图解法与极限平衡法在边坡稳定分析中的应用

鲁宝锋

河北中核岩土工程有限责任公司

摘要：目前边坡稳定分析主要方法为类比法、图解法（极射赤平投影）、极限平衡法及有限元分析法。本文主要通过某边坡案例进行图解法和极限平衡法的分析计算评价，介绍边坡稳定分析中图解法和极限平衡法的应用及总结，希望能为后续边坡分析评价工作带来参考。

关键词：极射赤平投影；极限平衡法；边坡稳定分析1

前言

边坡稳定性分析主要方法为类比法、图解法（极射赤平投影）、极限平衡法及有限元分析法，类比法及图解法为定性分析，极限平衡法及有限元分析法为定量计算分析。通常边坡抗滑移稳定性计算采用刚体极限平衡法，对结构复杂的岩质边坡，结合采用图解法（极射赤平投影和实体比例投影）进行分析，当边坡破坏机制复杂时，可采用有限元数值极限分析法。本文主要介绍图解法和极限平衡法的应用。

2边坡概况

某核电边坡为原山体边坡设计开挖，形成人工岩质边坡。山体岩性为熔结凝灰岩，属于坚硬岩。表层为强风化及中等风

化岩体，人工边坡基本为微风化岩体。

原山体边坡山顶标高+120.0m，原自然山体坡角约25°，开挖后99.0m人工边坡坡脚（场坪标8~10m。人工边坡设计坡角为高）52°+26.0m，人工边坡坡顶标高+现选取边坡某个截面进行图解法及极限平衡法验算分析。，设3m宽台阶，阶段坡角63°，分。

8个阶坡，每个阶段阶坡高3图解法分析

对岩体节理裂隙进行统计发现，主要发育5组节理裂隙，产状分别为NW42°∠80°、72°∠62°、124°∠56°、178°∠74°、201°∠°，；图）。

向节理和NE向节理为共轭剪节理（见图1节理裂隙玫瑰花图1节理裂隙玫瑰花图

极射赤平投影可直观地分析各种结构面组合与边坡坡面的空间关系，确定最不利结构面组合，同时为稳定性计算提供边界

条件。根据上述所列结构面，2）。

与人工边坡作赤平投影图（见图

由图可以定性判断边坡无整体滑动，无楔形体滑动，边坡是稳定的。

图2边坡与结构面极射赤平投影图4极限平衡法

根据勘察情况及结构面统计分析，采用折线型滑面进行计算。将计算边坡剖面划分为1，其中块体14至18都为阻滑块体。计算模型见图3。图3极限平衡法计算剖面模型

计算参数的选取：范，综合考虑地震峰值加速度取(1)地震峰值加速度，根据勘察报告以及核电厂抗震设计规的地震作用根据极限安全地震震动确定，(2)地震系数。根据核电厂抗震设计规范，0.15g。

地震作用中的水平地斜坡稳定性计算震系数取0.3，竖向地震系数取0.2，水平与竖向地震力按不利方向组合考虑。

(3)岩体相关参数。根据勘察报告及地震参数的确定，（下转第227相关

页）

225学术前沿合同内容进行全面的分析与理解，认真解读各个条款，对合同中的内容不断完善，避免由于合同风险造成损失。EPC总承包工程项目在进行设计的时候，需要对业主需求、设计规范、技术标准、技术水平、使用年限以及经济成本等诸多因素进行综合考虑，在此基础上制定相对经济、合理的设计方案。同时，在满足上述条件的基础上，全面考虑施工的材料的采购方案以及机械设备的使用情况等方面的工程成本，最大程度上减少成本费用的支出，从而创造更多的经济利益。EPC总承包工程项目施工阶段是需要关注的重点环节，为了促使EPC总承包工程项目顺利实施，需要采取科学、有效的风险管理手段。在进行施工之前，施工单位需要进行技术讨论，分析并评估设计方案的可行性以及风险性，提升设计方案的可操作性。对于施工过程中的隐蔽过程，需要严格把关，同时对施工中可能出现的风险因素进行控制，从而保证EPC总承包工程项目更好的完工。在施工过程中，要及时做好人员、村料、机具进场计划，施工方案、风险应急预案等.及时根据现场施工进度做出调整。同时在执行过程中要与业主、监理公司保持持续、良好的沟通和互动。对于合同外的项目变更以及因非承包商出现的项目进度延期等，要及时提交书面联系单给业主和监理公司。书面联系单要量化因变更、延期，对项目成本、工期的影响，并及时得到业主及监理公司的签字。

4.4风险应对

在对风险进行应对的时候，需要依据EPC总承包工程项目的特点来制定预防措施，保证风险预防工作的完善性。在进行风险应对的时候，可以采取风险转移措施。进行风险转移的时候主要分为三种，一是，使用分包的方法将自己的风险进行转（上接第225页）

移；二是，将风险转移给担保人；三是，将风险转移给保险公司，

采取这些方法可以大大降低风险出现的几率，减少经济上的损失。另外，还可以采取分散风险的措施，主要分为内部分散以及外部分散两种，内部分散主要是对自身的资金结构进行优化，进而实现资源在不同项目的优化，将风险分散到另外的工程项目中，减少整体的风险损失率。外部分散可以采取联合体投标的方式和其他企业实现合作，这样就能够将整体的风险分散给不同的主体，避免风险的出现或者减少风险的应对。5结束语

总之，通过对EPC总承包工程施工项目风险管理的重要性进行了阐述，就其中存在的风险因素进行了详细的分析，并提出了有效的风险管理措施。针对其中存在的风险因素，只有加大管理力度，才能有效减少或是避免风险的出现，将EPC总承包的优点全面发挥出来，从而为企业创造更多的经济效益，促进企业的长远发展。参考文献：

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[4]李静.海外电力EPC工程总承包项目风险识别及应对[D].华北电力大学(北京),2016.

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参数见表1。

重度

块体1234-1314-18

（103kN/m3）2626262626

滑动面α内聚力C（°）25595959-12

（Mpa）14.414.414.416.516.5

内摩擦角（°）46.446.446.446.446.4Φ

摩擦系数f=Tan1.0521.0521.0521.0521.052

表1岩土相关计算参数表

边坡稳定性计算

本计算采用极限平衡法中的折线法公式为：

∑Ntanϕ+∑CL+∑T′

K=

∑TN——法向压力（kN）φ—岩石的内摩擦角(°)C——岩石的内聚力(MPa）L——滑动面长度(m）T’——阻滑力(×103kN）T——滑动分力(×103kN）地震力计算公式：Fi＝K·a·mi

式中Fi——地震力(kN)；a——地震峰值加速度（m/s2）；K——地震系数；

mi——第i条土块的质量(t)。相关参数代入公式计算得：

ΣNtanφ＝23152.475ΣCL＝3247.584ΣT’＝1632.952ΣT＝18662.0安全系数K＝1.502综上所述，在设计开挖坡度52°时，极限平衡法计算出的安全系数K＝1.502，大于《核电厂抗震设计规范》标准，满足设计要求。5结语

图解法通过图示比较直观地定性判断边坡稳定情况，同时可为边坡稳定性计算提供边界条件，极限平衡法为系统地定量计算分析，分析一般岩质边坡稳定性时，结合两种方法综合比较分析，更能可靠的评价边坡稳定性。边坡分析各种方法在实际应用中需更进一步地探讨研究边坡破坏机制原理，分析影响边坡稳定的各种影响因素，建立相对准确的计算模型，以便更准确的进行计算分析。参考文献：

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