岩体稳定性

电力科学术语

岩体在应力长期作用下发生不丧失岩体结构承载能力的变形的宏观状态。岩体稳定性主要是研究岩体是否会发生重大的失稳事故。岩体赋存于自然界，在历史上不断经受各种自然力作用和人类活动的影响，从而在某些岩体中可能出现山体崩塌、河岸滑坡、地下洞室围岩塌方、大坝地基破坏等失稳状态。

简介

岩体稳定是指在一定的时间内，一定的自然条件和人为因素的影响下，岩体不产生破坏性的剪切滑动、塑性变形或张裂破坏。岩体的稳定性、岩体的变形与破坏，主要取决于岩体内各种结构面的性质及其对岩体的切割程度。大量的工程实践表明，边坡岩体的破坏，地基岩体的滑移，以及隧道围岩的塌落，大多数是沿着岩体中的软弱结构面发生的。岩体结构在岩体的变形与破坏中起到了主导作用。因此，在岩体稳定性分析中，除了力学分析和对比分析外，对岩体的结构分析也具有重要意义。而要从岩体结构的观点分析岩体的稳定性，首先就必须研究岩体的结构特征。

释义

岩体在应力长期作用下发生不丧失岩体结构承载能力的变形的宏观状态。岩体稳定性主要是研究岩体是否会发生重大的失稳事故。岩体赋存于自然界，在历史上不断经受各种自然力作用和人类活动的影响，从而在某些岩体中可能出现山体崩塌、河岸滑坡、地下洞室围岩塌方、大坝地基破坏等失稳状态。近年来，岩土工程的规模日趋增大，工程条件日益复杂，岩体稳定性的研究更加引起岩土工程界的注意。如1959年12月2日，法国马尔帕塞(Malpasset)双曲薄拱坝，由于坝基失稳而导致整个拱坝顷刻间倒毁，49×10m的洪水下泄，对下游造成重大损失，致使400余人死亡。1963年10月9日，意大利瓦依昂(Vajont)水库岩坡由于石灰岩层面强度减弱而发生大规模滑坡，在1min内大约有近3亿m的岩石崩塌入水库，造成高达150～250 m的水浪，漫过265 m高的拱坝，致使下游的市镇遭到毁灭，2500人死亡。

判据

以狄利克雷(Dirichlet)准则为判据，即稳定性取决于岩体势能即自由能驻值的性质。当岩体的势能F的一次变分为零，即δF=0时，岩体的势能有驻值;其二次变分δF>0时，为稳定状态;δF=0时为随遇平衡;δF<0时为不稳定状态。

评价

主要评价方法有刚体极限平衡法、数值法或解析法及可靠性分析法等3种。

刚体极限平衡法

即将岩体按刚性块体模型进行分析，用以计算滑动岩体的安全系数。

数值法或解析法

可分析岩体的弹塑性区域，并计算失稳的安全系数。由于近代电子计算机的出现，引入有限元等数值计算方法进行岩体稳定性分析，有助于得出更切合实际的结果。

可靠性分析方法

是近代兴起的有效的评定稳定性的方法，其优点在于用失稳概率或可靠度代替过去经常运用的经验安全系数。目前这一方法正在发展中。

措施

对岩体进行加固处理，以提高岩体的稳定性，是当前工程措施的重要研究领域。锚固技术、灌浆技术、地下围岩的锚喷技术等，都是有效的改善岩体稳定性的措施。与此相关的岩体工程监测技术，也是保证岩体工程稳定的重要环节，有助于预防或减轻岩体失稳带来的灾害。