DB50/T 1604-2024 地质灾害防治边坡工程结构可靠性设计规范

ICS13.200

CCSP13

DBDB50/5T000—0202X

重庆市地方标准

DB50/T1604—2024

地质灾害防治边坡工程结构

可靠性设计规范

2024-04-11发布2024-07-11实施

重庆市市场监督管理局发布

DB50/T1604—2024

目次

前言III

1范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4总则2

5安全等级和可靠度2

5.1基本要求2

5.2边坡工程安全等级2

5.3边坡可靠度3

6极限状态设计原则4

6.1基本要求4

6.2极限状态4

6.3设计状况4

6.4极限状态设计4

7边坡工程结构的作用和环境影响5

7.1基本要求5

7.2边坡工程结构的作用5

7.3环境影响6

8材料和岩土的性能及几何参数6

8.1基本要求6

8.2材料和岩土的性能6

8.3几何参数6

9边坡稳定性分析和试验辅助设计6

9.1基本要求6

9.2边坡工程结构模型6

9.3作用模型7

9.4分析方法7

9.5试验辅助设计7

10分项系数设计方法7

10.1基本要求7

10.2承载能力极限状态8

10.3正常使用极限状态9

I

DB50/T1604—2024

附录A（规范性）稳定系数与可靠指标的关系11

附录B（规范性）试验辅助设计14

附录C（资料性）算例115

附录D（资料性）算例218

附录E（资料性）算例320

附录F（资料性）算例422

参考文献24

条文说明25

II

DB50/T1604—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由重庆市规划和自然资源局提出、归口并组织实施。

本文件起草单位：重庆大学、重庆地质矿产研究院、武汉大学、重庆市城市建设投资（集团）有限

公司、中煤科工重庆设计研究院有限公司、福州大学、中国建筑第五工程局有限公司、中建五局第三建

设有限公司、湖南科技大学。

本文件主要起草人员：周小平、陈立川、徐洪、寿云东、张婷、杨勇、陈念、廖云平、何昌杰、徐

朝霞、李铮、黄虎、康燕飞、黄小城、唐秋元、梁丹、袁旭凯、陈俊伟、陈正华、王骏、任晓虎、李辉、

刘鹏、闫奇、陈柏林、黄帅、陈思、黄勤、郑华敬。

III

DB50/T1604—2024

地质灾害防治边坡工程结构可靠性设计规范

1范围

本文件规定了地质灾害防治边坡工程可靠性设计的安全等级和可靠度、极限状态设计原则、边坡工

程结构的作用和环境影响、材料和岩土的性能及几何参数、边坡稳定性分析和试验辅助设计、分项系数

设计方法等要求。

本文件适用于地质灾害防治过程中涉及的各类边坡工程可靠性设计，其它边坡工程可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB50068-2018建筑结构可靠性设计统一标准

GB50153-2008工程结构可靠性设计统一标准

GB50199-2013水利水电工程结构可靠性设计统一标准

GB50330-2013建筑边坡工程技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

边坡工程slopeengineering

为满足工程需要而对自然边坡和人工边坡进行改造的工程。

3.2

可靠性reliability

边坡工程在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。

[来源：GB50068-2018，2.1.23]

3.3

可靠度degreeofreliability

边坡工程在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。

[来源：GB50068-2018，2.1.24]

3.4

失效概率PfprobabilityoffailurePf

边坡工程在规定的时间内，在规定的条件下，不能完成预定功能的概率。

[来源：GB50068-2018，2.1.25]

3.5

可靠指标reliabilityindex

度量边坡工程可靠度的数值指标，可靠指标与失效概率的关系为：1（其中1

Pf(Pf),()

为标准正态分布函数的反函数）。

[来源：GB50068-2018，2.1.26]

1

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3.6

极限状态limitstate

边坡工程结构超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限

状态。

[来源：GB50153-2008，2.1.13]

3.7

功能函数performancefunction

关于基本变量的函数，该函数表征一种边坡工程结构功能。

[来源：GB50153-2008，2.1.26]

3.8

支挡结构retainingstructure

用于支撑坡体，防止其破坏，保持其稳定的一种结构。

3.9

变异系数coefficientofVariation

原始数据标准差与原始数据平均值的比值。

4总则

4.1边坡工程结构可靠性设计应遵循“安全可靠、技术可行、经济合理、环境友好”的原则。

4.2边坡结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法。

4.3边坡工程结构设计应使边坡工程结构在设计工作年限内满足规定的可靠度要求。

4.4边坡工程应综合考虑工程地质、水文地质、安全等级、环境条件和各种作用等因素，因地制宜，

精心设计，精心施工。

5安全等级和可靠度

5.1基本要求

5.1.1边坡工程结构设计时，应根据边坡类型、边坡高度和成灾后可能产生的后果，采用不同的安全

等级。

5.1.2可靠指标应根据边坡的安全等级与设计工作年限确定。

5.2边坡工程安全等级

地质灾害边坡工程应根据边坡类型、边坡高度和成灾后可能造成的损失大小按表1进行划分。

表1边坡分类及安全等级划分表

边坡类型边坡高度H(m)破坏后果安全等级

H＞30/一级

很严重一级

15≤H≤30

岩质边坡严重二级

很严重一级

H＜15严重二级

不严重三级

土质边坡H＞15/一级

2

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很严重一级

10＜H≤15

严重二级

很严重一级

H≤10严重二级

不严重三级

注：1一个边坡工程的各段，可根据实际情况采用不同的安全等级；

2对危害性极严重、环境和地质条件复杂的边坡工程，其安全等级应根据工程情况适当提高；

3很严重：造成重大人员伤亡或财产损失；严重：可能造成人员伤亡或财产损失；不严重：可能造成财产

损失；

4表中“/”表示边坡破坏后果很严重、严重和不严重都适用。

5.3边坡可靠度

5.3.1边坡可靠指标不应小于表2的规定。

表2边坡可靠指标

边坡工程安全等级

边坡可靠指标

一级二级三级

一般工况3.02.82.6

永久边连续降雨或强

3.02.72.5

坡校核工况降雨

地震2.72.52.3

临时边坡2.82.62.5

注：临时边坡设计工作年限不超过2年，永久边坡设计工作年限为50年。

5.3.2边坡稳定状态根据可靠指标按表3划分。

表3边坡稳定性状态按可靠指标划分

边坡可靠指标＜1.51.5≤＜2.02.0≤＜2.5≥2.5

＞＞＞

边坡失效概率（%）Pf6.686.68≥Pf2.282.28≥Pf0.62Pf≤0.62

边坡稳定性状态不稳定欠稳定基本稳定稳定

5.3.3边坡结构可靠指标与可接受水平之间的关系按表4确定。

表4可靠指标与可接受水平之间的关系[1]

失效概率可靠指标

Pf(%)可接受水平

15.871.0很差

6.681.5差

2.282.0较差

0.622.5中

0.133.0良

0.0034.0较好

0.000035.0好

3

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6极限状态设计原则

6.1基本要求

6.1.1对于边坡工程结构的各种极限状态，均应规定明确的标志或限值。

6.1.2对极限状态的各种作用组合，边坡工程的设计均应采用其最不利的效应设计值进行。

6.2极限状态

6.2.1极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。极限状态应符合下列表5规定：

表5极限状态定义

序号极限状态符合下列情形之一的认定为超过极限状态

1）支挡结构因超过材料强度而破坏；

2）支挡结构失去平衡；

1承载能力极限状态3）支挡结构丧失稳定；

4）支挡结构因局部破坏而发生连续倒塌；

5）支挡结构的疲劳破坏。

1）影响正常使用的变形；

2）影响正常使用的局部损坏；

2正常使用极限状态

3）影响正常使用的振动；

4）影响正常使用的其他特定状态。

6.2.2边坡工程设计时应对边坡工程结构的不同极限状态分别进行计算或验算；当某一极限状态的计

算或验算起控制作用时，可仅对该极限状态进行计算或验算。

6.3设计状况

6.3.1永久边坡工程设计应区分下列设计状况：

a)一般设计状况，适用于边坡工程结构使用时的正常情况；

b)校核设计状况，适用于边坡工程结构遭受地震、连续降雨或强降雨时的情况。

6.3.2临时边坡工程设计采用临时设计状况，适用于边坡工程结构的短期使用情况。

6.3.3对不同的设计状况，应采用相应的边坡工程结构体系、可靠度水平、基本变量和作用组合等进

行边坡工程可靠性设计。

6.4极限状态设计

6.4.1对第6.3条规定的边坡工程设计状况，应分别进行下列极限状态设计：

a)对一般设计状况、校核设计状况和临时设计状况均应进行承载能力极限状态设计；

b)对一般设计状况尚应进行正常使用极限状态设计；

c)对临时设计状况可根据需要进行正常使用极限状态设计；

d)对校核设计状况可不进行正常使用极限状态设计。

6.4.2进行承载能力极限状态设计时，应根据不同的设计状况采用下列作用组合：

a)对于一般设计状况或临时设计状况，应采用作用的基本组合；

b)对于校核设计状况，应采用作用的频遇组合或偶然组合。

6.4.3进行正常使用极限状态设计时，宜采用下列作用组合：

a)对于永久荷载正常使用极限状态设计，宜采用作用的标准组合；

b)对于可变荷载正常使用极限状态设计，宜采用作用的校核荷载组合；

c)对于偶然荷载正常使用极限状态设计，宜采用作用的频遇组合；

d)对于长期效应是决定性因素的正常使用极限状态设计，宜采用作用的永久组合。

6.4.4边坡工程结构的极限状态可采用下列极限状态方程描述：

gX1,X2,,Xn0(1)

式中：

g()——边坡工程结构的功能函数；

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Xi(i1,2,,n)——基本变量，指边坡工程结构的各种作用和环境影响、材料和岩土的性能及几何

参数等；在进行可靠度分析时，基本变量应作为随机变量。

6.4.5边坡工程结构按极限状态设计应符合下列规定：

gX1,X2,,Xn0(2)

6.4.6当采用边坡工程结构的作用效应和边坡工程结构的抗力作为综合基本变量时，边坡工程结构按

极限状态设计应符合下列规定：

RS0(3)

式中：

R——边坡工程结构的抗力；

S——边坡工程结构的作用效应。

6.4.7边坡工程结构的设计应以规定的可靠指标满足第6.4.5或第6.4.6条的要求。

6.4.8边坡工程结构宜根据规定的可靠指标，采用荷载作用的代表值、材料性能的标准值、几何参数

的标准值和各相应的分项系数构成的极限状态设计表达式进行设计；有条件时也可根据附录A的规定，

直接采用基于可靠指标的方法进行设计。

7边坡工程结构的作用和环境影响

7.1基本要求

边坡工程设计时，应考虑边坡工程结构可能出现的各种直接作用、间接作用和环境影响。

7.2边坡工程结构的作用

7.2.1边坡工程结构作用可分为：永久作用、可变作用、偶然作用。

7.2.2边坡工程结构的作用随时间变化的规律，宜采用随机过程的概率模型进行描述，对不同的作用

可采用不同的方法进行简化，并符合以下规定：

a)对永久作用宜采用随机变量的概率模型；

b)对可变作用在作用组合中可采用简化的随机过程概率模型。在确定可变作用的代表值时宜采用

将设计基准期内最大值作为随机变量的概率模型；

c)对偶然作用应采用偶然作用的设计值。偶然作用的设计值应根据具体工程情况和偶然作用可能

出现的最大值确定，也可根据相关标准的规定确定。

7.2.3当永久作用和可变作用作为随机变量时，其统计参数和概率分布类型，应以观测数据为基础，

运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定，检验的显著性水平宜取0.05。

7.2.4当有充分观测数据时，作用的标准值应按在设计基准期内最不利作用概率分布的相应的统计特

征值确定；当有条件时，可对各种作用统一规定该统计特征值的概率定义；当观测数据不充分时，作用

的标准值也可根据工程经验通过分析判断确定；对有明确界限值的有界作用，作用的标准值应取其界限

值。

7.2.5边坡工程按不同极限状态设计时，在相应的作用组合中对可能同时出现的各种作用，应采用不

同的作用代表值。对可变作用，其代表值包括基本值、标准值、频遇值和准永久值。组合值、频遇值和

准永久值可通过对可变作用的标准值分别乘以不大于的组合值系数、频遇值系数和准永久值系

1cf

数q等折减系数表示。对地震作用，应采用标准值，标准值应根据地震作用的重现期确定。

7.2.6当边坡工程结构的作用比较复杂且不能直接描述时，可根据作用形成的机理，通过数学模型来

表征作用的大小、位置、方向和持续期等性质。边坡工程结构的作用F的大小可采用下列数学模型；

F(F0,)(4)

式中：

()——所采用的函数；

F0——基本作用，通常具有随时间和空间随机的或非随机的变异性，但与边坡工程结构的性质无

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关；

——用以将F0转化为F的随机或非随机变量，它与边坡工程结构的性质有关。

7.2.7当边坡工程结构受地震作用时，应采用动力模型描述。此时，边坡工程结构的动力分析应考虑

边坡工程结构的刚度、阻尼及边坡工程结构各部分质量的惯性。当边坡工程结构容许简化分析时，可采

用拟静力法计算。

7.3环境影响

7.3.1环境影响可分为永久影响、可变影响和偶然影响。

7.3.2对边坡工程结构的环境影响应进行定量分析；当没有条件进行定量分析时，可通过环境对边坡

工程结构的影响程度的分级等方法进行定性分析，并在设计中采取相应的技术措施。

8材料和岩土的性能及几何参数

8.1基本要求

材料和岩土的性能参数具有随机特性，宜采用随机变量概率模型分析。

8.2材料和岩土的性能

8.2.1材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布。

8.2.2在已知材料和岩土的性能参数分布类型时，材料和岩土的强度、弹性模量、变形模量、压缩模

量、内摩擦角、黏聚力等力学性能指标的测试试样不应少于15组，且每组试样不应少于3件。

8.2.3人工材料强度的标准值可按其概率分布的0.05分位值确定；岩土材料强度的标准值可按其概率

分布的0.1分位值确定；材料弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的0.5分位值确定。

岩土材料性能的标准值宜根据原位测试和室内试验的结果确定。

8.2.4当利用标准试件的试验结果确定边坡工程结构中实际的材料性能时，还应考虑实际边坡工程结

构与标准试件、实际工作条件与标准试验条件的差别。边坡工程结构中的材料性能与标准试件材料性能

的关系，应根据相应的对比试验结果通过换算系数或函数来表示，或根据工程经验、反演分析确定。

8.3几何参数

8.3.1边坡工程结构的几何参数宜采用随机变量概率模型描述。几何参数的各种统计参数和概率分布

类型，应以正常生产情况下对边坡工程结构几何尺寸的观测数据为基础，运用参数估计和概率分布的假

设检验方法确定。

8.3.2当观测数据不充分时，几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差，经分析判断确定。

8.3.3当几何参数的变异性对边坡工程结构抗力及其他性能的影响很小时，几何参数可作为确定性变

量。

8.3.4几何参数的标准值可采用设计规定的公称值，或根据几何参数概率分布的0.5分位值确定。

9边坡稳定性分析和试验辅助设计

9.1基本要求

9.1.1边坡稳定性分析应能满足边坡工程结构使用要求。

9.1.2在边坡工程稳定性分析中，宜考虑环境对材料性能的影响。

9.2边坡工程结构模型

9.2.1边坡工程稳定性分析采用的基本假定和计算模型应符合所考虑的极限状态下的边坡工程特征。

9.2.2根据边坡工程结构的具体情况，可采用二维或三维的计算模型进行分析。

9.2.3边坡工程稳定性分析所采用的各种简化或近似假定，应具有理论或试验依据，或经工程验证可

行。

9.2.4当边坡工程结构的变形可能使作用的影响显著增大时，应在边坡工程稳定性分析中考虑边坡工

程结构变形的影响。

9.2.5边坡工程结构计算模型的不确定性应在极限状态方程中采用附加基本变量来考虑。附加基本变

量的概率分布类型和统计参数，可通过模型计算结果与实际观测结果比较确定。

6

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9.3作用模型

9.3.1对不计累积效应的静力分析，可只考虑发生在设计基准期内作用的最大值和最小值。

9.3.2当不能确定作用参数时，应对作用参数给出上下限范围并进行比较，以确定不利的作用效应。

9.3.3当采用拟静力法计算时，可将拟静力作用乘以等效动力放大系数计算动力作用效应。

9.3.4当动力作用引起的振幅、速度、加速度使边坡工程结构有可能超过正常使用极限状态的限值时，

应根据实际情况对边坡工程结构进行正常使用极限状态验算。

9.4分析方法

9.4.1边坡工程稳定性分析宜采用极限平衡法。

9.4.2当动力作用使边坡工程结构产生较大加速度时，应对边坡工程结构进行动力响应分析。

9.5试验辅助设计

9.5.1试验辅助设计宜按准附录B规定的方法进行边坡工程分析。

9.5.2采用试验辅助设计的边坡工程结构，应达到相关设计状况采用的可靠度指标，并应考虑试验结

果对相关参数不确定性的影响。

10分项系数设计方法

10.1基本要求

10.1.1边坡工程结构极限状态设计表达式中所包含的各种分项系数，宜根据有关基本变量的概率分布

类型和统计参数及规定的可靠指标，通过计算分析，并结合工程经验综合确定；当缺乏统计数据时，参

照GB50153和GB50068执行。

10.1.2基本变量的设计值可按下列规定确定：

a)作用的设计值Fd可按下式确定：

FdFFr(5)

式中：

作用的代表值；

Fr——

作用的分项系数。

F——

b)材料性能的设计值可按下式确定：

fd

fk

fd(6)

M

式中：

材料性能的标准值；

fk——

材料性能的分项系数，其值按有关的边坡工程结构设计标准的规定采用。

M——

当材料性能服从正态分布时，材料性能分项系数应按下式计算：

1Km2m

M(7)

1Km1m

1

Km1pm1(8)

1

Km2pm2(9)

式中：

m——材料性能的变异系数；

pm1、pm2——相应于材料性能的设计值、标准值在标准正态分布上的概率，pm1宜在其设计验算点

附近选用；

、、反函数的绝对值。

Km1Km2——pm1pm2

当材料性能服从对数正态分布时，材料性能分项系数应按下式计算：

7

DB50/T1604—2024

1

M(10)

expKKln12

m2m1m

[来源：50199-2013，8.4.4]

c)几何参数的设计值采用几何参数的标准值。当几何参数的变异性对边坡工程结构性能有

adak

明显影响时，几何参数的设计值按下式确定：

adaka(11)

式中：

几何参数的附加量。

a——

d)边坡支挡结构抗力（抗滑移、抗倾覆）的设计值Rd按下式确定：

RdR(fk/M,ad)(12)

10.2承载能力极限状态

10.2.1边坡工程结构按承载能力极限状态设计时，应考虑以下不利状态：

a)边坡工程结构的破坏；

b)边坡工程结构整体或局部失去静力平衡。

10.2.2边坡工程结构在不利状态下的承载能力极限状态设计时，应符合下列规定：

a)边坡工程结构破坏时的承载能力极限状态设计，应符合下式规定：

0SdRd(13)

式中：

边坡工程结构重要性系数，其值按第条的有关规定采用；

0——10.2.7

作用组合的效应设计值；

Sd——

边坡工程结构的抗力设计值。

Rd——

b)边坡工程结构整体或局部失去静力平衡时的承载能力极限状态设计，应符合下式规定：

0Sd，,dstRd,stb(14)

式中：

Sd,dst——不平衡作用效应的设计值；

平衡作用效应的设计值。

Rd,stb——

10.2.3