边坡工程的分析评价从纯经验判断开始，到逐步借助一定的量化分析手段作为重要的辅助参考，依据定性分析与定量计算成果进行评价和支护设计，目前已成为各行业、各工程普遍采用的方法。对于土质类边坡，其分析理论与计算模式相对较为成熟，并广为工程界所普遍接受；对于含有断续节理裂隙及结构面的岩质类边坡，由于节理裂隙和结构面的存在往往成为控制性的失稳要素，其分布规律的随机性、不连续性及由此带来的岩体各向异性、不均质性，常给计算分析及其假定模拟带来困难或形成偏差，较难得到共性的认同和工程界的广泛接受。

边坡工程的分析评价包括定性分析与定量评价两大部分，一般以定性分析评价为基础、视需要及边坡重要程度开展定量分析评价。

1.定量及半定量分析

在大量收集边坡及所在地区地质资料的基础上，综合考虑影响边坡稳定的各种因素，通过工程地质类比或图解等分析方法，对边坡的稳定状况和发展趋势做出评估和预测。

1）工程地质类比

将已有的天然边坡或人工边坡的研究经验（包括稳定的或破坏的），用于所要研究边坡的稳定性分析，如坡比或计算参数的取值、处理措施等。

（1）自然边坡成因机制分析

自然边坡受岩性、地质构造、风化卸荷、地下水赋存状况、地震、气候条件、坡向等多因素影响，形成当前自然岸坡的相对稳定状态。根据边坡发育的地质环境、边坡形成过程中的各种破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素等进行综合分析，推断边坡演变的过程，对边坡稳定性的总体状况、趋势、变形破坏结果和区域性特征做出评价和预测。

成因机制分析重点研究和确定边坡在工程施工和运行期可能的变形失稳机理，其成果同时也是边坡稳定性分析计算的一个重要基础。对于边坡在工程施工和运行期的可能变形失稳机理的分析研究，要在查明边坡岩土结构特征和分析其成因机制与稳定现状的基础上，确定其外部因素的变化及引起边坡稳定条件的恶化情况，从而分析导致边坡的可能变形和失稳形式。成因机制分析方法更多地适用于土质类边坡及崩塌型岩质类边坡失稳模式。

保施高速边坡工程饮水沟堆积体，经过成因机制分析，判断堆积体形成经历了冲沟槽地形成、堆积、压密固结和再剥蚀阶段。据此，采用平面离散元与有限元法对堆积压密过程进行模拟计算分析，对于判断堆积体在天然状态下的稳定程度及其潜在的扩张式牵引变形模式起到了重要作用，同时也为力学参数反演分析考虑的基本条件与稳定系数反演取值奠定了量化分析的基础。

（2）相似工程经验类比

借鉴已建、在建工程的实践经验，即利用已有工程边坡的稳定性状况及其影响因素、有关研究成果等方面的经验，尤其是相似的已发生变形破坏的工程边坡，按相似性类比应用于所要研究边坡的稳定性分析。

该方法具有经验性和地区性特点，应用时必须全面分析已有边坡与所研究边坡两者之间的地貌、地层岩性、结构、水文地质、自然环境、变形主导因素及发育阶段等方面的相似性和差异性，同时还需考虑工程的规模、类型及其对边坡的特殊要求。

因此，采用工程地质类比法选取的经验值（查表法）存在局限性，仅适用于地质条件简单的中、小型边坡，或供地质宏观判断参考。

相似工程经验类比法受其区域局限性，在边坡工程中更多地适用于对同一地区边坡失稳潜在滑裂面的形状及最大可能失稳深度与范围的判识。

在保施高速边坡工程中，依据对天然状态山坡地貌特征与公路开挖边坡失稳形式的广泛调查分析，建立了保施高速边坡工程各部位的潜在变形失稳模式数据库，并得出主导性的岩质边坡阶梯状滑面控制可能滑动模式、可能失稳深度与范围主要位于强风化、强卸荷岩体中的结论，为计算分析模型的建立提供了重要依据。

2）图解分析

图解分析包括赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆等方法。该法应用于岩质类边坡的稳定分析时，可快速、直观地分辨出控制边坡的主要和次要结构面，确定边坡结构的稳定类型，判断不稳定块体的形状、规模及滑动方向；对于土质类边坡，尚有Taylor法、Bishop法、转心膨响函数法等初步量化判断方法。

对岩质类边坡而言，最简单、快捷、直观的作图分析方法莫过于赤平极射投影图解法及实体比例投影图解法，它们是利用赤平投影的原理，通过作图来迅速直观地表示出边坡变形破坏的边界条件，分析不连续面的组合关系，可能失稳岩体的形态及其滑动方向等，进而评价边坡稳定性，并为力学计算提供信息。

（1）赤平极射投影图解法

赤平极射投影是利用一个球体作为投影工具，通过球心作一平面，这个平面通过球体的赤道，称为赤平面。从球体的一个极点S或N（南极或北极）发出射线，称为极射。射线与赤平面的交点即为投影点。这种投影形式称为赤平极射投影。赤平极射投影的基本原理就是把物体放在球体的中心，将物体上各部分的位置赤投平面上，化立体为平面的一种投影。

从基本原理可知：赤平极射投影可以表示面的产状，也可以表示面与面交线的产状。作图时通常采用投影网（Wulff投影网、Schmidt投影网等），在室内整理资料可使用计算机应用程序进行结构面投影。(www.daowen.com)

（2）实体比例投影图解法

根据地质资料编制赤平极射投影图，分析有无不利于边坡稳定的软弱结构面存在。如果有不利于稳定的软弱结构面存在，则可编制实体比例投影图进一步分析，为边坡稳定计算或图解提供可靠的边界条件。实体比例投影图是以赤平极射投影为基础，将不稳定岩体在水平投影面上作垂直投影，求得结构面在岩体中的空间分布位置。

图解法可根据坡形与结构面发育特征和优势产状，初步判断边坡的稳定性，但对于图解判定为不稳定的边坡，需进一步进行计算加以验证。

图解法主要适用于对岩质边坡进行的稳定性筛选评判，以精简定量分析工作量，使岩质边坡分析重点突出、抓住关键。

保施高速公路的开挖边坡，首先采用图解法进行了稳定性的定性判识，在此基础上，再对判定不稳与基本稳定的部位开展定量分析评价，在节省了大量计算分析工作量的同时，完成了对坝基开挖边坡的成功支护与治理。

3）模型分析

（1）历史模型法

历史模型分析是通过对河谷发展史的调查研究，结合边坡部位的具体地形地质条件，分析研究边坡的成因机制及其在自然状态下的稳定状况，并根据边坡在工程施工和运行期间外部因素的变化情况来预测其发展趋势。

该法在土质及堆积类边坡中应用较多。采用历史模型分析法开展了平面离散元与有限元对堆积压密过程的模拟计算分析，判断其天然稳定条件，并推测其具有牵引失稳的特点。

（2）模型试验法

边坡模型试验的方法主要有地质力学模型试验及离心模型试验。常见的地质力学模型试验成果的可靠性受到对原型和模型材料本构关系认识水平的制约，且代价较高。

土工离心模型试验用离心机提供的离心力重现原型应力，使得模型应力、应变与原型完全相等，故试验结果可以很逼真地重现原型特性。

在堆积体研究中，用代替法处理粗粒料，进行土工离心模型试验。试验不仅得出各种工况下堆积体的稳定状态，而且各种工况均表明，堆积体下部两侧基岩对堆积体稳定具有阻滑效应。这对研究治理方案具有指导意义。

2.定量分析

边坡稳定性定量分析方法主要有极限平衡法、有限元法和数理统计分析法（概率与可靠度）等，其中极限平衡法因其物理力学概念清晰、操作简便而为工程界普遍采用与接受，是传统而经典的定量分析方法。

目前常用的稳定分析方法（特别是刚体极限平衡分析方法）主要是针对滑动型失稳模式。

对于崩塌型失稳模式，由Goodman和Bray提出，并由陈祖煜和汪小刚（1886）在条块形状与连通率考虑等方面做了改进的极限平衡法主要适用于外倾崩塌，与滑动模式分析方法的差别主要体现在条分尺寸及倾角取定与力矩平衡条件控制安全系数方面。

对于有限变形失稳模式，主要分析方法基于数值计算手段。岩土数值模拟一般分为连续介质模拟（有限元、边界元、显式有限差分法等）和非连续介质模拟（块体理论、离散元、刚体弹簧元、块体元、界面元、不连续变形分析方法等）两大类别。20世纪80年代初，由石根华等开拓和发展的数值流形法在理论上初步实现了连续与非连续数值方法的统一。

边坡的变形和失稳是既受边坡基本地质条件内在因素的制约，又受各种外部环境条件和人类工程活动的影响，各种因素的相互叠加和影响，可能导致坡体的变形趋势随时间推移发生变化和向多重化发展，实际上是一个复杂的、随机的非确定性过程。

因此，对于相对单纯的滑动破坏机制而言，尚难以兼顾全面和系统完整，崩塌型与有限变形失稳破坏机制则将面临更多的问题。一方面，崩塌型与有限变形破坏常与滑动破坏伴随发生，形成倾滑复合与蠕变滑动，对相应的失稳模式除增加倾倒与变形分析内容外，一般均需同时进行抗滑稳定验算；另一方面，稳定性分析对滑动与倾倒而言，均系静力平衡或力矩平衡条件，相关内容可以推广和引申。