土石坝边坡在各种荷载作用下保持稳定的现象和分析方法的总称。土石坝在自重、渗透压力、孔隙压力及地震力等的作用下，如拟定的坝坡过陡，有可能在坝体内（有时连同部分坝基）出现滑裂而使坝坡失稳。滑裂面的形状有圆弧、折线或其它组合形状。土石坝稳定分析的目的是确定坝在施工期、运用期（包括水库水位骤降、地震等特殊情况）、检修期坝体及其软弱基础内的剪应力是否超过土料的许可值，坝坡或基础是否产生滑动和塑流；对于砂料坝还要研究液化的问题。

有关土石坝稳定的研究，始于瑞典国家协会1922年提出的滑动圆弧法，但直至1933年太沙基（K·Ter-zaghi）才首次在实验室内测得土的抗剪强度，并用分析方法计算安全系数取得了实际成果。在20世纪30、40年代，由于土力学的发展和试验手段的不断改进，才为土石坝的稳定计算奠定了基础。目前稳定分析方法：属于极限平衡原理的有总应力法和有效应力法；用应力——应变理论分析的有弹性理论计算法和有限单元法；近年来还发展了考虑能量平衡的稳定分析方法——能量法。在抗震稳定计算方面有拟静力法和动力法。极限平衡原理是目前稳定计算中常用的方法。目前各国规范、准则所规定的反映坝坡稳定程度的安全系数，大都以极限平衡原理的几种方法为准。

中国现行规范按坝的级别及作用力荷载的组合情况，对要求的抗滑稳定安全系数〔K〕规定如表。

碾压式土坝安全系数〔K〕表

基于极限平衡原理的瑞典圆弧法，把滑裂土体当作刚体绕圆心旋转，并分条计算其滑动力与抗滑力，最后求出稳定安全系数，计算时忽略条块间的作用力。图1所示为蓄水土坝的上游边坡，假定滑裂面为圆弧abc，圆心为O，半径为R。条块高度为H₁、宽度为b，条块重量为W₁＝γ₁，法向分力为N₁，切向分力为T₁。N₁与W₁的交角为α₁，ac弧长为L＝∑L_i.则对圆心O的抗滑力矩为：M_r＝R（∑N_itgφ₁＋∑C₁L_j）。滑动力矩为：Ms＝R∑T₁。坝坡的安全稳定系数为：

图1 圆弧法稳定分析图

坝坡稳定

稳定计算要选择不同的荷载组合，假定不同的圆心和半径，经多次试算找出最危险的滑裂面，求得最小的安全系数K_min，并使K_min≥〔K〕；否则需改变坝坡重新计算，直至确定出最适宜的坝坡。

为了消除忽略条块间作用力这一缺点，20世纪50、60年代前后，毕肖普（A.W.Bishop）、扬布（N.Janbu）、摩根斯吞（N.Margenstem）等对条块间的作用力进行研究，提出一些改进方法。中国近年来也在研究这一问题。

极限平衡原理虽然是目前稳定计算中常用的原则，但它在理论上的主要缺点是没有考虑土石间的应力——应变性质、滑动面上的法向力，仅根据静力平衡条件得出安全系数K。较为精确的方法是先用有限元法算出应力成果，然后假定滑动面，它的法向应力和切应力可直接从单元中得到。这就避免了划分条块人为地做一些不合理的假定，也考虑了土体间的应力——应变关系。

对于塑性心墙土石坝，滑裂面如图2，a、b所示的圆弧与折线组成。其稳定计算可以按圆弧法进行，也可分段计算

图2 土心墙坝滑裂面

对于土斜墙及其保护层的稳定问题，不仅要核算斜墙与保护层共同沿斜墙底面滑动（图3，a），而且还应核算保护层沿斜墙顶面的折线滑动（图3，b）。当计算不同土层接触面的滑动时，其抗剪强度应该采用两层中的较小值。

图3 土斜墙坝滑裂面

修建在地震区的一些土坝，由于地震动力荷载的作用而出现滑坡、严重裂缝以及发生较大的沉陷变形等，甚至个别土坝受震溃决。因此，在进行土坝抗震设计时，需要着重研究土的动力特性、土坝在动力作用下的稳定计算理论及抗震设计措施，并按拟静力法或动力法进行抗震稳定分析。