁徑由1.5m變為1.0m，其餘條件不變，溶洞頂底板由原來的拉裂破壞變為安全，說明基礎底面的尺寸對溶洞穩定性影響較大。基礎底面尺寸越小，越有利於地基的穩定。

2.2.2.3.2 基礎底面到溶洞頂板的距離對溶洞穩定性的影響

為研究基礎底面到溶洞頂板的距離這一影響因數，現僅假設樁底到溶洞頂板的距離增加0.25m，其餘條件均不變，經計算得到：

α_Α=0.488；α_B=0.056；代入式(2-5)得到：

p=2063kPa、q=124kPa，並將其代入(2-2)式得：

溶洞兩幫(θ=0°、180°)，σ_θ=6065kPa；

溶洞頂底板(θ=90°、270°)，σ_θ=-1691kPa；

即洞體兩幫的 σ_θ由原來的 7780kPa 減為 6065kPa，溶洞頂底板的拉力 σ_θ也由-2244kPa減為-1691kPa。(負號表示拉力)，用式(2-7)判別得：

溶洞頂底板：｜ σ_θ｜=1691kPa＜ ｜ R_t｜=1900kPa(安全)

僅將樁底到溶洞頂板的距離增加0.25m，其餘條件不變，溶洞頂底板即由原來的拉裂破壞變為安全，說明基礎底面到溶洞頂板的距離對溶洞穩定性的影響很大。

2.2.2.3.3 溶洞洞體形狀對溶洞穩定性的影響

為研究洞體形狀對溶洞穩定性的影響，在此工程中，其他條件均不變，將圓形溶洞變成水平向橢圓形溶洞(水平軸為a，豎直軸為b)，而溶洞高仍為0.60m。

則由式(2-3)計算的溶洞周邊應力σ_θ(其中σ_r=0，τ_rθ=0)，見表2-3。

表2-3 橢圓形溶洞周邊應力σ_θ值(kPa)Table2-3 The values of σ_θ in elliptic cave periphery(kPa)

用格里菲斯准則判別可知：當m=1/3時，溶洞不僅頂底板出現拉裂破壞，而且在兩幫也由於出現了高達18328kPa的次生應力，也將出現破壞。並且橢圓的豎直軸b與水平軸a之比越小，溶洞越不穩定。

2.2.2.3.4 地下水對溶洞穩定性的影響

若其餘條件不變，洞內有地下水，當地下水位大幅度下降至溶洞底面以下時，設洞體周圍土體密閉，溶洞內形成相對真空，即產生所謂的岩溶「真空吸蝕作用」。此時，由於洞內真空的影響，將會改變溶洞周圍的應力狀態，溶洞內的真空作用，相當於在地基表面施加1個大氣壓的附加應力(近似100kPa)，即施加近似100kPa的大面積附加荷載，溶洞周圍的應力計算如下：

由(2-6)式計算得到：p=2737kPa、q=156kPa；並將其代入(2-2)式得：

溶洞兩幫(θ=0°、180°)，σ_θ=8055kPa

溶洞頂底部(θ=90°、270°)，σ_θ=-2269kPa

由此可見，由於「真空吸蝕作用」，溶洞兩幫的σ_θ由原來的7780kPa變為8055kPa，變化率3.5%；溶洞頂底板σ_θ由-2244kPa變為-2269kPa，變化率僅1.1%，應力變化較小。因此，岩溶「真空吸蝕作用」並不是引起含溶洞岩石地基破壞的主要因素。對於地下水的作用，其本身對溶洞周圍的應力改變不大，其對溶洞穩定性的影響主要是對岩石裂隙結構面強度的降低，岩石的軟化等。

2.2.2.3.5 洞內充填物對溶洞穩定性的影響

現假設洞內充填有粘土(粘土承載力設計值為300kPa)，其餘條件不變，此時，可近似地認為粘土最大能夠向洞壁提供300kPa的徑向應力(實際應更小)，則由於洞內粘土的存在，溶洞周邊的應力狀態由表2-2變為如表2-4：

表2-4 洞內有充填物時溶洞周邊應力分布Table2-4 The stress distribution on cave periphery when cave is filled with materials

由表2-4可知：改變後溶洞的應力狀態趨向有利於洞體的穩定，但總體說來，關鍵點處(θ=0°、90°)應力狀態變化不大，用(2-7)式進行穩定性判別，溶洞穩定性的性質也未發生變化。由此可見，洞內有充填物(粘土)，對溶洞地基的穩定性有一定的作用，但作用並不顯著。

從以上分析可以看出，岩溶區含溶洞岩石地基的穩定性，除與基礎底面的壓力有關外，還與基礎尺寸，基礎底面至溶洞頂板的距離，溶洞的斷面尺寸形狀等密切相關。有些工程即使符合《岩土工程勘察規范》GB50021—2001的第5.1.10條第二款或《建築地基基礎設計規范》GB50007—2002的第6.5.4條的有關規定，但地基也未必是穩定，如前述舉例分析，即符合上述規范規定可不考慮岩溶穩定性的不利影響，但通過計算發現，溶洞周邊將產生較高的次生應力，仍將導致溶洞周邊破壞失穩。此外，有些工程一律地按當地經驗要求溶洞頂板的最小厚度，有時造成較大浪費。

2.2.2.4 結論

在岩溶區，當利用含溶洞岩石地基作為建(構)築物持力層時，其穩定性評價宜採用工程地質定性分析與理論計算相結合的方法：

(1)工程地質定性分析宜重點分析含溶洞地基的地質構造、結構面、岩層、洞體形態、地下水等因素。

(2)穩定性理論計算可利用本文推導的有關公式進行分析評價。減小基礎底面尺寸、增大基底至溶洞頂板的距離，可增加地基的穩定性；洞體直徑(跨度)及洞體形狀對地基穩定性影響很大，溶洞直徑(跨度)越小，對穩定性越有利；橢圓形溶洞的豎直軸與水平軸之比越小，溶洞越不穩定。

(3)地下水產生的「真空吸蝕作用」對溶洞地基穩定性影響很小；洞內有充填物時，有利於溶洞的穩定，但作用不是很顯著。

(4)有些工程即使符合《岩土工程勘察規范》GB50021—2001第5.1.10條第二款或《建築地基基礎設計規范》GB50007—2002的第6.5.4條的有關規定，認為可不考慮溶洞不利影響的地基，也還應該定量計算判別溶洞地基的穩定性。並建議對規范中該部分內容進一步研究並進行修訂。此外，有些工程一律按當地經驗來要求溶洞頂板的最小厚度進行基礎設計，有時造成較大浪費。

㈡ 國內有哪些研究所或者單位可以做礦山岩石邊坡穩定性分析

一般有資質的地勘單位或者工堪單位都可以做，通過實驗測參數就可以算出來，然後編寫分析報告。比如***工程勘察院/所、***設計研究院/所等相關單位都可以做。

㈢ 工程地質穩定性評價方法——以麗江-香格里拉段為例

一、概述

隨著滇藏鐵路工程的分段實施，麗江-香格里拉段的規劃設計已納入日程。但是，由於該段地形地貌和地質條件非常復雜，雖然經過多輪論證，線路仍難最後確定。按照初期規劃（圖13-1），滇藏鐵路麗江-香格里拉段共有3個走向方案可以比選：①麗江-長松坪-虎跳峽上峽口-香格里拉方案（西線方案）；②麗江-大具-白水台-小中甸-香格里拉方案（組合方案）；③麗江-大具-白水台-天生橋-香格里拉方案（東線方案）。初步分析認為，西線方案工程地質條件相對較好，可以作為推薦方案，該方案需要新建鐵路隧道34座，總長87130 m，占該段線路總長的54.4%，最長的隧道是位於麗江西北的玉峰寺隧道，全長10970 m；需要新建鐵路大橋39座（10253 m），涵洞182座（4547 m），橋涵占線路總長的9.2%。復雜的工程地質條件使得該方案仍存在許多問題，且工程建設難度大。

為了更好地指導該段鐵路選線，我們在區域地殼穩定性評價的基礎上，將基於GIS技術的層次分析法引入到麗江-香格里拉段鐵路規劃區的工程地質穩定性評價（工程地質條件評價）。在評價過程中，綜合考慮地形坡度、工程地質岩組、斜坡結構、地質災害發育現狀、地殼穩定性、微地貌類型（地形與鐵路設計高程高差）、人類工程活動、降水量、距離溝谷距離等因素，充分利用GIS技術處理海量數據信息的優勢，採用層次分析法模型，進行麗江-香格里拉段鐵路規劃區的工程地質穩定性評價。基於評價結果，可以很好的指導該段線路比選和優化。

二、基於GIS的層次分析法原理

層次分析法（Analytical Hierarchy Process，簡稱AHP）是美國數學家SattyT.L.在20世紀70年代提出的一種將定性分析和定量分析相結合的系統分析方法。它適用於多准則、多目標的復雜問題的決策分析，可以將決策者對復雜系統的決策思維過程實行數量化，為選出最優決策提供依據（圖13-2）。經過多年的應用實踐，不少研究者開始將GIS技術與AHP方法相結合，大大提高了傳統的AHP方法在地學研究中的應用效果（Harris et al.，2000；劉振軍，2001；彭省臨等，2005）。基於GIS的層次分析法充分利用GIS技術的空間分類和空間分析功能，在評價指標數據採集、處理和自動成圖方面具有明顯的優勢，不僅可以對工程地質穩定性的相關影響因素進行更細致的逐次分析，而且在計算過程中不受計算單元數量的限制，因而評價結果更直觀、更便於應用。

圖13-1 滇藏鐵路麗江-香格里拉段線路方案示意圖

圖13-2 基於GIS的層次分析法技術路線圖

基於GIS層次分析法的工程地質穩定性分區評價過程大致可分為以下步驟：

（1）確定研究區、研究對象及研究目標，並進行數據分析，確定進行工程地質穩定性分區所需要的數據，包括數據來源、數據質量指標等。

（2）將收集的各種資料進行數據處理，包括在MapGIS 6.7軟體平台上進行數字化、格式轉換、投影轉換、分層及屬性編碼等，建立研究區、研究對象的空間資料庫。

（3）根據研究目標的特徵，分析影響目標的因素，建立目標的層次指標模型和層次結構，構造判斷矩陣，由專家對影響因素進行綜合評分，並進行層次單排序、求解權向量和一致性檢驗，從而獲得各指標因素值，並運用GIS空間分析功能提取分析因子。

（4）採用ArcGIS 9.2軟體平台，對評價區域進行柵格化，每一個柵格作為模型評價的一個運算單元，並將資料庫中的數據按照規則進行柵格化處理。再採用圖形疊加的模型評價方式，將參與評價的各個因素權值分配到不同的柵格上。將各個因素進行圖形疊加，對屬性值進行代數運算，再將疊加後的柵格數據化，生成新的圖形，並形成最終評價結果。

（5）工程地質穩定性分區評價的數學模型：

滇藏鐵路沿線地殼穩定性及重大工程地質問題

式中：B——工程地質穩定性指數，a_j——權重，N_j——指數。

（6）通過分析計算獲得的工程地質穩定性指數值的分布范圍，結合野外實際調查結果驗證，對不同區域的鐵路工程建設適宜性進行綜合分區評價。

㈣ 邊坡工程地質概況

在工程區地層內,中細砂岩具有中厚層狀、塊狀特徵,堅硬完整;粉砂岩屬中等強度岩石;炭質頁岩較軟弱,則為強度低、完整性最差的岩石。引水發電洞進水口邊坡出露的地層岩性特徵如圖7-1和表7-3所示。

圖7-1 4^#引水發電洞進水口邊坡工程地質剖面圖

邊坡強烈卸荷,對本段邊坡來說,地下水類型主要是基岩裂隙水,但由於邊坡處於條形山脊的近北東段,總體來說地下水較貧乏。水庫蓄水後,水庫庫水將對邊坡的穩定性產生重大影響。邊坡岩體的透水性與岩性及其組合密切相關,砂岩因構造裂隙發育,延伸較長,裂隙間流通性較好,故透水性較強,尤其是卸荷帶內砂岩體的透水性較強,邊坡中所夾軟弱帶為相對隔水層,對邊坡中地下水的分布起重要控製作用。

表7-3 引水發電洞進水口邊坡地層岩性特徵

開挖後邊坡的地形大致如圖7-2所示。

圖7-2 開挖後引水發電洞進水口邊坡地貌景觀

溢洪道在進水口邊坡後緣的開挖軸向沿下游約為145°,開挖寬度約30m,開挖高程為852m。坡體頂部從早期約900m高程開挖至885m高程,頂部預留寬度為5～30m,為將來修建成阿公路留出一個平台。引水發電洞開挖的主體工程在洞口處,發電洞進水口所在高程為800m,洞口以外為一個長約80m,並一直向外延伸約20m的進水平台,再往外為沖砂洞進水口,開挖高程為750m;引水發電洞進水口洞臉邊坡走向約340°,800～830m高程坡角為90°,830～847m高程坡比為10/3;847～885m高程坡比為4/3。發電洞上、下游兩側邊坡則按4/3坡比放坡。引水發電洞洞寬6m,高約8m,拱型洞頂,洞間距約10m。

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㈥ Bishop法分析邊坡穩定性的過程

邊坡穩定性分析力學源分析方法
1、 定性分析方法
定性分析方法主要是通過工程地質勘察，分析邊坡穩定性的主要影響因素，可能變形破壞方式及失穩力學機制等，對已變形的地質體的成因及演化史進行分析，從而給出被評價邊坡的穩定性狀況及其發展趨勢定性的解釋及說明，常用的方法有3種
2、 自然（成因）歷史分析法
該方法主要是依據邊坡發育的地球環境、邊坡發育歷史中的各種破壞跡象及基本規律和穩定性影響因素的分析，追溯邊坡演變的全過程，對邊坡的總狀況、趨勢和區域性特性作出了評價和預測，對已發生過滑動的邊坡，判斷其能否復活或轉化，它主要用於天然斜坡的穩定性評價。
3、工程類比法
該方法利用已有的自然邊坡及人工邊坡的穩定性狀況及影響因素、有關設計的經驗，把這些經驗應用到所需要研究的滑坡中去，它是目前應用最多的定性分析方法。

㈦ 岩石邊坡穩定性分析和土質邊坡穩定性分析方法是一樣的嗎

還是不太一樣，分析方法很多，具體問題具體分析，主要根據邊坡破壞滑動面形態不同選用不同極限平衡法。大體上說，對於土質邊坡，找出潛在滑動面，劃分條塊運用力學平衡法計算其穩定性，能較准確的判定其穩定性；對於岩質邊坡，其穩定性主要為節理裂隙面控制，採用作圖（玫瑰花圖和赤平投影圖）的方法，定性的評判其穩定性。

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