瑞典条分法边坡稳定性分析方法研究

中图分类号：F540文献标识码： A

摘要：随着我国高等级公路的建设发展，在复杂地质环境条件下高等级公路修建带来的边坡稳定性问题同益突出，边坡一旦失稳造成滑坡坍塌等事故将会造成很大的影响和危险，因此，对边坡稳定性进行分析，显得非常紧迫和必要。本文对条分法边坡稳定性分析进行了概括，并对其中常用的瑞典条分法进行了分析。

1 前言

由于边坡表面倾斜，在岩土体自重及其它外力作用下，整个岩土体都有从高处向低处滑动的趋势。使得边坡丧失其原有稳定性，一部分岩土体相对另一部分岩土体发生滑动从而产生滑坡（土坡、岩坡），导致滑坡产生的根本原因在于土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。剪应力达到抗剪强度的起因有二个，一方面是由于剪应力增加，另一方面是由于土体本身抗剪强度减小。

2 条分法及其受力分析

2.1条分法

条分法是假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚体，滑面为连续面，滑面上各点的法向应力采用条分法获得，分析每一土条受力，根据滑块刚体极限平衡条件，假定整个滑面上各点的安全系数相等，确定安全系数。

图1 条分法

2.2 条分法受力分析

条分法分析边坡稳定性受力分析如下：

将土坡作为平面问题，对每个土条可分别列两个正交方向的静力平衡方程和一个力矩平衡方程，3n个方程。

表1条分法未知数统计

3 瑞典条分法

瑞典圆弧滑动面条分法，是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条，对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数。该法由于忽略土条之间的相互作用力的影响，因此是条分法中最简单的一种方法。

当按滑动土体这一整体力矩平衡条件计算分析时，由于滑面上各点的斜率都不相同，自重等外荷载对弧面上的法向和切向作用分力不便按整体计算，因而整个滑动弧面上反力分布不清楚；另外，对于Φ＞0的粘性土坡，特别是土坡为多层土层构成时，求W的大小和重心位置就比较麻烦。故在土坡稳定分析中，为便于计算土体的重量，并使计算的抗剪强度更加精确，常将滑动土体分成若干竖直土条，求各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩，各取其总和，计算安全系数，这即为条分法的基本原理。该法也假定各土条为刚性不变形体，不考虑土条两侧面间的作用力。

瑞典条分法是假设滑动面为圆弧，不考虑条间力，减少2n-2个未知量。

图2 瑞典条分法受力分析

3.1考虑成层土和坡顶有超载情况

当考虑成层土和坡顶有超载时安全系数的计算如下：

图3 有超载时计算图式

即：

3.2 考虑有地下水和稳定渗流时

当考虑有地下水和稳定渗流时安全系数的计算：

图4 土坡部分浸水时计算图式

3.3 容许安全系数

根据以上瑞典条分法得出了边坡的安全系数后可对照规定的容许安全系数判断该边坡的稳定性。表2及表3分别是规范规定的碾压式土石坝坝坡容许稳定安全系数和港口工程边坡容许安全系数，可根据实际工程概况对应。

表2 碾压式土石坝坝坡容许稳定安全系数

表3 港口工程边坡容许安全系数

校核施工期稳定性，安全系数可取表中低值，但是当校核打桩前岸坡的稳定性，宜取较高值，有效剪是指慢剪或固结排水剪。

4 结语

在施工过程中必然会产生大量的边坡，边坡稳定性问题是大家关注的问题，一旦边坡失稳将造成不可忽视的后果，在施工前期和施工过程中对边坡的稳定性进行分析是一项重要的课题，本文对瑞典条分法如何分析边坡稳定性进行了分析和总结，结果表明此方法是一种简单有效的分析边坡稳定性的方法。

作者简介

蒋顺，男，1988年生，重庆人，本科，研究方向为市政工程