大唐国际胜利东二号露天煤矿采场边坡稳定性分析.pdf

致 谢 致 谢 本文是在导师宋子岭教授的严格要求和悉心指导下完成的。 两年多来，导师渊博的学识和严谨的治学态度以及对我孜孜不倦、催人奋 进的教诲，使我收益匪浅。在论文完成之际，瑾向恩师致以诚挚的感谢和崇高 的敬意 感谢采矿工程系的各位老师对我学习和生活上所给予的帮助和鼓励 感谢陪伴我一起生活学习的 2007 级采矿专业的同学们是他们让我度过了 这愉快的两年半 感谢在我学习和论文撰写期间给予我关心、帮助和支持的朋友们 感谢亲人对我学习上始终如一的支持，使我能够圆满的完成学业,没有他 们就没有我今天的一切 最后，向在百忙之中审阅该论文的老师和专家表示诚挚的谢意 摘 要 摘 要 自然岩体边坡、人工边坡的变形破坏常有发生，如果不能准确预测边坡的稳定 性,不仅会造成严重的财产损失，而且会造成严重的人员伤亡。 大唐国际胜利东二号露天煤矿采场边坡稳定性直接影响露天矿生产，如果发生 滑坡将会对露天矿造成巨大损失，因此，本文对采场的边坡稳定性进行了研究。胜 利东二号露天煤矿地质条件为沉积于盆地的第四系松散的砂、砂砾石层及白垩系 河湖相煤层的裂隙及砂砾岩， 赋存有地下水。 其中南帮边坡稳定性主要受断层控制， 稳定性较差；同时边坡体岩性均属于软岩，其抗破坏能力较差，容易导致坡体破坏。 综合比较， 本论文选择连续介质快速拉格朗日分析法FLAC3D进行数值模拟分 析。应用 FLAC-3D 内置强度折减法快速、有效的确定边坡稳定效果，记录坡内最 大不平衡力及边坡的位移矢量等来说明边坡的稳定性，大唐国际胜利东二号露天煤 矿采场边坡基本稳定，其安全系数为 1.43，经实践检验是可靠的。 关键词数值模拟FLAC3D；强度折减；采场边坡；安全系数；边坡稳定性 Abstract Abstract The natural rock slope, artificial slope deation and failure often occur, if you can not accurately predict the stability of the slope, not only will cause serious property damage, but will cause serious casualties. Datang International victory in the East Pit opencast mine on the 2nd a direct impact on open pit slope stability of the production, if the landslide would cause great loss of open-pit mine, therefore, this paper stope conducted a study of slope stability. Victory in the East on the 2nd opencast coal mine geological conditions are deposition in the basin of Quaternary loose sand, sand and gravel layer and the Cretaceous lacustrine coal seam cracks and sandy conglomerates, groundwater occurrence. Which mainly affected the stability of the South Slope of fault control, stability poor; body of rock slope at the same time belong to the soft rock, its anti-sabotage are less capable of easily lead to destruction of slope. Comprehensive comparison, this paper select Continuous Medium Fast Lagrangian Analysis FLAC3D numerical simulation analysis. Application of FLAC-3D Built-in strength reduction rapid and effective results to determine slope stability, recorded the largest imbalance force and the slope of the displacement vector of slope, etc. to explain the stability of the slope, Datang International victory in the East on the 2nd opencast coal mine pit slope is basically stable, the factor of safety of 1.43, by the practice to be reliable. Key WordsNumerical Simulation FLAC3D；Strength Reduction；Pit Slope ； Safety factor；Slope Stability 目 录 目 录 摘 要 Abstract 1 绪论 ............................................................................................................ 1 1.1 课题提出及研究意义 ......................................................................... 1 1.2 国内外边坡稳定性研究概况 .............................................................. 2 1.3 边坡稳定性分析方法[13]的研究进展 .................................................. 6 1.3.1 定性分析方法 ............................................................................... 6 1.3.2 定量分析方法 ............................................................................... 8 1.3.3 其他方法 ...................................................................................... 9 1.4 课题研究内容及思路 ....................................................................... 11 2 采场边坡稳定性分析方法 ......................................................................... 12 2.1 边坡稳定性分析方法 ....................................................................... 12 2.1.1 极限平衡法 ................................................................................. 12 2.1.2 有限元法 .................................................................................... 13 2.1.3 有限差分法 ................................................................................. 14 2.1.4 连续介质快速拉格朗日分析法 ................................................... 14 2.1.5 物理模型实验方法 ..................................................................... 15 2.2 稳定性分析方法的选择 ................................................................... 15 3 大唐国际胜利露天煤矿的概况 ................................................................. 16 3.1 自然地理概况 .................................................................................. 16 3.1.1 地理位置及交通概况 .................................................................. 16 3.1.2 气候特征 .................................................................................... 17 3.1.3 水文地质条件 ............................................................................. 18 3.1.4 地形地貌 .................................................................................... 18 3.2 区域地质概况 .................................................................................. 19 3.3 煤床赋存条件及开采现状 ............................................................... 21 3.3.1 矿床赋存情况 ............................................................................. 21 3.3.2 开采现状 .................................................................................... 21 3.4 采煤工艺 .......................................................................................... 21 4 采场岩土体的物理力学指标测定 .............................................................. 22 4.1 获取试验样本 .................................................................................. 22 4.2 实验室内试验 .................................................................................. 22 4.2.1 密度的测定 ................................................................................. 22 4.2.2 力学参数的测定 ......................................................................... 24 4.3 试验数据处理 .................................................................................. 29 5 数值模拟模型的建立 ................................................................................ 31 5.1 数值模拟方法简介 ........................................................................... 31 5.1.1 简介拉格朗日元法的应用软件－FLAC－3D ............................. 31 5.1.2 数值表达 .................................................................................... 33 5.1.3 网格混合离散化 ......................................................................... 35 5.1.4 FLAC3D 算法流程和计算循环 ................................................... 37 5.2 本构模型的建立及计算参数选取 .................................................... 38 5.2.1 本构模型的选取 ......................................................................... 38 5.2.2 计算参数选取 ............................................................................. 38 5.2.3 计算范围选取 ............................................................................. 40 5.3 计算结果分析 .................................................................................. 43 6 边坡防治措施 ........................................................................................... 52 6.1 边坡存在的问题 .............................................................................. 52 6.2 应对措施 .......................................................................................... 52 结 论 ........................................................................................................ 55 参 考 文 献 ................................................................................................... 56 作 者 简 历 ................................................................................................... 58 学位论文数据集 .............................................................................................. 59 - 1 - 1 绪论 1 绪论 1.1 课题提出及研究意义 随着世界经济的快速发展，水电、露天采矿、能源和交通等地质工程的大规模 建设，产生了越来越多的由于边坡的问题而引发的灾害，从而使边坡成为一个备受 关注的工程问题。 在露天矿的生产中，边坡失稳、破坏往往贯穿于露天矿开采的始终，不稳定或 有潜在危险的边坡大约占边坡总长度的 20-33。边坡如果意外地发生大量滑坡现 象，可能致使矿山全面停产、运输线路改造等巨大的经济损失，而且会严重威胁地 表建筑和相关施工人员与设备的安全。露天边坡的稳定性分析是一个很复杂的系统 工程，其根本是如何去保证露天矿的生产能力和安全性，不仅要保证露天矿剥离量 的经济，还要保证边坡的安全稳定。 边坡的稳定性分析 [1]是岩土体力学中很重要的研究课题之一。边坡的稳定性分 析不仅是边坡工程研究的根本问题，同时也是边坡研究中最难的与最迫切的课题之 一，它是边坡失稳与否，加固与否的主要的依据。但是由于边坡的的地质条件、环 境因素、岩体力学性质等具有不确定性、模糊性等特点，想要准确地预测边坡的稳 定性程度是非常困难的。由于边坡失稳的危害 [2]很大，加强对边坡稳定性的研究， 使人类尽可能的减少和避免滑坡灾害，已经受到世界各国的高度重视。加强对边坡 稳定性的研究，对我国而言，更具有特殊的必要性。我国绝大部分露天矿均出现过 滑坡，有些矿还相对比较频繁，例如抚顺 [3]西露天煤矿创办于 1914 年。目前露天 采场走向长约 6.5km，宽约 2km，采深已达 300m，最终采深将达 500m。按记载，滑 坡始于 1927 年，到 1986 年，有记录的滑坡已 54 次。阜新海州露天矿建于 1958 年。 采场走向长 4.0km，设计采深 350m，1953 年投产，当年即发生滑坡。至今沿非工作 帮（底帮）已发生滑坡 53 次，沿到界顶帮发生 10 次。平庄西露天煤矿建于 1958 年。采区全长 3.8km，平均宽 1.2km。地表标高约 540m，最终开采标高 250m。1959 年出现第一次滑坡，至今已出现 45 次，其中工作帮发生 27 次，非工作帮 17 次， 排土场 1 次。 哈密三道岭露天煤矿 1961 年建设， 1962 年简易投产。 采场走向长 2.4km， - 2 - 宽 0.2-0.3km，采深 50-60m。1965 年 9 月西区出现滑坡，以后滑坡逐渐向东发展， 沿整个非工作帮全线发生了滑动，至 1977 年大规模的滑动基本结束。其他露天煤 矿如前河、小龙潭、吕合等也都发生过滑坡。我国许多冶金矿山也都发生过边坡的 变形破坏，自 1969 年以来近 1／2 的边坡区段先后发生了明显的变形破坏。白银露 天矿开采过程中共发生较大滑坡 10 次，小规模的滑坡、坍塌及片帮等不下数十次。 大冶铁矿东采场 1962 年-1978 年间，各种大小滑坡计约 22 次不稳定边坡占边坡总 长约 19.7。海南铁矿也多次发生滑坡，1967 年至 1979 年间，各种滑坡发生 14 次。 此外鞍钢大弧山铁矿， 马鞍山南山铁矿， 吉林省红旗岭露天矿也都多次发生过滑坡。 许多冶金露天矿山虽未发生过滑坡，但也存在着滑坡危险。我国一些化工、建材露 天矿山同样发生过滑坡。由此可见，边坡滑坡的危害巨大，如果不能准确的预测边 坡的稳定性,不仅会造成巨大的财产损失,而且会造成严重的人员伤亡。边坡滑坡现 在已成为制约我国社会及经济可持续发展的一个重大问题，边坡稳定性 [4]一直是最 受重视的热点研究课题之一。 大唐国际胜利东二号露天煤矿，是我国重要的大型露天煤矿之一。就目前采场 边坡是否稳定，能否使生产计划安全顺利的进行这一问题很重要，如果采场发生滑 坡将导致生产无法正常进行，将严重影响矿区的经济效益和社会效益。所以对其进 行研究具有现实意义，同时也具有理论价值。 1.2 国内外边坡稳定性研究概况 边坡稳定性的研究由来已久，对于它的研究是基于人类的生产活动而形成的。 随着世界上各个国家大规模工程建设的相继开展，开始出现了各种边坡灾害，造成 了巨大的损失，从而使人们把边坡的稳定性作为一项课题来进行分析研究。边坡稳 定性的研究历史大致经历了以下几个阶段 1人们对边坡稳定性的研究和关注最早是从滑坡现象开始的。 在 19 世纪末 20 世纪初， 由于欧美等资本主义国家发展工业的需要，大批的土木工程建设相继出现， 比如修建公路、铁路、进行露天采矿等，从而出现了很多的人工边坡，大量相应的 地质灾害如崩塌、滑坡等也不断出现，造成了巨大的经济损失。此时人们开始重视 边坡失稳对人类所造成的威胁，开始对滑坡进行半经验、半理论的研究。因为边坡 - 3 - 研究的基础理论是建立在岩土体力学之上的，所以岩土体力学的成就与发展决定了 边坡研究的完善程度。早期人们对边坡问题的研究还属于土力学的研究范畴，边坡 稳定性分析的方法主要借鉴于土力学的研究成果，在当时对边坡稳定性分析的研究 主要是从两个方面来进行一是借用土力学中极限平衡的概念，由静力平衡条件来 计算边坡极限状态下的稳定性如瑞典圆弧法、杨布法、泰勒法、毕肖普法等等; 二是从边坡所处的地质条件、影响因素及失稳现象进行对比分析 [5],[6]。 2二战之后的 20 年间，随着各国工程建设的快速发展，各种边坡的失稳破坏 现象开始增多，从而促进了边坡稳定性研究的发展。1960 年日本的高秀野夫发表了 滑坡及防治，并在 1964 年 3 月日本正式成立了滑坡学会，出版季刊滑坡； 1968 年在捷克首都布拉格举行了第 23 届国际地质大会，在此期间成立了国际工程 地质协会，同时还成立了“滑坡及其块体运动”委员会，并由捷克人 JPaseK 担任 主席，这是当时有关滑坡方面的第一个国际性组织。从 1977 年到 2000 年，国际滑 坡学术讨论会已经召开了八次。在每次会议上，各国的专家都就滑坡研究的现行方 法和技术及突出的新进展交换观点和交流经验。我国对边坡稳定性的研究相对比较 滞后。解放初期，随着经济的复苏，国家兴建了一系列露天矿山，虽然滑坡或边坡 失稳经常发生，但由于开挖深度较浅，大型滑坡并不太多，因此边坡稳定性的问题 及其对生产和安全的影响并不突出。此期间内，我国的边坡稳定性研究工作尚处于 初期发展阶段，研究工作的侧重点是滑坡历史资料的分析及滑坡形态的分类，探讨 不同边坡的稳定性分析方法和相应的变形破坏机制。边坡的稳定性分析多借用土力 学理论，很少考虑岩体的地质结构面及岩体的结构特性，特别是软弱结构面对边坡 岩体稳定性的影响。 320 世纪 50 年代， 我国的学者偏重于稳定性描述与分析的地质历史分析阶段， 主要侧重于边坡地质条件的描述与边坡类型的划分，采用工程地质类比法来评价边 坡稳定性 [7]。 420 世纪 60 年代初期，国际上多个边坡滑坡失稳事故的发生，例如意大利 的瓦依昂滑坡及我国在 20 世纪六七十年代水电、道路建设中大量灾害事故的发生， 很大地促进了我国对边坡稳定性的研究，同时也使得国内外众多的岩土地质工作者 了解到边坡的失稳破坏， 不仅仅与岩性有关， 还将受到边坡地质体内部的结构控制。 - 4 - 岩体结构是控制边坡岩体变形破坏的决定性因素。斜坡的演化是一个时效过程或者 累进性破坏过程，每一类斜坡的失稳，都有其典型的变形破坏过程，并且从实践中 归纳出了具有代表性的变形破坏机制模式，把边坡地质体的形成演化机制与其变形 破坏的全过程联系起来，从而使人们对边坡的稳定性研究工作纳入了科学的轨道。 此期间内，现场原位岩体力学试验、岩体力学特性及边坡工程的加固的研究，以及 包括数值模拟和物理模拟在内的研究边坡稳定性的各种实验方法及技术得到了较 快的发展，而且更加重视对边坡的变形破坏机制的研究，并在边坡稳定性分析及评 价中强调进行综合分析评价。 520 世纪 70 年代，是地质分析与岩石力学分析相结合的时代。在此期间，边 坡研究者从大量的工程实践和边坡失稳事件中逐步的认识到不稳定性研究必须重 视其变形破坏过程与机制的研究，提出了累进性破坏的观点及边坡变形破坏的机制 模式。成都地质学院的王兰生等人通过国内外大量的现场调研，对斜坡变形破坏演 化机制的一般规律进行了深入的研究，提出了斜坡变形的六种主要模式和斜坡失稳 的三种基本破坏方式。中科院地质兰州交通大学硕士学位论文研究所以金川露天矿 为典型工程实例，对边坡的稳定性进行了长期、全面、系统的研究，并将工程地质 学与岩体力学密切联系，强调地质是基础即地质构造的控制作用，从而初步形成了 岩体结构控制论的观点 [8]。 620 世纪 80 年代，边坡的研究工作进入了一个新的时期，在 1986 年举行的 国际地质会议期间内，成立了国际工程地质协会IAEG，与此同时还成立了“滑坡 及其它块体运动委员会”，这是国际上首个专门研究滑坡及其防治的国际组织。国 际岩土力学与基础工程学会IssMFE、国际大坝委员会 Ic0LD、国际岩石力学与 工程学会IsRM等均将边坡工程作为重要的专题进行讨论和学术交流，这些国际组 织对边坡工程研究起到了重要的促进作用。同时，在国内，大批从事边坡工程研究 的学者在矿山、地矿、水电、铁路等部门专门对边坡与滑坡的稳定性设列了专题进 行攻关研究。在此期间，边坡工作者对边坡岩体的赋存环境、变形破坏机制、坡体 结构、内部应力状态、影响稳定性的因素等进行了系统的研究，形成了比较系统的 边坡稳定性研究思路，进一步的补充和完善了边坡变形破坏的地质模式，且针对不 同的地质模式提出了一些相应的稳定性计算方法。数值与物理模拟手段被引入边坡 - 5 - 研究中，人们借助于地质力学模型试验、有限元法、离散元法等再现边坡破坏的全 过程，从整体上与内部作用机理等方面对边坡进行全面的认识和评价，并利用概率 论与数理统计、统计热力学理论、灰色系统理论、模糊数学理论等，探索了边坡稳 定性的预测预报方法。可以说，这个阶段是边坡科学发展、成熟的高峰期 [5-9]。事实 上，我国对诸如新滩滑坡和白银露天边坡的成功预报，全都是以边坡岩体变形的动 态监测资料为基础的。在此期间，相对比较重视滑坡滑面强度指标的分析，提出在 评价边坡工作状态时，应建立且区别边坡的稳定性评价与安全性这两个既相互联系 又存在明显区别的不同概念，并强调在边坡稳定性评价与分析中，应考虑岩体中初 始地应力场作用方式及露天矿的形状对边坡稳定性的影响。在工程实践中，不但应 该利用露天矿的初始应力地应力对边坡变形破坏特征进行总体评价，而且应该利 用地应力作用下滑动面上实际存在的应力状态进行定量的稳定性分析，这种分析方 法与单纯只考虑岩体自重应力作用相比， 更加符合实际情况，分析结果亦更加可靠。 7 20 世纪 90 年代之后，随着人们认识的不断深入和研究方法的逐渐成熟， 边坡的稳定性分析取得了一些可喜的成就。但由于发展中国家建设步伐的加快，人 工边坡的规模也在不断扩大，边坡的稳定性问题也变得日益突出。人们发现，在用 常规的稳定性方法评价后，往往也存在稳定性系数 K 大于 1 的边坡竟然失稳，而稳 定性系数 K 小于 1 的边坡竟然稳定的情况。由此，逐渐发展了边坡稳定性研究的可 靠性分析理论，并且将非线性科学理论如自组织理论、灰色系统理论、模糊理论、 神经网络理论、分形理论、尖点突变模型等应用于边坡的稳定性分析。在此期间 有代表性的成果比如秦四清博士的非线性工程地质学导引，系统地将非线性科 学分析方法应用于工程地质领域，尤其是边坡科学领域，不仅拓展了人们对自然地 质体的认识域，并且改变了人们的思维方式；在基础工程地质研究中，李天斌、王 兰生等提出并应用浅生时效改造理论，对地质体的动态历史演化过程及其对岩体稳 定及区域稳定的影响进行了分析研究，取得了大量有价值的研究成果。由于岩体力 学性质研究的进展及计算机技术的发展，各种复杂的数值计算方法被广泛地应用到 边坡研究中来。1991 年，Jons 对英国威尔士煤田边坡稳定性与采矿沉陷性状的相 关性进行了有限元分析，并且用模型试验进行验证。1991 年，Toshisa 运用该方法 分析了日本 305 国道岩石边坡的破坏过程 [10]。FLAC 程序分析方法的出现，为边坡分 - 6 - 析提出了一种非常有效的方法，它不但可以处理大变形问题，还可以模拟某一软弱 面的滑动变形，能真实的反映实际材料的动态行为，可以考虑抗滑桩、锚杆、挡土 墙等支护结构与围岩的相互作用，被公认为是岩土工程数值模拟行之有效的方法， 1993 年，Billaux 对 6 米高充填体进行了模拟，1995 年，王泳嘉将 FLAC 程序分析 方法引入国内，先后在隧洞、水电、边坡中广泛地应用 [11]。20 世纪 90 年代，边坡 问题的研究将传统的现代岩土力学、边坡工程地质学和现代数学结合起来，形成了 现代边坡工程学各种现代科学的新技术，比如分形理论、系统工程论、信息理论、 突变理论、模糊数学、灰色理论、现代概率统计理论、耗散论、协同学、混沌理论 等不断应用于边坡工程中，给边坡的稳定性研究提供了更多的新理论、新方法 [12]。 由于边坡工程具有复杂性，边坡稳定性评价不能依赖于单一方法，所以，依托于计 算机技术，形成集成式智能评价系统，将是未来发展的一种趋势。同时由于边坡工 程常常依赖于边坡稳定性分析和抗滑桩设计可视化软件系统研发经验，因此利用边 坡工程的失稳和稳定实例来建立系统，考虑多种因素的影响，使多学科交叉融合， 并研究开发基于案例推理的边坡稳定的综合集成式智能评价系统，也将是未来的发 展方向之一。 随着我国西部大开发战略的实施，越来越多的人工高边坡不断出现，如何处理 好这些边坡，使其不对自然环境和人民的生命财产造成损失或者尽可能将因边坡失 稳所造成的损失降到最低限度，已经成为岩土工作者必须要研究的内容。 1.3 边坡稳定性分析方法 [13]的研究进展 1.3.1 定性分析方法 定性分析方法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、失稳 的力学机制及可能的变形破坏方式等的分析，对已经变形地质体的成因及其演化史 进行分析，从而获得被评价边坡的一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性说明和 解释。此方法的优点是综合考虑影响边坡稳定性的因素，快速地对边坡的稳定性做 出预测和评价。常用的方法有工程地质类比法、地质分析法自然历史成因分析 法、边坡稳定性分析专家系统。 - 7 - 1自然成因历史分析法 该方法主要根据边坡发育的地质环境与边坡发育历史中的各种变形破坏迹象 及其基本规律和稳定性影响因素等的分析，追溯边坡演变的全过程，依此对边坡稳 定性的区域性特征、趋势、总体情况做出评价和预测，对已经发生的滑坡，判断其 是否能复活或转化，该方法主要用于天然斜坡的稳定性评价。 2工程类比方法 工程类比方法的实质是利用已有的边坡稳定性状况及其影响因素，结合曾经采 用过的设计等方面的经验，并且把这些经验应用到类似的所要研究边坡的稳定性分 析与设计中的一种方法。此方法需要对目前的研究对象和已有的边坡进行广泛的调 查分析，对边坡的水文地质因素和工程地质因素进行全面的研究，找出它们之间的 相同点与不同点，分析影响边坡变形破坏的各主导因素和发展阶段的相似性及其差 异性。同时考虑到工程的类别、等级等的特殊性要求，综合分析边坡可能的变形破 坏方式、机制，从而对研究的边坡稳定性进行比较分析，给出稳定性评价。值得指 出的是，工程类比方法毕竟是通过对已有的边坡与待分析的边坡从各个方面进行比 较、归纳，得出边坡稳定性评价的结论，但是，由于受地点以及工程规模与等级的 约束，存在两个完全相同的地质单元是不可能的，因此在进行归纳对比分析的过程 中，要抓住主要因素，主要因素必须满足相似性要求才能进行对比和归类，也只有 这样工程类比的方法才有效。 3边坡稳定性分析专家系统 边坡稳定性分析专家系统就是进行边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算 机程序。它把某一位或多位专家的知识、工程经验、理论分析、物理模拟、数值分 析、现场监测等行之有效的知识和方法有机的结合起来，组建成一个边坡工程知识 库， 然后利用智能化的推理来模拟并再现专家的思维过程， 吸收其合理的知识结构， 寻求优化的技术路径，并结合相关学科的不同专家的知识进行推理和决策，对所要 研究的对象边坡进行稳定性评价。在建立专家系统的时候，必须要注意将相关学 科的不同专家的知识纳入到专家知识库中，因为专家往往在某一个领域的某一个方 面具有专长和特长，而边坡工程却是一个庞大的复杂系统，一个或几个专家所反映 的知识结构有时候会出现片面性，并不能全面的反映边坡的实际结构或状况。 - 8 - 1.3.2 定量分析方法 严格来说，边坡稳定性分析还远远没有走到完全定量这一步，它只能算是一种 半定量的分析方法。虽然评价结果表现为确定的数值，但是最终判定仍然依赖人为 的判断。目前，所有定量的计算方法都是基于定性方法之上。边坡稳定性定量分析 需按构造区段和不同坡向分别进行。依据每一区段的岩体技术剖面来确定其可能的 破坏模式，并考虑所受的各种载荷如重力、水作用力、爆破振动力或地震等，选 定适当的参数进行计算。定量分析的方法主要有三种极限平衡法、数值分析方法 和可靠性分析法。 1极限平衡法 刚体极限平衡分析方法是工程实践中应用最早、同时也是目前最普遍使用的一 种定量分析方法。刚体极限平衡分析法的基本思路是假定岩土体破坏是因为滑体 内滑动面上发生滑动而造成的，滑动面上土体服从破坏条件，假设滑动面已知，其 形状可以是平面、圆弧面、对数螺旋面或其它不规则曲面，通过考虑斜坡上由滑动 面形成的隔离体或分块的力学平衡原理即静力平衡原理分析斜坡在各种破坏模 式下的受力状态和斜坡体上抗滑力和下滑力之间的定量关系来评价斜坡的稳定性。 此方法的关键在于对滑面的形态和滑体的范围进行分析；正确地选用滑面的计算参 数；正确地分析滑体的各种荷载。虽然极限平衡法人为作了一些假定，但并不代表 斜坡真实的应力状态、滑动形状，极限平衡法比较直观、计算简单，就稳定性而言， 其对大多数边坡的评价结果已可满足实际需要。 2有限元法 有限单元法是数值模拟方法在边坡稳定性评价中应用最早的方法，同时也是目 前最广泛使用的一种数值方法。它可以用来求解弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性 等问题，其优点是部分地考虑了边坡岩体的不连续性和非均质性，并且可以给出岩 体的应力，应变大小和分布。避免了极限平衡分析法中将滑坡体视为