2019-09-24
摘要：针对岩质边坡⼯程稳定性分析问题，通过边坡岩⽯的产状，破坏形态和结构⾯的特点利⽤⾚平极射投影技术对某边坡进⾏稳定性分析，分析结果表明：⾚平投影技术对边坡稳定的分析与⼯程实践相吻合，对边坡⼯程的稳定性定量评价有⼀定借鉴。 关键词：边坡⼯程；⾚平极射投影；稳定性分析
杭州科技信息网⼀、引⾔
⾚平极射投影⽅法最早应⽤于天⽂学，⽤于表⽰星体在太空中的位置和它们之间的⾓度距离。上世界⼋⼗年代，⾚平极射投影⽅法开始引进到⼯程地质学中来，主要⽤于岩质边坡的稳定性分析。⾚平极射投影既可确定边坡上的结构⾯（包括边坡临空⾯）的空间组合关系，给出边坡上可能不稳定结构体的⼏何形状、规模⼤⼩、以及它们之间的空间位置和分布，也可以确定不稳定结构体的可能变形位移⽅向，作出边坡稳定条件的分析和稳定性状态的初步评价，若结合结构⾯的强度条件和作⽤于边坡上的作⽤⼒，还可以进⾏边坡稳定性的分析计算，求出其稳定系数的数值，因⽽是⽬前解决岩质边坡稳定问题的主要⽅法之⼀。
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⼆、⾚平极射投影⽅法基本原理
⾚平极射投影⽅法是以刚性假设为基础的，不考虑块体内部的应变，只考虑块体滑动⼒和抗滑⼒的作⽤。图1表⽰⾚平极射投影原理的⽴体⽰意图。图上外圆代表投影球⾯，O点为球⼼，平⾯NESW为⾚道平⾯，它与球⾯的交线为⼀个圆NESW，这个圆称为⾚道⼤圆，平⾯NASB*为⼀通过投影球⼼O的倾斜平⾯，它的⾛向为SN，倾向为E，倾⾓为a。这个平⾯与⾚道平⾯的交线SN就是它的⾛向线。由于这个平⾯通过投影球⼼，因此，它与投影球⾯，即它的球⾯投影为⼀直径等于投影球直径的圆NASB，半圆弧NAS是它在上半球的球⾯投影，半圆弧SBN是它在下半球的球⾯投影。由投影球的南极向该平⾯的球⾯投影发射射线，这些射线与⾚道平⾯有⼀系列交点，这些交点的联系就构成了该平⾯的⾚平极射投影NCSD。
⾚平极射投影作图分为两步进⾏：
长宽比
1、将物体的⼏何要素如点、线、⾯置线投影到⾚道平⾯上，就得到⾚平投影。
2、⾚平极射投影进⾏稳定性判断
针对边坡的台阶坡⾯及结构⾯倾向与倾⾓，下⾯作出其⾚平极射投影图，并进⾏稳定性分析。该台阶边坡坡⾯产状为
235°/50°，存在两组主要结构⾯，其产状分别为：274°/45°和325°/46°。由⾚平极射投影绘图程序绘图如下：由图2可知，两结构⾯J1和J2的投影⼤圆的交点I位于边坡坡⾯外侧，说明台阶基本稳定，但由于其相交块体有部分切割边坡形成块体滑动，即加之该处存在⼀⼤的光⾯断层使局部失稳。
湖南省境内某整体边坡坡⾯产状为234°/42°，存在四组主要结构⾯，其产状分别为：230°/65°；155°/75°；308°/70°；40°/50°。由⾚平极射投影绘图程序绘图如下：
四组结构⾯产⽣的楔形体组合为，⾚平投影图3中给出了这6组楔形体的稳定性判断。由结构⾯J1和J2、J1和J3组成的两种楔形体其交线（I1、I2）⽅向与边坡⾯倾向相反，处于内倾稳定状态； J3和J4以及J2和J4组成的楔形体，其交线⽅向（I4、I5）与边坡倾向⼀致，但倾⾓⼤于坡⾯倾⾓，即交线不在坡⾯上出露，因此这三组楔形体基本处于稳定状态。J1和J4结构⾯组成楔形体其交线⽅向（I3）位于坡⾯投影⼤圆上，有可能形成滑体；J2和J3结构⾯组成楔形体其交线⽅向（I6）位于坡⾯投影⼤圆内侧，即结构⾯交线倾⾓⼩于边坡坡⾯⾓，满⾜破坏条件，即不稳定。
三、结论诚成文化
叶坚颖由以上⾚平极射投影分析结果表明，结构⾯对黄⽜前边坡稳定性影响明显，局部地区存在不稳定滑体，需要进⾏加固措施处理。
参考⽂献：
[1] 潘家铮.建筑物的抗滑稳定和滑坡分析[M].北京：⽔利出版社，1980.
[2] 张淳源. 论线粘弹性裂隙体的流变断裂[J].科学探索，1981,1.
[3] 李天扶.层状岩体边坡顺层破坏机理研究[J].⽔利发电，1996,8.
[4] 陈炳贵;,⽅宏伟. 论⾚平极射投影在⼭⼝岩⽔利⼯程中的应⽤[J]. 地球物理学进展2008,2.
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