水利水电工程边坡设计规范5053word版本.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水利水电工程边坡设计规范5053word版本.精品文档.ICS 27.140P 59备案号：J5552006中华人民共和国电力行业标准P DL / T 5353 2006水电水利工程边坡设计规范Design specification for slope of hydropower and water conservancy project2006-09-14发布 2007-03-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布第一章、 目 次前言1 范围12 规范性引用文件23 术语和定义34 基本规定75 边坡分级与设计安全系数96 边坡结构与失稳模式分析116.1 一般规定116.2 边坡结构模型116.3 边坡破坏的运动形式分析136.4 边坡的代表性剖面137 边坡稳定分析157.1基本规定157.2 边坡上的作用及其组合167.3 岩土和加固结构的物理力学特性187.4 边坡抗滑稳定分析207.5 边坡应力应变分析228 边坡工程治理设计248.1 一般原则248.2 基本规定259 边坡开挖设计2610 边坡排水设计2810.1 地表排水2810.2 地下排水2911边坡加固设计3111.1边坡坡面保护3111.2 边坡浅表层加固3111.3 抗滑桩3211.4 抗剪洞与锚固洞3311.5 预应力锚索3411.6 边坡的支挡3512 安全监测和预警系统设计3712.1 一般规定3712.2 安全监测系统3812.3 边坡监测预警40附录A（规范性附录） 水电水利工程边坡分类42附录B（规范性附录） 水电水利工程边坡结构分类43附录C（规范性附录） 边坡变形破坏分类及滑坡分类46附录D（规范性附录） 边坡稳定性的可靠度评价48附录E（资料性附录） 抗滑稳定计算53附录F（规范性附录） 持久与短暂设计状况水荷载估算方法64附录G（资料性附录） 边坡岩土体的力学参数66附录H（资料性附录） 确定各向同性节理岩体抗剪强度的RMR与GSI系统70附录I（资料性附录） 抗滑桩计算76条文说明81第二章、 前 言本标准是根据国家发展改革委办公厅关于印发2005年行业标准项目计划的通知（发改办工业2005739号）的要求制订的。为了做好水电水利工程边坡设计标准制订工作，在全面总结了水电水利边坡工程勘测、设计、治理和监测等方面经验的基础上，开展了必要的科学研究工作，先后完成了水电工程岩石边坡稳定分析方法和安全系数、岩石高边坡稳定分析有限元计算软件研究、降雨暂态水荷载的估算方法研究等专题研究。本标准附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为规范性附录，附录G、附录H、附录I为资料性附录。本标准为推荐性标准。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业水电规划设计标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位：中国水电顾问集团西北勘测设计研究院、中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院。本标准主要起草人：李天扶、王志硕、彭土标、黄振兴、杨泽艳、胡向阳、王晓岚、湛正刚、侯延华、钟建平、陈祖煜、杨健、陈胜宏、张有天、陈平。第三章、 1 范 围本标准规定了水电水利工程枢纽主要建筑物边坡、近坝库岸边坡设计的安全级别、设计安全标准、稳定分析方法、综合治理措施以及安全监测、预警等内容。本标准适用于大、中型水电水利工程枢纽主要建筑物边坡、近坝库岸影响工程正常、安全运行的自然边坡的治理设计。水库区其他边坡工程的设计参照执行。对超大规模的边坡、特别重要的或条件十分复杂的边坡，其安全设计标准、稳定分析及其评价、综合治理措施等要进行专门研究论证。第四章、 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本均适用于本标准。GB 50287水利水电工程地质勘察规范GB 50330 建筑边坡工程设计技术规范DL/T 5057 水工混凝土结构设计规范DL 5073 水工建筑物抗震设计规范DL 5077 水工建筑物荷载设计规范DL/T 5176 水电工程预应力锚固设计规范SL 55 中小型水利水电工程地质勘察规范第五章、 3 术 语 和 定 义3.0.1边坡 slope地壳表面具有侧向临空面的地质体，由坡顶、坡面、坡脚及其下部一定深度内的坡体组成。3.0.2自然边坡 natural slope天然存在由自然营力形成的边坡。3.0.3工程边坡 engineered slope经人工改造形成的或受工程影响的边坡。3.0.4稳定未变形边坡 stable and undeformed slope保持原有状态，无变形和失稳迹象的边坡。3.0.5变形边坡 deforming slope已经变形或正在发生变形的边坡。3.0.6边坡工程 slope engineering / works达到一定目的对边坡进行改造的工程。3.0.7溃屈 buckling failure发生在层状结构岩体顺向坡内的一种破坏形式，又称滑动弯曲破坏，岩体上部沿层面滑动，下部发生弯曲和鼓胀。3.0.8倾倒 toppling发生在层状及似层状结构岩体的一种破坏形式，岩体向临空方向倾倒，底部形成折断面。3.0.9边坡地质模型 slope structure model表示边坡组成物质和结构面与滑动面分布位置的经过概化的模型，一般以平面图、剖面图和水平切面图表示。3.0.10安全系数 factor of safety表征边坡抗滑稳定程度的指标，是抗滑力与滑动力之比，严格说是假定岩土体沿特定滑面达到极限平衡状态时，抗剪强度参数应缩减的倍数。3.0.11设计安全系数 designed factor of safety为使边坡达到预期安全程度所需的边坡允许最低安全系数。3.0.12极限平衡法 limite quilibrium methods根据摩尔库仑强度准则建立静力极限平衡方程求解边坡滑动破坏安全系数的方法。3.0.13上限解 upper bound solution对于整体或解体滑动破坏模式，相应某一机动许可的位移场，如果确保滑面上和滑体内结构面上（对均质土边坡则为滑体内每一点）均达到极限平衡，则相应的安全系数一定大于或等于相应真值，此解即上限解。3.0.14下限解 lower bound solution对于整体滑动模式，如果沿滑面达到极限平衡，且保证滑体内的应力都处于屈服面内，则相应的安全系数一定小于相应真值，此解即下限解。3.0.15动态设计法 methods of information design根据边坡施工过程中的勘察资料，结合永久监测或临时监测系统反馈信息进行边坡稳定性复核计算和修正原设计的设计方法。3.0.16风险分析 risk analysis确定边坡年破坏概率，预测破坏后果，包括生命与财产损失，最后提出风险度评价。3.0.17地下排水系统 sub-surface drainage system在边坡内由排水孔、洞、井相互连接形成的地下排水设施。3.0.18抗滑桩 slide-resistant pile设置在边坡潜在滑动体内，垂直穿过滑面以下一定深度，提高边坡稳定性的一种抗滑结构。3.0.19抗剪洞 shear-resistant岩质边坡内用钢筋混凝土将滑面上下两盘岩体嵌固在一起，其方向基本与滑动方向基本正交的水平洞塞。3.0.20锚固洞 retaining concrete plug岩质边坡或滑坡内作为加固措施的、用钢筋混凝土回填的、其方向与滑动方向基本平行的水平或倾斜的洞塞。3.0.21锚杆挡墙 retaining wall with anchors由锚杆（索）和挡墙组成的支护结构。3.0.22格构锚固 anchored framework锚固在边坡表面的格栅形结构。3.0.23拦石网 protecting wire mesh覆盖在边坡表面防止落石或固定在边坡下拦截落石的柔性网。第六章、 4 基 本 规 定4.0.1 水电水利工程边坡设计应与相应建筑物的设计深度相适应，使其达到安全可靠、经济合理、技术先进、符合实际的要求。4.0.2 边坡设计工作应在边坡地质勘察及试验工作成果的基础上进行。边坡工程地质勘察和试验工作应符合GB 50287和有关试验规范的规定。4.0.3 在工程选址和枢纽建筑物布置方案比选时，应详细分析地形、地质资料和建筑物布置要求，考虑可能出现的边坡稳定问题，尽量减少边坡治理工程的难度。4.0.4 应根据边坡所处位置的地形、地质条件和边坡开挖体形，进行边坡结构和变形滑动破坏形式等的分类研究，分析和评价边坡稳定条件。按附录A、附录B划分边坡类别和边坡结构类型，按附录C确定边坡变形与破坏形式。 4.0.5 水电水利工程枢纽布置方案确定之后，应分析研究主要建筑物边坡的重要性、边坡失事风险和影响损失程度，按本标准第5.0.1条确定边坡安全级别。据以确定边坡设计原则和基本要求。4.0.6 边坡开挖体形设计，应参考地质建议的开挖边坡坡比，综合考虑边坡的工程目的、边坡处理措施、设置马道和排水要求、满足交通和施工要求、方便维护和检修。 4.0.7 应依据边坡的工程目的，工程地质条件和失稳破坏模式，确定边坡设计应该满足的稳定状态或变形限度，选择适当的稳定分析方法，通过对加固处理措施的多方案综合技术经济比较，选择处理措施。4.0.8 极限平衡分析方法是边坡稳定分析的基本方法，适用于滑动破坏类型的边坡。对于级、级边坡，应采取2种或2种以上的计算分析方法，包括有限元、离散元等方法进行变形稳定分析，综合评价边坡变形与抗滑稳定安全性。4.0.9 对于特别重要的、地质条件复杂的高边坡工程，应进行专门的应力变形分析或仿真分析，研究其失稳破坏机理、破坏类型和有效的加固处理措施。根据需要，开展地质力学模型试验等工作。当需要进行边坡可靠度分析时，推荐采用简易可靠度分析方法（见附录D）。4.0.10 边坡工程设计中，应充分利用现场勘察和地质分析成果，包括边坡变形和地下水的动态监测成果。边坡工程施工中，还应结合地质预测预报、地质编录和监测分析反馈资料，根据工程实际，在边坡变形稳定分析的基础上，修改和调整边坡设计参数，实现边坡工程全过程动态设计法。第七章、 5 边坡分级与设计安全系数5.0.1 水电水利工程边坡按其所属枢纽工程等级、建筑物级别、边坡所处位置、边坡重要性和失事后的危害程度，划分边坡类别和安全级别。见表5.0.1表5.0.1 水电水利工程边坡类别和级别划分 类别级别A类枢纽工程区边坡B类水库边坡级影响1级水工建筑物安全的边坡滑坡产生危害性涌浪或滑坡灾害可能危及1级建筑物安全的边坡级影响2级、3级水工建筑物安全的边坡可能发生滑坡并危及2级、3级建筑物安全的边坡级影响4级、5级水工建筑物安全的边坡要求整体稳定而允许部分失稳或缓慢滑落的边坡5.0.2 枢纽工程区边坡失事仅对建筑物正常运行有影响而不危害建筑物安全和人身安全的，经论证，该边坡级别可以降低一级。5.0.3 经研究，确认水库滑坡或潜在不稳定岸坡属于蠕变破坏类型，通过安全监测可以预测、预报其稳定性变化，并能够采取措施对其失稳进行防范的，该边坡或滑坡体级别可以降低一级或二级。5.0.4 水电水利工程边坡稳定分析应区分不同的荷载效应组合或运用状况，采用极限平衡方法中的下限解法进行时，其设计安全系数应不低于表5.0.4中规定的数值。表5.0.4 水电水利工程边坡设计安全系数类别及工况级别A类枢纽工程区边坡B类水库边坡持久状况短暂状况偶然状况持久状况短暂状况偶然状况级1.301.251.201.151.101.051.251.151.151.051.05级1.251.151.151.051.051.151.051.101.051.051.00级1.151.051.101.051.001.101.001.051.001.005.0.5 针对具体边坡工程所采用的设计安全标准，应根据对边坡与建筑物关系、边坡工程规模、工程地质条件复杂程度以及边坡稳定分析的不确定性等因素的分析，从表5.0.4中所给范围内选取。对于失稳风险度大的边坡，或稳定分析中不确定因素较多的边坡，设计安全系数宜取上限值，反之可取下限值。5.0.6 对于特别重要或有变形极限要求的边坡，应经过边坡应力变形分析论证确定设计安全系数，通常要求高于表5.0.4中的规定。第八章、 6 边坡结构与失稳模式分析第1节、 6.1 一 般 规 定6.1.1 应全面收集和分析气象、水文、地震、工程地质和水文地质、建筑物布置要求等资料，研究边坡的形成历史、边坡目前状况，以及其他人类生产活动对边坡的可能影响，在此基础上，开展边坡体形设计、边坡稳定分析和综合治理设计研究。6.1.2 应根据工程地质分析和评价意见，对边坡进行宏观分段，确认边坡工程地质类型，判定边坡稳定基本条件和可能发生变形、破坏的机理与破坏模式，确定开展稳定分析和治理设计的边坡范围。6.1.3 对需要综合治理的边坡，可结合地质勘察和边坡工程施工及早建立安全监测系统，进行监测分析，随时掌握边坡工程动态。第2节、 6.2 边 坡 结 构 模 型6.2.1 根据工程地质分区，划分岩质边坡、土质边坡和岩土混合边坡；根据工程地质评价意见，划分稳定边坡、潜在不稳定边坡、变形边坡、不稳定边坡和失稳后边坡。见附录A。6.2.2 岩质边坡结构模型。1 根据附录B中表B.1确定岩质边坡的结构类型。2 根据地质资料分析岩体中各不同类型、不同规模结构面组合情况；以空间投影或其他方法，分析在边坡内可能形成的规模不等的潜在不稳定岩体或块体。在有多条结构面组合的情况下，应首先分析由软弱结构面、软弱层带和贯穿性结构面组合形成的确定性块体；其次分析软弱结构面、软弱层带和贯穿性结构面与成组节理或层面裂隙组合构成的半确定性块体。在无软弱结构面和贯穿性结构面的岩体内，应分析由成组结构面或层面裂隙构成的随机块体。3 对层状结构的岩质边坡，应根据层面产状与边坡坡面的相对关系，划分层状岩体边坡结构类型，判断其可能发生的变形与破坏形式。4 在滑动破坏类型的块状结构和层状结构岩质边坡中，应按平面型滑动、楔形体滑动、复合滑面型滑动等滑动模式选取相应的抗滑稳定计算方法进行稳定分析。5 对碎裂结构的岩质边坡，除对上述三种滑动模式进行分析外，还应对弧面型滑动进行分析。6 散体结构岩质边坡的抗滑稳定分析可按土质边坡对待。6.2.3 土质边坡结构模型。1 根据附录B中表B.2确定土质边坡的类型。2 根据地质资料划分均质土边坡、层状土边坡和非均质土边坡。均质土边坡又分为砂性土和黏性土边坡；堆积体边坡也应类比土边坡划分为均质、层状和非均质类型。3 对不同类型的土质边坡按以下滑动破坏形式进行分析：均质砂性土滑动破坏按平面型滑动；均质黏性土滑动破坏按弧面型滑动；层状土可能沿层面或复合的层面滑动；非均质土边坡可能沿弱层面发生滑动；具有上土下岩结构的岩土混合边坡，可能发生土体沿基岩顶面的滑动，也可能有发生在土体或岩体内部的滑动。4 对黄土、软土和膨胀土等特殊土质边坡，应根据工程地质条件，结合变形分析，研究确定其失稳模式。6.2.4 变形边坡。1 根据附录C中表C.1确定边坡变形破坏类型。2 对于滑动破坏类型的变形体、松动体和蠕变体等变形边坡，应根据地质资料，确定其分布范围、边界、内部切割面和潜在滑动面位置。3 对于非滑动破坏类型的倾倒、溃屈、崩塌和塑性流动等变形边坡，应根据地质资料，确定其分布范围和影响深度。6.2.5 滑坡和失稳后边坡。1 根据附录C中表C.1和表C.2确定边坡破坏类型和滑坡类型。2 根据地质资料，确定滑坡、塌滑体或失稳后堆积体边界面，包括底部滑动面、后缘拉裂面和侧缘切割面，以及滑坡体内部的次级结构面。第3节、 6.3 边坡破坏的运动形式分析6.3.1 破坏形式对治理决策或工程布置有重要影响的边坡，应进行失稳破坏运动形式分析。6.3.2 边坡破坏运动形式分析应根据地质勘察成果，划分边坡破坏类型，预测边坡破坏过程和滑体运动形式。6.3.3 对滑动破坏边坡应划分主滑面和次滑面，以极限平衡方法计算整个滑体和局部滑体的安全系数，据此预测解体滑动破坏的可能和各个局部滑动的先后顺序、堆积方式，预测一次性最大滑动方量。6.3.4 对重要边坡宜辅以有限单元法、离散元法、不连续变形分析法或其他块体运动分析法等，研究并预测边坡破坏运动形式。6.3.5 对于水库近坝库岸大、中型滑坡体，应分析预测滑体运动速度和运动距离；通过滑坡涌浪计算公式或涌浪模型试验，分析预测沿河道直至坝前可能形成的涌浪高度，据此确定预警和防护方案。第4节、 6.4 边坡的代表性剖面6.4.1 边坡的代表性剖面应沿与其走向正交的方向绘制，并详细标注边坡岩层、风化、卸荷、构造、地下水等工程地质和水文地质信息。当边坡按照地质条件和稳定性状态被分成若干区段时，每个区段应至少有一条代表性剖面。6.4.2 对潜在滑坡和可能失稳边坡，应沿可能滑动位移方向绘制纵剖面图，作为平面应变模型的代表性剖面，纵剖面间距不应大于30m。在与滑动位移方向正交的方向，应作不少于2条的横剖面图。6.4.3 边坡代表性剖面图在垂直和水平方向上应为等比例尺，比例尺的大小应满足分析计算要求。作为设计使用的边坡平面图和剖面图，其比例尺不宜小于1/1000。第九章、 7 边 坡 稳 定 分 析第1节、 7.1基 本 规 定7.1.1 边坡抗滑稳定计算方法及其公式见附录E。对于层状岩体的倾倒变形和溃屈破坏，应以工程地质定性和半定量分析为基础，研究确定边坡可能发生倾倒或溃屈的部位，再按发生倾倒或溃屈后的滑动破坏面进行抗滑稳定分析。7.1.2 对于崩塌破坏，应根据地质资料，划定危岩和不稳定岩体范围，采取定性及半定量分析方法，评价其稳定状况。7.1.3 对于重要部位的边坡，除进行边坡自然状态、最终状态的稳定分析外，还应按边坡的开挖和锚固工程顺序，进行施工期间不同阶段的稳定分析。7.1.4 对正在进行工程施工的边坡，应根据永久监测或临时监测系统反馈的信息进行稳定性复核。7.1.5 边坡稳定分析应具备以下基本资料：1 工程地质。工程地质平面图、剖面图、平切面图；地震动参数：基本烈度大于度的高地震区应有地震安全性评价分析资料及相关地震动参数。2 水文地质。地下水位等值线图；地下水长期观测资料；各岩层渗透系数。3 岩土物理力学特性参数。岩、土体的密度、孔隙率、含水量、抗压强度、抗剪强度参数，岩体变形模量、弹性模量和泊松比等的试验标准值和地质建议值；重要边坡应有控制性结构面抗剪试验的应力位移曲线，岩体变形试验的加载卸载变形曲线。4 水文气象。天然状况、水电站施工期和运行期库水的特征水位；降雨量、降雨强度和降雨过程资料；泄洪雾化范围和雨强等有关资料。5 枢纽布置。枢纽布置平面图；建筑物平面及剖面图。第2节、 7.2 边坡上的作用及其组合7.2.1 岩土体的自重作用。1 在地下水位以上时，岩土体的自重采用天然重度；在地下水位以下时，则应根据计算方法正确选择。在边界面上和计算的分条、分块面上以面力计算水压时采用饱和重度；以体力法计算水压力时采用浮重度，同时在滑面上扣除自坡外水位起算的静水压力；降雨情况下的非饱和岩、土体采用具一定含水量的重度，根据测试或估算确定。上述各种重度应取平均值。2 坡体上的建筑物，包括加固治理结构物，应作为坡体自重计。各种材料的重度应采用平均值，或按照DL 5077附录B的规定执行。7.2.2 地下水作用。1 边坡各部位孔隙水、裂隙水或层间承压水的压力应根据水文地质资料和地下水位长期观测资料确定。采用地下水最高水位作为持久状态水位，以特大暴雨或久雨、或可能的泄流雾雨发生的暂态高水位作为短暂状态水位，见附录F。2 对具有疏排地下水设施的边坡，应首先确定经疏排作用后的地下水位线，再确定地下水压力。为提高计算可靠性，应视工程具体情况，乘以大于1 的增大系数。将局部排水失效和施工期排水设施不完善作为短暂工况。3 在地下水位以下的岩体内的贯通性结构面和强卸荷裂隙带，按地下水等水位线图内插或外延，确定作用其面上的地下水压力。4 岩质边坡深部潜在不稳定体边界面并非完全贯通时，裂隙水压力可以相应折减。具体方法可参照大坝防渗帷幕或地下洞室外水压力折减方法将裂隙水压力乘以小于的折减系数。5 对于有地下水渗流的水下岩土体，当采用体力法以浮重度计算时，应考虑渗透水压力作用，对于没有被河水完全淹没的滑体部分，其渗透水压力或动水压力值Pwi按下式计算：（7.2.2）式中：水的重度，kN/m3；Vi第i计算条块单位宽度岩土体的水下体积，m3/m；Ji第i计算条块地下水渗透比降。6 水库蓄水后岸坡内地下水位宜根据实测值确定；当缺少实测值或水库尚未蓄水时，可根据水库浸没计算确定。应注意研究施工和运行期间河水、库水和地下水条件的变化及其对岩土物理力学特性的影响。7 在对降水或泄流雨雾引起地下水位短期壅高情况，以及水库水位骤降情况进行边坡稳定分析时，渗透系数应采用小值平均值，地下水位宜按不稳定渗流估算确定。降水引起的暂态水压力值可按附录F所列方法计算。8 对于经受泄洪雨雾作用的边坡，应首先根据经验和工程类比确定泄洪雨雾的影响范围和雨雾强度分布，然后参照附录F确定其暂态水压力值。7.2.3 加固力作用。1 加固力指采用加固结构将不稳定岩体（或潜在不稳定岩体，下同）固定到滑面以下稳定岩体的力。2 计算安全系数时加固力应按增加的抗滑力考虑。7.2.4 地震作用。在地震基本烈度为度和度以上的地区，应计算地震作用力的影响。地震对边坡的作用和相应的边坡抗震设计应参照DL 5073的规定。7.2.5 边坡设计按下列两类作用组合：1 基本组合：自重 + 岸边外水压力地下水压力 + 加固力。2 偶然组合：基本组合 + 地震作用。7.2.6 边坡工程应按下列三种设计工况进行设计，即：1 持久设计工况：主要为边坡正常运用工况，此时应采用基本组合设计。2 短暂设计工况：包括施工期缺少或部分缺少加固力；缺少排水设施或施工用水形成地下水位增高；运行期暴雨或久雨、或可能的泄流雾化雨，以及地下排水失效形成的地下水位增高；水库水位骤降等情况。此时应采用基本组合设计。3 偶然设计工况：主要为遭遇地震、水库紧急放空等情况，此时应采用偶然组合设计。第3节、 7.3 岩土和加固结构的物理力学特性7.3.1 根据边坡工程地质条件和地质建议值，选择边坡稳定分析所使用的岩土体物理力学参数。对边坡岩土体物理力学参数无明确规定的，参照附录G和附录H选取。7.3.2 边坡稳定分析一般使用有效应力法，滑裂面上的抗剪强度应力tf按下式确定：（7.3.2）式中：s 、s破坏面上总法向应力和有效法向应力； c有效凝聚力； f有效内摩擦角； u孔隙水压力。7.3.3 岩质边坡稳定分析应采用有效应力法，软弱结构面原位剪切试验应以慢剪速度进行，室内直剪试验应采用慢剪试验或明确孔隙压力的快剪试验成果，以保证取得有效应力强度参数。7.3.4 在孔隙水压力可以确定的条件下，土质边坡稳定分析宜采用有效应力法，使用有效应力抗剪强度参数。按总应力法分析时应采用总应力强度参数。7.3.5 对于黏性土边坡，在下列情况下也可使用不排水剪（三轴试验）或快剪强度（直剪或现场原位试验）参数进行总应力法分析。1 对使用非饱和黏性土快速填筑的土坡，滑裂面上的抗剪强度应力tf按下式确定：（7.3.5-1）式中： s破坏面上总应力；cuu土的不固结不排水剪凝聚力；fuu土的不固结不排水剪内摩擦角。2 对在饱和黏性土上快速填方或开挖形成的边坡，滑裂面上的抗剪强度应力tf按下式确定：（7.3.5-2）式中：在荷载发生变化前破坏面上的有效应力；ccu土的固结不排水剪凝聚力；fcu土的固结不排水剪内摩擦角。3 由饱和黏性土组成的挡水边坡，在坡外水位骤降时，宜采用固结不排水剪强度参数。7.3.6 现场原位试验在砂性土和饱和黏性土地基中宜分别采用以下测试手段：1 砂性土中主要使用标准贯入、静力触探、大型锥探等手段，相应的试验成果为土的有效摩擦角f¢。2 饱和黏性土中主要使用十字板剪力、静力触探和旁压试验等手段，相应的试验成果为地基土在不同深度测定的固结不排水剪的总强度tf，可直接用来进行总应力法稳定分析，即在地基不同深度赋以ccu=tf和fcu=0的强度参数。7.3.7 对于变形边坡和已失稳边坡可以反演其临界状态的滑动面力学参数。在使用这些参数对边坡进行分析时应适当进行折减，一般可乘以0.8的折减系数。以二维分析方法反演得到的参数不能用于三维分析计算，反之亦然。7.3.8 边坡加固结构中混凝土和钢筋混凝土材料的强度和变形特性参数应符合DL/T 5057的规定。7.3.9 边坡加固结构中锚杆（索）材料的强度和变形特性参数应符合DL/T 5176的规定。第4节、 7.4 边坡抗滑稳定分析7.4.1 本标准规定的边坡稳定分析基本方法是平面极限平衡下限解法，当有充分论证时，可以采用上限解法，其设计安全系数按表5.0.2规定不变。当用多种方法分析计算时，不同下限解法中应取其成果最高值，但不应超过上限解法中的最低值；不同上限解法中应取其成果最低值。本标准推荐使用的极限平衡分析方法见附录E。7.4.2 边坡稳定分析一般以平面应变二维分析为主，当三维效应明显时应在相同强度参数基础上作三维稳定性分析，其设计安全系数按表5.0.4规定不变。7.4.3 在二维分析中，当同一滑坡或潜在不稳定岩体各段代表性剖面用同一种计算方法得出的安全系数不同时，可以按各段岩体重量以加权平均法计算边坡整体安全系数，或以实际变化区间值表示之；当安全系数相差较大时，应研究其局部稳定安全性。7.4.4 滑坡体稳定分析计算应符合以下规定：1 对于岩质、土质滑坡体，当滑面近似圆弧形时，推荐采用简化毕肖普法，也可采用詹布法；当为复合形滑面时，推荐采用摩根斯坦普莱斯法，也可采用传递系数法。2 具有次滑面的滑坡体，应计算分析沿不同滑面或滑面组合构成滑体的整体稳定性和局部稳定性。3 对于具有特定滑面的滑坡，经过处理已经满足设计安全系数后，应检验在滑体内部是否存在沿新的滑面发生破坏的可能性。7.4.5 岩质边坡稳定分析计算应符合以下规定：1 对于新开挖形成的或长期处于稳定状态岩体完整的自然边坡，可采用上限解法做稳定分析，推荐采用条块侧面倾斜的萨尔玛法、潘家铮分块极限平衡法和能量法（EMU）。在计算中，侧面的倾角应根据岩体中相应结构面的产状确定。2 对于风化、卸荷的自然边坡，开挖中无预裂和保护措施的边坡，岩体结构已经松动或发生变形迹象的边坡，宜采用下限解法做稳定分析，推荐采用摩根斯坦普莱斯法，也可采用詹布法和传递系数法。3 对于边坡上潜在不稳定楔形体，推荐采用楔形体稳定分析方法。4 岩质边坡内有多条控制岩体稳定性的软弱结构面时，应针对各种可能的结构面组合分别进行块体稳定性分析，评价边坡局部和整体稳定安全性。5 对于碎裂结构、散体结构和同倾角多滑面层状结构的岩质边坡，应采用试算法推求最危险滑面和相应安全系数。7.4.6 土质边坡稳定分析计算应符合以下规定：1 砂、碎石或砾石堆积物宜按平面滑动计算，抗滑稳定安全系数定义为内摩擦角的正切值与坡角正切值之比。2 黏性土、混合土和均质堆积物宜按圆弧滑面计算，宜采用下限解法做稳定分析，推荐采用简化毕肖普法求解最危险滑面和相应安全系数，也可以采用詹布法。3 沿土或堆积物底面或其内部特定软弱面发生滑动破坏时，宜采用下限解法按复合形滑面计算，推荐采用摩根斯坦普莱斯法，也可采用传递系数法。4 对于紧密土体或密实堆积物内部的滑动破坏，可采用上限解法做稳定分析，推荐采用能量法（EMU）求解其最危险滑面和相应安全系数。5 对于均质土边坡或多层结构土边坡，应采用试算法得出最危险滑面和相应安全系数。第5节、 7.5 边坡应力应变分析7.5.1 对于重要的或工程地质条件复杂的边坡，可假设为连续介质或非连续介质，采用数值方法计算分析边坡的变形、稳定和运动形式，如有限元法、离散元法、块体元法、有限差分法、流形元法等。7.5.2 边坡应力应变分析范围应涵盖所研究边坡自重应力受到影响的高度和深度。根据需要，应研究采用三维数值分析方法的必要性。7.5.3 有限元网格划分应满足对边坡岩层，控制性结构面，抗滑结构体，排水洞、井等的模拟要求，满足应力与位移计算的精度要求。7.5.4 边坡岩土体可根据其特性概化为各向同性、各向异性和正交异性等连续单元，岩体中的软弱面或控制性结构面可概化为节理单元。按照岩土体试验提供的应力应变关系，选择弹塑性或非线性本构关系。7.5.5 边坡岩土体物理力学参数的选择应满足以下规定。1 对于特定岩层、结构面和抗滑结构体应选取符合标准的物理力学参数值。对于有多层分带的断层宜换算平均厚度和等效模量进行简化。2 抗滑桩、抗剪洞等被动抗滑结构应采用经过结构安全储备系数折减的抗剪强度参数。预应力锚索应采用设计吨位的抗拉强度。7.5.6 一般边坡应力场按自重应力场计算。在有残余构造应力时，宜以地应力测试回归得出的地应力作用于计算边界。7.5.7 加载或卸载应满足模拟施工开挖、加固和运行过程中荷载的变化规律。7.5.8 有限元分析中整体安全系数的计算采用强度储备安全系数法，变形开始不收敛时的安全系数即为边坡安全系数。7.5.9 有限元分析计算成果应满足以下规定。1 边坡在天然条件下形成的初始位移场为零位移场。分析成果应是边坡及其荷载条件变化后的应力场和变位场。2 成果中应包括应力矢量图和等值线图、变位场的矢量图和等值线图以及点安全度分布图，塑性区、拉力区、裂缝和超常变形分布范围等。第十章、 8 边坡工程治理设计第1节、 8.1 一 般 原 则8.1.1 水电水利工程设计中，应明确边坡危害或影响的对象，划分边坡类型和安全级别，确定设计安全系数，并进行失稳风险分析。边坡工程治理包括边坡开挖、地表及地下截排水、边坡加固与支护等。1 对可能失稳范围、破坏方式、失稳后堆积形态和可能造成的损失进行评估。2 对需加固治理的边坡应结合稳定分析进行桩、锚或其组合等加固方案比较，从施工、工期、费用及治理效果等方面作出预算和预测，进行效益与投资经济分析。3 可采取避让方案或降低保护标准的治理方案，相应加强监测预报与预警措施，避免或减少破坏损失。8.1.2 对需要治理的边坡应根据工程地质分区、岩体类型分区、变形和破坏形式分区等，划分不同区域，明确治理目标和治理标准，并据此作出治理的统一规划和基本方案。8.1.3 边坡治理设计必须考虑环境保护，遵守国家和地方政府法令。8.1.4 当自然边坡的稳定和变形不能满足设计要求时，应优先考虑提高地质体自身稳定的增稳措施，主要为降低地下水压力（地面防水、地下排水等）和改变坡形（削头压脚等）。当这些措施难以实施或仍不能满足设计标准时，再考虑加固措施。稳定分析和变形分析应结合这些措施的实施步骤分阶段进行。8.1.5 应对边坡上部工程活动带来的不利影响进行分析。当需要在潜在不稳定边坡上部进行高压灌浆或高压压水试验等工作时，必须采取可靠的监测和预防边坡失稳的措施。第2节、 8.2 基 本 规 定8.2.1 边坡治理工程应根据地形地质条件，结合水工建筑物或其他建筑物的布置，结合施工条件，区分持久边坡和短暂边坡，因时、因地制宜进行设计。8.2.2 边坡需要的抗滑力应根据稳定分析计算成果和边坡安全系数确定；应以条分法计算各条块达到设计安全系数所需平衡的剩余下滑力，结合地质条件和施工条件选择不同抗滑结构并确定其平面位置和深度，按力的合成原理计算不同抗滑结构应提供的抗滑力。8.2.3 抗滑工程提供的抗滑力或预加锚固力应根据加固措施的类型、结构和使用材料，将边坡根据设计安全系数需要的抗滑力除以小于1的强度利用系数或乘以大于1的强度储备安全系数得出，后者即承载能力极限状态计算中的结构系数。8.2.4 作为加固边坡浅表层岩石块体的系统或局部锚固结构，如系统锚杆或系统锚筋桩等，其锚固深度和锚固力，应根据实际位置、可动块体深度、岩体风化、卸荷深度或弱面埋藏深度和结构面强度，按经验判断和估算确定，必要时应进行块体稳定分析计算并按设计安全系数的要求确定。第十一章、 9 边 坡 开 挖 设 计9.0.1 在选择枢纽布置方案和建筑物设计时，应尽量避免形成人工高陡边坡。枢纽布置无法避免高边坡时，应根据地质条件和岩土特性，充分研究开挖边坡的稳定性，按照经验判断或稳定分析确定边坡坡形、坡度。9.0.2 人工边坡应尽量避开深厚堆积体、较大断层和顺坡向软弱层发育地段。在高地应力地区应研究边坡走向与地应力关系，采取措施避免或预防开挖引起的强卸荷现象。9.0.3 人工边坡的坡形、戗道宽度、梯段高度与坡度应参考地质建议的坡比，结合水工布置和施工条件，考虑监测、维护及检修需要以及拟采用的施工方法等研究确定。通常戗道（平台）宽度不宜小于2m，梯段高度岩质边坡不宜大于30m，土质边坡不宜大于10m。9.0.4 总体上，人工边坡的开挖坡度在考虑排水条件下应能达到自稳条件。局部存在地质缺陷的边坡，也应保证在临时喷锚支护条件下达到自稳。对层状同向结构边坡和顺向边坡，开挖坡度应考虑层面和结构面的倾角，尽量避免切脚开挖。9.0.5 开挖边坡设计应考