工程地質(zhì)斜坡工程PPT

1、工程地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)基礎(chǔ)主講：李效萌東華理工大學(xué) 水資源與環(huán)境工程學(xué)院第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.1 概述概述5.2 斜坡中的應(yīng)力分布特征斜坡中的應(yīng)力分布特征5.3 斜坡淺表生改造現(xiàn)象斜坡淺表生改造現(xiàn)象5.4 斜坡變形破壞基本類型斜坡變形破壞基本類型5.7 斜坡地質(zhì)災(zāi)害防治斜坡地質(zhì)災(zāi)害防治5.5 斜坡穩(wěn)定性影響因素斜坡穩(wěn)定性影響因素5.6 斜坡穩(wěn)定性評價斜坡穩(wěn)定性評價第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五

2、章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程坡底面坡面坡肩坡坡頂面坡體坡高（H）坡角（）腳斜坡（廣義）斜坡（廣義）：是地表廣泛分布的一種地貌形式，指地殼表：是地表廣泛分布的一種地貌形式，指地殼表部一切具有部一切具有側(cè)向臨空面?zhèn)认蚺R空面的地質(zhì)體。的地質(zhì)體。斜坡基本斜坡基本形態(tài)要素形態(tài)要素：坡體、坡高、坡角和坡面、坡頂面、：坡體、坡高、坡角和坡面、坡頂面、坡肩、坡腳、坡底面等。坡肩、坡腳、坡底面等。5.1 概述概述第五章第五章 斜坡工程斜坡工程天然斜坡天然斜坡：是指賦存在一定地質(zhì)環(huán)境中：是指賦存在一定地

3、質(zhì)環(huán)境中受各種地質(zhì)營力作用受各種地質(zhì)營力作用而演化的自然產(chǎn)物而演化的自然產(chǎn)物，未經(jīng)人工改造，如溝谷岸坡、山坡、海，未經(jīng)人工改造，如溝谷岸坡、山坡、海岸、河岸等。岸、河岸等。長江宜都段發(fā)生河岸崩滑長江宜都段發(fā)生河岸崩滑2008年年4月月6日日第五章第五章 斜坡工程斜坡工程人工邊坡人工邊坡：是指由于：是指由于某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡，如如路塹路塹、露天礦坑、渠道邊坡、基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡等。、露天礦坑、渠道邊坡、基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡等。 第五章第五章 斜坡工程斜坡工程人工邊坡人工邊坡：是指由于：是指由于某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡某種工程活動而

4、開挖或改造形狀的斜坡，如路塹、如路塹、露天礦坑露天礦坑、渠道邊坡、基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡等。、渠道邊坡、基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡等。 第五章第五章 斜坡工程斜坡工程人工邊坡人工邊坡：是指由于：是指由于某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡，如路塹、露天礦坑、如路塹、露天礦坑、渠道邊坡渠道邊坡、基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡等。、基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡等。 第五章第五章 斜坡工程斜坡工程人工邊坡人工邊坡：是指由于：是指由于某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡某種工程活動而開挖或改造形狀的斜坡，如路塹、露天礦坑、渠道邊坡、如路塹、露天礦坑、渠道邊坡、基坑邊坡基坑邊坡、山區(qū)建筑邊坡

5、等。、山區(qū)建筑邊坡等。 2009年年3月月19日日13時許，青海省西寧市商業(yè)巷南市場改造工程時許，青海省西寧市商業(yè)巷南市場改造工程一建筑工地發(fā)生基坑邊坡坍塌事故，一建筑工地發(fā)生基坑邊坡坍塌事故，8名施工人員遇難名施工人員遇難第五章第五章 斜坡工程斜坡工程應(yīng)力應(yīng)力：物體由于外因（受力等）而變形時，在物體內(nèi)：物體由于外因（受力等）而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。應(yīng)力會隨著外力的增加而增長，對于某一種材料，應(yīng)應(yīng)力會隨著外力

6、的增加而增長，對于某一種材料，應(yīng)力的增長是有限度的，超過這一限度，材料就要力的增長是有限度的，超過這一限度，材料就要破壞破壞。對某種材料來說，應(yīng)力可能達到的這個限度稱為該種對某種材料來說，應(yīng)力可能達到的這個限度稱為該種材料的材料的極限應(yīng)力極限應(yīng)力。極限應(yīng)力值要通過材料的力學(xué)試驗來測定。極限應(yīng)力值要通過材料的力學(xué)試驗來測定。將測定的極限應(yīng)力作將測定的極限應(yīng)力作適當(dāng)降低（安全系數(shù)）適當(dāng)降低（安全系數(shù)），規(guī)定出，規(guī)定出材料能安全工作的應(yīng)力最大值，這就是材料能安全工作的應(yīng)力最大值，這就是許用應(yīng)力許用應(yīng)力。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 “斜坡變形破壞斜坡變形破壞”：又稱斜坡運動，是一種動力地質(zhì)現(xiàn)：又稱

7、斜坡運動，是一種動力地質(zhì)現(xiàn)象。是指地表象。是指地表斜坡巖土體斜坡巖土體在在自重應(yīng)力自重應(yīng)力和和其它外力其它外力作用下所產(chǎn)作用下所產(chǎn)生的生的向坡外（臨空面）向坡外（臨空面）的緩慢或快速的緩慢或快速運動運動。 變形破壞的變形破壞的過程過程：斜坡在內(nèi)、外：斜坡在內(nèi)、外地質(zhì)營力作用下地質(zhì)營力作用下，形態(tài)，形態(tài)要素（坡形）發(fā)生變化要素（坡形）發(fā)生變化，改變，改變坡體內(nèi)應(yīng)力分布狀態(tài)坡體內(nèi)應(yīng)力分布狀態(tài)，巖土體，巖土體不能適應(yīng)不能適應(yīng)此應(yīng)力狀態(tài)時，就發(fā)生斜坡的變形破壞現(xiàn)象。此應(yīng)力狀態(tài)時，就發(fā)生斜坡的變形破壞現(xiàn)象。 斜坡變形破壞的斜坡變形破壞的實質(zhì)實質(zhì)是：由斜坡體是：由斜坡體巖土體內(nèi)應(yīng)力巖土體內(nèi)應(yīng)力與與其強其強

8、度（抗剪）度（抗剪） 這一對矛盾的發(fā)展演化所決定的。這一對矛盾的發(fā)展演化所決定的。 人工邊坡變形破壞人工邊坡變形破壞主要是由于土木、水利、交通、礦山主要是由于土木、水利、交通、礦山等基本工程建設(shè)中的地面和地下開挖造成的事故和災(zāi)害等基本工程建設(shè)中的地面和地下開挖造成的事故和災(zāi)害。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.2 斜坡中的應(yīng)力分布特征斜坡中的應(yīng)力分布特征 決定斜坡變形的破壞形式和機制決定斜坡變形的破壞形式和機制H135.2.1 斜坡中應(yīng)力狀態(tài)的變化斜坡中應(yīng)力狀態(tài)的變化原始應(yīng)力狀態(tài)：原始應(yīng)力狀態(tài)：最大剪應(yīng)力與最大最小主應(yīng)力呈最大剪應(yīng)力與最大最小主應(yīng)力呈45夾角：夾角：2（）鉛直應(yīng)力為最大主應(yīng)力鉛

9、直應(yīng)力為最大主應(yīng)力：1水平應(yīng)力為最小主應(yīng)力水平應(yīng)力為最小主應(yīng)力：3 變形破壞過程中，側(cè)向臨空面的產(chǎn)生，坡面附近的巖土體發(fā)生變形破壞過程中，側(cè)向臨空面的產(chǎn)生，坡面附近的巖土體發(fā)生卸荷回彈，引起卸荷回彈，引起應(yīng)力重分布和應(yīng)力分異、應(yīng)力集中等效應(yīng)應(yīng)力重分布和應(yīng)力分異、應(yīng)力集中等效應(yīng)。 根據(jù)彈性力學(xué)和光測彈性試驗，得出斜坡根據(jù)彈性力學(xué)和光測彈性試驗，得出斜坡未發(fā)生變形破壞之前未發(fā)生變形破壞之前的應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)狀態(tài)，主要有，主要有4個特征：個特征：第五章第五章 斜坡工程斜坡工程1）斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。愈接近臨空面，最大主愈接近臨空面，最大主應(yīng)力應(yīng)力1與之平行，最

10、小主應(yīng)力與之平行，最小主應(yīng)力 3與之近乎正交與之近乎正交 ，向坡內(nèi)逐漸恢，向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)到初始狀態(tài)。復(fù)到初始狀態(tài)。2）應(yīng)力分異產(chǎn)生應(yīng)力集中帶：）應(yīng)力分異產(chǎn)生應(yīng)力集中帶：坡面尤其坡面尤其是坡腳是坡腳，最大主應(yīng)力（表現(xiàn)為切向應(yīng)力），最大主應(yīng)力（表現(xiàn)為切向應(yīng)力）顯著提高，最小主應(yīng)力（表現(xiàn)為徑向應(yīng)力）顯著提高，最小主應(yīng)力（表現(xiàn)為徑向應(yīng)力）顯著降低，甚至為負值。由于應(yīng)力差異大，顯著降低，甚至為負值。由于應(yīng)力差異大，于是形成了最大于是形成了最大剪應(yīng)力剪應(yīng)力增高帶，易發(fā)生增高帶，易發(fā)生剪剪切破壞切破壞。 在在坡肩坡肩附近，在一定條件下坡面的徑附近，在一定條件下坡面的徑向應(yīng)力和坡頂?shù)那邢驊?yīng)力可轉(zhuǎn)化為向應(yīng)力和坡

11、頂?shù)那邢驊?yīng)力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力拉應(yīng)力（應(yīng)力值為負值），形成一個張力帶。因（應(yīng)力值為負值），形成一個張力帶。因此，坡肩附近最易此，坡肩附近最易拉裂破壞拉裂破壞。斜坡坡度余。斜坡坡度余陡，則此帶范圍愈明顯。陡，則此帶范圍愈明顯。1第五章第五章 斜坡工程斜坡工程4）由于與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系）由于與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系，坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原來的直線變成近似圓弧線，弧的下凹方向朝著臨空方向。來的直線變成近似圓弧線，弧的下凹方向朝著臨空方向。 這也正是均質(zhì)巖土體中斜坡破壞面常呈圓弧狀的原因。這也正是均質(zhì)巖土體中斜坡破壞面常呈圓弧狀的原因。3）坡面處坡面處由于由于側(cè)向壓力趨于零側(cè)向

12、壓力趨于零，實際上處于，實際上處于二向受力狀態(tài)二向受力狀態(tài)，而，而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)橄蚱聝?nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)三向受力狀態(tài)。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.2.2 影響斜坡應(yīng)力分布的因素影響斜坡應(yīng)力分布的因素1 1）初試應(yīng)力狀態(tài)）初試應(yīng)力狀態(tài) （水平構(gòu)造應(yīng)力（水平構(gòu)造應(yīng)力L） 水平水平構(gòu)造應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力剩余應(yīng)力剩余應(yīng)力的大小使坡體中主應(yīng)力跡線的的大小使坡體中主應(yīng)力跡線的分布形式有所不同，明顯改變了各應(yīng)力值的大小，使應(yīng)力分布形式有所不同，明顯改變了各應(yīng)力值的大小，使應(yīng)力分異現(xiàn)象加劇分異現(xiàn)象加劇。 尤其對尤其對坡腳坡腳應(yīng)力集中帶和應(yīng)力集中帶和坡肩坡肩張力帶的影響最大張力帶的影響最大。第五章第五章 斜坡

13、工程斜坡工程2 2）坡形）坡形坡高：不改變應(yīng)力等值線圖象，但應(yīng)力值隨坡高：不改變應(yīng)力等值線圖象，但應(yīng)力值隨坡高坡高 而線而線性性 。坡角：坡角變化明顯改變了應(yīng)力分布圖象。隨坡角：坡角變化明顯改變了應(yīng)力分布圖象。隨坡角變坡角變陡陡，張力帶的范圍有所擴大張力帶的范圍有所擴大，坡腳應(yīng)力集中帶最大剪應(yīng)坡腳應(yīng)力集中帶最大剪應(yīng)力值也隨之增高力值也隨之增高（見上圖）。（見上圖）。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程2 2）坡形）坡形坡底寬度：當(dāng)坡底寬度：當(dāng)W0.8H時，則時，則保持為一常值（稱為保持為一常值（稱為“殘余坡殘余坡角應(yīng)力角應(yīng)力”）.坡面形態(tài)：平面上的凹形坡，應(yīng)力集中明顯減緩。圓形坡面形態(tài)：平面上的凹形

14、坡，應(yīng)力集中明顯減緩。圓形和橢圓形邊坡，坡腳最大剪應(yīng)力僅為一般斜坡的和橢圓形邊坡，坡腳最大剪應(yīng)力僅為一般斜坡的1/2。當(dāng)水。當(dāng)水平應(yīng)力平行于橢圓形礦坑長軸時，應(yīng)力集中較緩和。平應(yīng)力平行于橢圓形礦坑長軸時，應(yīng)力集中較緩和。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程3 3）巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征）巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征 巖土體的巖土體的變形模量變形模量對均質(zhì)坡體的應(yīng)力分布無明顯影響。對均質(zhì)坡體的應(yīng)力分布無明顯影響。 泊松比泊松比 可改變主應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布可改變主應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布，引起張力帶變引起張力帶變化。隨著化。隨著 增大，坡面和坡頂?shù)膹埩е饾u增大，坡面和坡頂?shù)膹埩е饾u 擴展，而在坡底擴展，而在坡底則反

15、之，則反之， 增大增大 ，張力帶收縮。，張力帶收縮。 結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)的差別，使斜坡中的應(yīng)力分布出現(xiàn)結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)的差別，使斜坡中的應(yīng)力分布出現(xiàn)了不連續(xù)性，在不連續(xù)面或軟弱面的周邊形成應(yīng)力集中帶或了不連續(xù)性，在不連續(xù)面或軟弱面的周邊形成應(yīng)力集中帶或發(fā)生應(yīng)力滯。發(fā)生應(yīng)力滯。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程3 3）巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征）巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征 土的土的變形模量變形模量是通過現(xiàn)場載荷試驗求得的壓縮性指標，即在是通過現(xiàn)場載荷試驗求得的壓縮性指標，即在部分側(cè)限條件下，其應(yīng)力增量與相應(yīng)的應(yīng)變增量的部分側(cè)限條件下，其應(yīng)力增量與相應(yīng)的應(yīng)變增量的比值比值。能較真。能較真實地反映天然土層的變形特

16、性。實地反映天然土層的變形特性。 其缺點是載荷試驗設(shè)備笨重、歷時長和花錢多，且深層土的其缺點是載荷試驗設(shè)備笨重、歷時長和花錢多，且深層土的載荷試驗在技術(shù)上極為困難，故常常需要根據(jù)載荷試驗在技術(shù)上極為困難，故常常需要根據(jù)壓縮模量壓縮模量的資料來的資料來估算土的變形模量。估算土的變形模量。 橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值稱為橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值稱為泊松比泊松比，也叫橫向變性系，也叫橫向變性系數(shù)，它是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。數(shù)，它是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.3 斜坡淺表生改造現(xiàn)象斜坡淺表生改造現(xiàn)象 以斜坡巖體為代表的處在以斜坡巖體為代表的處在地殼淺表圈層地殼淺表

17、圈層部位的巖體，在部位的巖體，在地貌形成演化過程中，其地貌形成演化過程中，其表生改造過程表生改造過程與與地貌形成演化過程地貌形成演化過程是密切相聯(lián)系的，實質(zhì)上是一個卸荷過程，即可稱之為是密切相聯(lián)系的，實質(zhì)上是一個卸荷過程，即可稱之為“淺淺表生改造表生改造”。 可細分為可細分為表生改造表生改造和和淺生改造淺生改造兩類兩類： “表生構(gòu)造表生構(gòu)造”：地表淺層圈由于巖體：地表淺層圈由于巖體卸荷回彈和卸荷回彈和在在自身自身重力場條件重力場條件及及外界影響因素外界影響因素的作用下而發(fā)生的變形破壞。的作用下而發(fā)生的變形破壞。 “淺生改造淺生改造”：在地貌近期改造和演化的過程中，地表：在地貌近期改造和演化的過

18、程中，地表淺層圈層中因淺層圈層中因區(qū)域性卸荷區(qū)域性卸荷引起引起巖土體應(yīng)力場巖土體應(yīng)力場的變化和應(yīng)變能的變化和應(yīng)變能的釋放而形成變形的破裂過程。的釋放而形成變形的破裂過程。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.3.1 斜坡淺表生結(jié)構(gòu)面發(fā)育特點斜坡淺表生結(jié)構(gòu)面發(fā)育特點1 1）應(yīng)力分異破裂（結(jié)構(gòu)）面）應(yīng)力分異破裂（結(jié)構(gòu)）面 這是斜坡形成過程中因應(yīng)力分異所造成的一類這是斜坡形成過程中因應(yīng)力分異所造成的一類變形破變形破裂結(jié)構(gòu)面裂結(jié)構(gòu)面。它與巖體在。它與巖體在拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪應(yīng)力拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪應(yīng)力條件下的條件下的變形破裂面是相當(dāng)?shù)?。變形破裂面是相?dāng)?shù)摹?按應(yīng)力分異后的受力狀況和破裂機制可分為拉裂面按應(yīng)力

19、分異后的受力狀況和破裂機制可分為拉裂面（圖（圖5-7中中1）、壓致拉裂面（圖）、壓致拉裂面（圖5-7 中中23）和剪裂面（圖）和剪裂面（圖5-7中中4）三類。）三類。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程2 2）差異回彈破裂（結(jié)構(gòu)）面）差異回彈破裂（結(jié)構(gòu)）面 這是斜坡形成過程中因這是斜坡形成過程中因差異回彈差異回彈所造成的一類變形所造成的一類變形破裂結(jié)構(gòu)面。也可按破裂機制分為拉裂面和剪裂面（圖破裂結(jié)構(gòu)面。也可按破裂機制分為拉裂面和剪裂面（圖5-7中中5-7）。）。 其中，拉裂面是大體平行臨空面的卸荷拉破裂面（圖其中，拉裂面是大體平行臨空面的卸荷拉破裂面（圖5-7中中8），它與應(yīng)力分異型的壓致拉裂面（圖

20、），它與應(yīng)力分異型的壓致拉裂面（圖5-7中中2、3）往往是相互聯(lián)系或共生的；往往是相互聯(lián)系或共生的； 差異回彈剪裂面可有多種表現(xiàn)形式，如差異回彈剪裂面可有多種表現(xiàn)形式，如平緩層狀體平緩層狀體斜斜坡中沿平緩軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的差異回彈剪裂面（圖坡中沿平緩軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的差異回彈剪裂面（圖5-7中中5、6），陡傾坡內(nèi)），陡傾坡內(nèi)層狀體斜坡層狀體斜坡差異回彈造成的剪裂面差異回彈造成的剪裂面（圖（圖5-7中中7）等）等。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.3.2 斜坡淺表生改造帶應(yīng)力場特征斜坡淺表生改造帶應(yīng)力場特征平硐平硐A1A2應(yīng)力降低區(qū)BA2A1應(yīng)力增高區(qū)原始應(yīng)力區(qū)=駝峰式應(yīng)力分布區(qū)000C第五章第五章

21、 斜坡工程斜坡工程 如上圖，如上圖，高地應(yīng)力峽谷區(qū)高地應(yīng)力峽谷區(qū)，最大主應(yīng)力與峽谷走向近，最大主應(yīng)力與峽谷走向近于正交，岸坡的應(yīng)力場特征由坡面向深部呈現(xiàn)如下應(yīng)力重于正交，岸坡的應(yīng)力場特征由坡面向深部呈現(xiàn)如下應(yīng)力重分異變化：分異變化： 應(yīng)力降低帶應(yīng)力降低帶A1（相當(dāng)于卸荷、風(fēng)化）（相當(dāng)于卸荷、風(fēng)化） 應(yīng)力增高帶應(yīng)力增高帶A2（弱風(fēng)化巖體，緊密擠壓）（弱風(fēng)化巖體，緊密擠壓） 應(yīng)力波動帶應(yīng)力波動帶B（早期淺生改造帶，應(yīng)力值隨深部裂（早期淺生改造帶，應(yīng)力值隨深部裂隙縫帶的距離而波動）隙縫帶的距離而波動） 應(yīng)力平穩(wěn)帶應(yīng)力平穩(wěn)帶C（與原始應(yīng)力場相當(dāng)）。（與原始應(yīng)力場相當(dāng)）。 在河谷底部產(chǎn)生明顯的高應(yīng)力包現(xiàn)

22、象，即在河谷底的淺在河谷底部產(chǎn)生明顯的高應(yīng)力包現(xiàn)象，即在河谷底的淺部應(yīng)力降低區(qū)以下，出現(xiàn)一個由于谷底應(yīng)力集中所導(dǎo)致的部應(yīng)力降低區(qū)以下，出現(xiàn)一個由于谷底應(yīng)力集中所導(dǎo)致的局部地應(yīng)力高度集中范圍。局部地應(yīng)力高度集中范圍。 第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.4 斜坡變形破壞基本類型斜坡變形破壞基本類型“斜坡的斜坡的變形變形”：斜坡應(yīng)力狀態(tài)的變化，使原有的平衡被：斜坡應(yīng)力狀態(tài)的變化，使原有的平衡被打破，打破，局部應(yīng)力集中超過了該部位巖體的容許強度局部應(yīng)力集中超過了該部位巖體的容許強度，引起，引起局部局部剪切剪切錯動錯動、拉裂并出現(xiàn)、拉裂并出現(xiàn)小位移小位移，但還沒有造成整體性，但還沒有造成整體性的破壞，這

23、就是斜坡的變形。的破壞，這就是斜坡的變形?！靶逼碌男逼碌钠茐钠茐摹保寒?dāng)斜坡變形進一步發(fā)展當(dāng)斜坡變形進一步發(fā)展，破裂面不斷擴破裂面不斷擴大并互相貫通大并互相貫通，使斜坡巖土體的一部分，使斜坡巖土體的一部分分離開來分離開來，發(fā)生，發(fā)生較較大位移大位移，這就是斜坡的破壞。，這就是斜坡的破壞。 斜坡變形是斜坡破壞的準備，而斜坡破壞則是斜坡變斜坡變形是斜坡破壞的準備，而斜坡破壞則是斜坡變形的結(jié)果。形的結(jié)果。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.4.1 斜坡變形斜坡變形1 1）拉裂）拉裂定義定義: :斜坡巖土體在局部斜坡巖土體在局部拉應(yīng)力集中拉應(yīng)力集中部位和部位和張力帶張力帶內(nèi)，形成內(nèi)，形成的的張裂隙張裂隙變

24、形形式。變形形式。堅硬巖土體組成的高陡斜坡坡堅硬巖土體組成的高陡斜坡坡肩部肩部位最常見，多與坡面位最常見，多與坡面近于平行。近于平行。特點：特點：上寬下窄，直至尖滅。上寬下窄，直至尖滅。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 隨著河谷的深切，卸荷裂隙逐漸向深部發(fā)展，從而引隨著河谷的深切，卸荷裂隙逐漸向深部發(fā)展，從而引起裂隙頂部的累計變形越來越大。起裂隙頂部的累計變形越來越大。 在塊狀巖層地區(qū)在塊狀巖層地區(qū)( (例如花崗巖區(qū)例如花崗巖區(qū)) )，有時卸荷裂隙呈多，有時卸荷裂隙呈多層狀發(fā)育，而在斜坡坡面及坡腳處形成卸荷帶。層狀發(fā)育，而在斜坡坡面及坡腳處形成卸荷帶。 卸荷帶向坡體內(nèi)的發(fā)育寬度與斜坡巖性和巖體有

25、關(guān)，卸荷帶向坡體內(nèi)的發(fā)育寬度與斜坡巖性和巖體有關(guān)，此外還受邊坡狀態(tài)和初始應(yīng)力狀態(tài)的控制。斜坡愈高愈陡，此外還受邊坡狀態(tài)和初始應(yīng)力狀態(tài)的控制。斜坡愈高愈陡，水平地應(yīng)力愈大，裂隙愈發(fā)育；有時卸荷帶發(fā)育寬達水平地應(yīng)力愈大，裂隙愈發(fā)育；有時卸荷帶發(fā)育寬達100m100m，自地表向下的發(fā)育深度可達自地表向下的發(fā)育深度可達100m100m以上。以上。卸荷回彈或巖體初始應(yīng)力卸荷回彈或巖體初始應(yīng)力( (地應(yīng)力地應(yīng)力) )釋放產(chǎn)生拉裂釋放產(chǎn)生拉裂 當(dāng)斜坡的側(cè)應(yīng)力削弱后，由于卸荷回彈或水平地應(yīng)力當(dāng)斜坡的側(cè)應(yīng)力削弱后，由于卸荷回彈或水平地應(yīng)力釋放而形成張裂面，通常稱為釋放而形成張裂面，通常稱為卸荷裂隙卸荷裂隙。第五

26、章第五章 斜坡工程斜坡工程因蠕滑形成局部應(yīng)力集中產(chǎn)生拉裂因蠕滑形成局部應(yīng)力集中產(chǎn)生拉裂 在斜坡坡體中存在有在斜坡坡體中存在有軟弱結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面時，斜坡常沿該面有蠕滑趨勢。時，斜坡常沿該面有蠕滑趨勢。 在平行于坡面的最大主應(yīng)力在平行于坡面的最大主應(yīng)力1作用下，沿緩傾角軟弱面兩側(cè)產(chǎn)生作用下，沿緩傾角軟弱面兩側(cè)產(chǎn)生張開裂隙張開裂隙( (左圖左圖) )。 這樣逐步向上發(fā)展，就會慢慢形成由這樣逐步向上發(fā)展，就會慢慢形成由平緩的平緩的軟弱面軟弱面與與陡傾的陡傾的張裂張裂面面組成的組成的階梯狀階梯狀變形裂面變形裂面( (右圖右圖) )。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程危害：危害：斜坡巖土體的斜坡巖土體的拉裂

27、拉裂，使其原有的使其原有的整體性和連續(xù)性整體性和連續(xù)性受到破壞，受到破壞，強度降低強度降低；為為雨水、地下水的滲入雨水、地下水的滲入、運移提供了通道，、運移提供了通道，使坡體進一步松弛，拉裂面逐漸擴展與其它結(jié)構(gòu)面形使坡體進一步松弛，拉裂面逐漸擴展與其它結(jié)構(gòu)面形成成貫通性破裂面貫通性破裂面，使斜坡產(chǎn)生各種不同形式的，使斜坡產(chǎn)生各種不同形式的破壞破壞。拉裂本身雖僅是一種變形，但卻為斜坡破壞創(chuàng)造了條拉裂本身雖僅是一種變形，但卻為斜坡破壞創(chuàng)造了條件。件。 大規(guī)模的斜坡破壞無不與拉裂面的發(fā)育有關(guān)。大規(guī)模的斜坡破壞無不與拉裂面的發(fā)育有關(guān)。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程2 2）蠕滑）蠕滑定義：斜坡巖土體在自

28、重應(yīng)力為主的坡體應(yīng)力長期作用下，定義：斜坡巖土體在自重應(yīng)力為主的坡體應(yīng)力長期作用下，向臨空面方向的向臨空面方向的緩慢而持續(xù)緩慢而持續(xù)的變形。的變形。受最大剪應(yīng)力面（或跡線）控制的剪切蠕滑（受最大剪應(yīng)力面（或跡線）控制的剪切蠕滑（均質(zhì)巖土體均質(zhì)巖土體）實線實線-主應(yīng)力跡線主應(yīng)力跡線虛線虛線-最大剪應(yīng)力跡線最大剪應(yīng)力跡線第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 巖體中常含有各種巖體中常含有各種軟弱結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面，如，如節(jié)理、斷層、節(jié)理、斷層、軟弱夾層軟弱夾層等。等。當(dāng)這些結(jié)構(gòu)面當(dāng)這些結(jié)構(gòu)面近水平近水平或或傾向坡外傾向坡外時，斜坡蠕動變時，斜坡蠕動變形常易沿之發(fā)生。形常易沿之發(fā)生。這類變形其進程取決于該結(jié)構(gòu)

29、面的這類變形其進程取決于該結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與特征產(chǎn)狀與特征。當(dāng)局部地段上覆坡體的當(dāng)局部地段上覆坡體的下滑力下滑力達到或超過該面的達到或超過該面的實際實際抗滑阻力抗滑阻力時，即出現(xiàn)一系列小的時，即出現(xiàn)一系列小的剪裂剪裂，逐步產(chǎn)生，逐步產(chǎn)生緩慢蠕動。緩慢蠕動。受受軟弱軟弱結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面控制的滑移（斷層中的夾層）控制的滑移（斷層中的夾層）第五章第五章 斜坡工程斜坡工程受軟弱結(jié)構(gòu)面控制的滑移（斷層中的夾層）受軟弱結(jié)構(gòu)面控制的滑移（斷層中的夾層）葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑剖面圖葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑剖面圖1-1-基巖面線；基巖面線；2-2-第一年基坑開挖線；第一年基坑開挖線；3-3-第二年基坑開挖

30、線；第二年基坑開挖線；4-4-原地面線；原地面線；1414、1717、2828、2929、3535為大口徑鉆孔編號；為大口徑鉆孔編號；212212、214214、215215、218218為軟弱夾層編號為軟弱夾層編號第五章第五章 斜坡工程斜坡工程如長江葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑即屬此類。如長江葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑即屬此類。葛洲壩工程壩基巖層為白堊系下統(tǒng)紅色河流相碎屑巖，葛洲壩工程壩基巖層為白堊系下統(tǒng)紅色河流相碎屑巖，巖層產(chǎn)狀近于水平，夾有多層粘土巖類軟弱夾層。巖層產(chǎn)狀近于水平，夾有多層粘土巖類軟弱夾層。水輪機機窩開挖后形成高水輪機機窩開挖后形成高4050m的基坑邊坡，由于出的基坑

31、邊坡，由于出觀臨空面水平地應(yīng)力釋放及卸荷回彈，使巖體松弛變形，沿觀臨空面水平地應(yīng)力釋放及卸荷回彈，使巖體松弛變形，沿各臨空面的軟弱夾層發(fā)生各臨空面的軟弱夾層發(fā)生向基坑的蠕滑位移向基坑的蠕滑位移；開始位移較快，隨著時間的延續(xù)，應(yīng)力逐漸釋放，位移開始位移較快，隨著時間的延續(xù)，應(yīng)力逐漸釋放，位移趨于停止。趨于停止。一般來說這種卸荷型的蠕動總是十分緩慢的，是一種減一般來說這種卸荷型的蠕動總是十分緩慢的，是一種減速蠕變。速蠕變。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程受軟弱受軟弱基座基座控制的蠕滑控制的蠕滑-塑流塑流 由于斜坡由于斜坡基座基座具有較厚的具有較厚的軟弱巖層軟弱巖層，在上覆巖體的作用，在上覆巖體的作用

32、下，基座軟巖受壓，承載力不夠，發(fā)生下，基座軟巖受壓，承載力不夠，發(fā)生塑性變形塑性變形，向臨空方，向臨空方向或減壓方向流動和擠出，引起斜坡的變形。向或減壓方向流動和擠出，引起斜坡的變形。 基座軟巖的擠出在侵蝕河谷和挖方地段最為常見?；泿r的擠出在侵蝕河谷和挖方地段最為常見。 與前述蠕動形式不同的是，蠕滑和塑流不是沿一個統(tǒng)一與前述蠕動形式不同的是，蠕滑和塑流不是沿一個統(tǒng)一的滑面，而是受整個的滑面，而是受整個軟弱基座層控制軟弱基座層控制。 軟巖基座軟巖基座通常為通常為厚層粘土巖厚層粘土巖、泥灰?guī)r泥灰?guī)r、炭質(zhì)頁巖炭質(zhì)頁巖及及煤系煤系地層地層等；等； 而斜坡則往往由堅硬厚層且裂隙發(fā)育的巖層構(gòu)成，坡高而

33、斜坡則往往由堅硬厚層且裂隙發(fā)育的巖層構(gòu)成，坡高而陡。如厚層砂巖、灰?guī)r、玄武巖、流紋巖等組成的斜坡最而陡。如厚層砂巖、灰?guī)r、玄武巖、流紋巖等組成的斜坡最易發(fā)生這類變形。易發(fā)生這類變形。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程阿爾及爾由軟巖基座蠕滑面發(fā)展成的滑坡阿爾及爾由軟巖基座蠕滑面發(fā)展成的滑坡-結(jié)晶片巖；結(jié)晶片巖；-中新統(tǒng)砂巖及礫巖；中新統(tǒng)砂巖及礫巖；-泥灰?guī)r泥灰?guī)r；-海綠石泥灰?guī)r；海綠石泥灰?guī)r；-厚層珊瑚灰?guī)r厚層珊瑚灰?guī)r；-浸水軟化的泥灰?guī)r；浸水軟化的泥灰?guī)r；-下沉的石灰?guī)r塊體下沉的石灰?guī)r塊體例如阿爾及爾由珊瑚灰?guī)r構(gòu)成的陡坡，由于下面的例如阿爾及爾由珊瑚灰?guī)r構(gòu)成的陡坡，由于下面的泥灰?guī)r泥灰?guī)r浸水浸水軟

34、化，使斜坡產(chǎn)生蠕動，最后經(jīng)過長期變形轉(zhuǎn)變?yōu)閴K體滑坡，軟化，使斜坡產(chǎn)生蠕動，最后經(jīng)過長期變形轉(zhuǎn)變?yōu)閴K體滑坡，裂隙發(fā)育的灰?guī)r裂隙發(fā)育的灰?guī)r也形成大塊體陷進軟化的泥巖中也形成大塊體陷進軟化的泥巖中第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 英國海成英國海成chalk平原堆積物，平原堆積物，0.30.6m的水平太階。的水平太階。危害危害: :不易發(fā)覺；斜坡失穩(wěn)的初級階段。不易發(fā)覺；斜坡失穩(wěn)的初級階段。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程3 3）彎曲傾倒）彎曲傾倒定義定義：由陡傾或直立板狀巖體組成的斜坡，當(dāng)巖層走向與：由陡傾或直立板狀巖體組成的斜坡，當(dāng)巖層走向與坡面走向大致相同時，在自重的長期作用下，由前緣開始坡面走向大

35、致相同時，在自重的長期作用下，由前緣開始向臨空方向彎曲、折裂，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展的變形方式。向臨空方向彎曲、折裂，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展的變形方式。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 金川露天礦位于強烈構(gòu)造變動區(qū)，巖金川露天礦位于強烈構(gòu)造變動區(qū)，巖層為前震旦紀變質(zhì)巖系，單斜似層狀，傾層為前震旦紀變質(zhì)巖系，單斜似層狀，傾角角70左右，邊坡由性質(zhì)及結(jié)構(gòu)各不相同左右，邊坡由性質(zhì)及結(jié)構(gòu)各不相同的巖體組成的巖體組成( (圖圖) )，其中，其中存在多條斷層及斷存在多條斷層及斷層密集的破碎帶，使邊坡形成硬、軟巖層層密集的破碎帶，使邊坡形成硬、軟巖層相間的介質(zhì)結(jié)構(gòu)。相間的介質(zhì)結(jié)構(gòu)。 邊坡最大

36、開挖深度邊坡最大開挖深度310m。在剖面方。在剖面方向存在較大的構(gòu)造應(yīng)力，在邊坡開挖深處向存在較大的構(gòu)造應(yīng)力，在邊坡開挖深處約約10Mpa，邊坡屬反傾型，坡角，邊坡屬反傾型，坡角37左右。左右。邊坡開挖之初變形較小，最大水平變形速邊坡開挖之初變形較小，最大水平變形速率為率為l.3mm/d，垂直變形速率，垂直變形速率1.7mm/d，隨著邊坡繼續(xù)開挖開始出現(xiàn)明顯的彎曲傾隨著邊坡繼續(xù)開挖開始出現(xiàn)明顯的彎曲傾倒變形，其發(fā)展過程如右圖所示。倒變形，其發(fā)展過程如右圖所示。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程4 4）總結(jié)）總結(jié) 1 1）斜坡不但具有不同的）斜坡不但具有不同的變形形式變形形式，而且具有不同的，而且具

37、有不同的變變形性質(zhì)形性質(zhì)。 2 2）從變形的連續(xù)性來看，）從變形的連續(xù)性來看，拉裂和傾倒拉裂和傾倒變形屬于變形屬于不連續(xù)不連續(xù)變形變形，而，而蠕動蠕動變形通常屬于變形通常屬于連續(xù)變形連續(xù)變形。 3 3）由于斜坡是由具有特定結(jié)構(gòu)形式的不連續(xù)介質(zhì)組成）由于斜坡是由具有特定結(jié)構(gòu)形式的不連續(xù)介質(zhì)組成的，所以坡體的變形總是的，所以坡體的變形總是不均勻的不均勻的，總體上表現(xiàn)為，總體上表現(xiàn)為連續(xù)連續(xù)變變形，實際上也包含拉裂等形，實際上也包含拉裂等不連續(xù)不連續(xù)變形因素。變形因素。 斜坡變形表明其已趨于不穩(wěn)定態(tài)勢，發(fā)展結(jié)果必然導(dǎo)斜坡變形表明其已趨于不穩(wěn)定態(tài)勢，發(fā)展結(jié)果必然導(dǎo)致斜坡的破壞。致斜坡的破壞。第五章第五

38、章 斜坡工程斜坡工程5.4.2 斜坡破壞斜坡破壞形式形式斜坡巖土體中的局部變形滑移，斜坡巖土體中的局部變形滑移，使使分裂面分裂面逐漸發(fā)展，逐漸發(fā)展，互相連接互相連接，并與外界，并與外界貫通貫通，使部分巖土體沿一使部分巖土體沿一連續(xù)的分離面連續(xù)的分離面與坡體分離，與坡體分離，分離的巖土體在連續(xù)分離的巖土體在連續(xù)降雨降雨、地震地震或或坡腳掏空坡腳掏空等觸發(fā)因等觸發(fā)因素影響下，以一定的素影響下，以一定的加速度加速度進行運動，進行運動，此時斜坡就完成了此時斜坡就完成了變形至破壞變形至破壞的轉(zhuǎn)變。的轉(zhuǎn)變。斜坡破壞的形式很多，主要介紹斜坡破壞的形式很多，主要介紹崩塌和滑坡崩塌和滑坡這兩種常這兩種常見的形式

39、。見的形式。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程1 1）崩塌）崩塌定義：斜坡巖土體被陡傾的定義：斜坡巖土體被陡傾的張性破裂面分割的塊體張性破裂面分割的塊體突然脫突然脫離母體并以離母體并以垂直運動垂直運動為主，翻滾跳躍而下。為主，翻滾跳躍而下?；?guī)r、砂巖、石英巖等厚層硬脆性巖石常能形成高陡灰?guī)r、砂巖、石英巖等厚層硬脆性巖石常能形成高陡的斜坡，其前緣常由于卸荷裂隙的發(fā)育而形的斜坡，其前緣常由于卸荷裂隙的發(fā)育而形成陡而深的張成陡而深的張裂縫裂縫，并與其它結(jié)構(gòu)而組合，逐漸發(fā)展而形成，并與其它結(jié)構(gòu)而組合，逐漸發(fā)展而形成連續(xù)貫通的連續(xù)貫通的分離面分離面，在觸發(fā)因素作用下發(fā)生崩塌。，在觸發(fā)因素作用下發(fā)生崩塌。此外

40、，由緩傾角軟硬相間巖層組合的陡坡，由于此外，由緩傾角軟硬相間巖層組合的陡坡，由于軟弱軟弱巖層巖層被風(fēng)化剝蝕而形成被風(fēng)化剝蝕而形成凹龕凹龕，使上部的堅硬巖層失去依托，使上部的堅硬巖層失去依托，故也常發(fā)生局部崩塌。故也常發(fā)生局部崩塌。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程堅硬堅硬巖石組成的斜坡前緣卸荷裂隙巖石組成的斜坡前緣卸荷裂隙導(dǎo)致崩塌示意圖導(dǎo)致崩塌示意圖軟硬巖性互層軟硬巖性互層的陡坡的陡坡局部崩塌示意圖局部崩塌示意圖第五章第五章 斜坡工程斜坡工程1 1）崩塌）崩塌構(gòu)造和非構(gòu)造成因的構(gòu)造和非構(gòu)造成因的巖石裂隙巖石裂隙對崩塌的形成影響很大。對崩塌的形成影響很大。硬脆性巖石中往往發(fā)育兩組或兩組以上陡傾節(jié)理，

41、其硬脆性巖石中往往發(fā)育兩組或兩組以上陡傾節(jié)理，其中中與坡面平行的一組與坡面平行的一組常演化為張裂縫。常演化為張裂縫。此時裂隙的切割密度對崩塌塊體的大小起控制作用。此時裂隙的切割密度對崩塌塊體的大小起控制作用。當(dāng)坡體被當(dāng)坡體被稀疏但貫通性較好的裂隙稀疏但貫通性較好的裂隙切割時，常能形切割時，常能形成較大塊體的落石，這種崩塌具有更大的危險性；成較大塊體的落石，這種崩塌具有更大的危險性；當(dāng)巖石當(dāng)巖石裂隙密集而極度破碎裂隙密集而極度破碎時，僅能形成小巖塊，時，僅能形成小巖塊，一般只能在坡腳處形成倒石堆。一般只能在坡腳處形成倒石堆。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程1 1）崩塌）崩塌崩塌的形成又與崩塌的形成

42、又與地形地形直接相關(guān)。直接相關(guān)。在地形強烈切割的山區(qū)，高陡斜坡分布區(qū)和深開挖的在地形強烈切割的山區(qū)，高陡斜坡分布區(qū)和深開挖的基坑中，崩塌現(xiàn)象多見。發(fā)生崩塌的地面坡度一般大于基坑中，崩塌現(xiàn)象多見。發(fā)生崩塌的地面坡度一般大于4545，而大部分分布在大于，而大部分分布在大于6060的斜坡上。的斜坡上。地形切割愈強烈，高差愈大，形成崩塌的可能性和能地形切割愈強烈，高差愈大，形成崩塌的可能性和能量也就愈大。量也就愈大。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程1 1）崩塌）崩塌氣候條件氣候條件對崩塌形成也起一定的作用。對崩塌形成也起一定的作用。在干旱、半干旱氣候區(qū)，由于物理風(fēng)化強烈，導(dǎo)致巖在干旱、半干旱氣候區(qū)，由于

43、物理風(fēng)化強烈，導(dǎo)致巖石機械破碎而發(fā)生崩塌，季節(jié)凍結(jié)區(qū)斜坡巖石裂隙水的凍石機械破碎而發(fā)生崩塌，季節(jié)凍結(jié)區(qū)斜坡巖石裂隙水的凍脹作用，解凍時亦可導(dǎo)致崩塌的發(fā)生。脹作用，解凍時亦可導(dǎo)致崩塌的發(fā)生。在上述諸條件制約下，當(dāng)有短時在上述諸條件制約下，當(dāng)有短時裂隙靜水壓力裂隙靜水壓力，以及，以及地震或爆破等地震或爆破等震動觸發(fā)因素震動觸發(fā)因素作用下，崩塌會突然發(fā)生，尤作用下，崩塌會突然發(fā)生，尤其是強烈的地震，可引起大規(guī)模崩塌，以致釀成嚴重災(zāi)禍。其是強烈的地震，可引起大規(guī)模崩塌，以致釀成嚴重災(zāi)禍。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程1-灰黑色粉砂質(zhì)頁巖；灰黑色粉砂質(zhì)頁巖；2-磷礦層；磷礦層；3-厚層塊狀白云巖；厚層塊

44、狀白云巖；4-薄至中厚層白云巖；薄至中厚層白云巖；5-裂縫編號；裂縫編號；6-白云質(zhì)泥巖及砂質(zhì)頁巖；白云質(zhì)泥巖及砂質(zhì)頁巖；7-薄至中厚層板狀白蕓巖；薄至中厚層板狀白蕓巖；8-震旦系上統(tǒng)燈影組；震旦系上統(tǒng)燈影組；9-震旦系上統(tǒng)陡山沱組。震旦系上統(tǒng)陡山沱組。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 該區(qū)位于峽谷中，巖層中發(fā)育兩組該區(qū)位于峽谷中，巖層中發(fā)育兩組垂直節(jié)理垂直節(jié)理，使崩，使崩塌山體三面臨空；塌山體三面臨空； 軟弱的泥質(zhì)白云巖及薄層板狀白云巖，構(gòu)成崩塌山軟弱的泥質(zhì)白云巖及薄層板狀白云巖，構(gòu)成崩塌山體的追蹤滑動面；體的追蹤滑動面； 地下采礦地下采礦使地表開裂，沿兩組垂直節(jié)理追蹤發(fā)展，使地表開裂，沿兩組

45、垂直節(jié)理追蹤發(fā)展，切割山體成為孤立的山頭；切割山體成為孤立的山頭； 最后整個山頭沿層面滑出形成崩塌最后整個山頭沿層面滑出形成崩塌( (圖圖) )。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 一些土質(zhì)斜坡也常發(fā)生崩塌，例如一些土質(zhì)斜坡也常發(fā)生崩塌，例如高陡且垂直裂隙發(fā)高陡且垂直裂隙發(fā)育的黃土斜坡育的黃土斜坡，常見的破壞方式就是崩塌，常見的破壞方式就是崩塌( (圖圖) )。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程2 2）滑坡）滑坡定義：斜坡上的巖土體，沿著貫通的定義：斜坡上的巖土體，沿著貫通的剪切破壞面剪切破壞面（帶），（帶），在外力作用下，失去原來的平衡狀態(tài)，產(chǎn)生了以在外力作用下，失去原來的平衡狀態(tài)，產(chǎn)生了以水平運動

46、水平運動為主為主的滑動現(xiàn)象。的滑動現(xiàn)象。錯落性滑坡發(fā)育過程示意圖錯落性滑坡發(fā)育過程示意圖第五章第五章 斜坡工程斜坡工程 當(dāng)斜坡巖土體發(fā)生當(dāng)斜坡巖土體發(fā)生沉陷式的運動沉陷式的運動時，稱為錯落性滑坡時，稱為錯落性滑坡( (我國鐵路部門命名為錯落我國鐵路部門命名為錯落) )，如圖所示，該處蓋層系巨厚，如圖所示，該處蓋層系巨厚的石英砂巖，它具傾向臨空的陡立裂面，下伏軟弱破碎的的石英砂巖，它具傾向臨空的陡立裂面，下伏軟弱破碎的粘土質(zhì)巖。粘土質(zhì)巖。 當(dāng)當(dāng)侵蝕基準面侵蝕基準面切割至切割至軟巖軟巖附近時，它因支持不了蓋層附近時，它因支持不了蓋層巖體的重壓而變形巖體的重壓而變形( (圖圖a)a)，隨之坡腳下沉向

47、河道傾斜，使，隨之坡腳下沉向河道傾斜，使坡頂陡裂面張開與母巖分開。坡頂陡裂面張開與母巖分開。 由于分離的巖體全部重量壓在已變形的由于分離的巖體全部重量壓在已變形的軟巖軟巖上而使其上而使其向外擠出，導(dǎo)致蓋層巖體沿陡立的張裂面錯落和向前滑動向外擠出，導(dǎo)致蓋層巖體沿陡立的張裂面錯落和向前滑動( (圖圖b b、c)c)。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程5.4.3 崩塌崩塌1 1）崩塌的形成條件和影響因素）崩塌的形成條件和影響因素地層巖性條件地層巖性條件 如砂巖、石英巖厚層狀硬脆性巖體如砂巖、石英巖厚層狀硬脆性巖體巖體結(jié)構(gòu)條件巖體結(jié)構(gòu)條件 節(jié)理裂隙發(fā)育（二組或二組以上陡傾節(jié)理）節(jié)理裂隙發(fā)育（二組或二組以上

48、陡傾節(jié)理）地形條件地形條件 地形切割強烈，高差大，如基坑、崩塌地形切割強烈，高差大，如基坑、崩塌外力條件外力條件 風(fēng)化作用、靜水壓力、震動風(fēng)化作用、靜水壓力、震動 崩塌的運動學(xué)特點是質(zhì)點位移矢量的垂直分量遠遠大于水崩塌的運動學(xué)特點是質(zhì)點位移矢量的垂直分量遠遠大于水平分量，而且位移塊體與母完全脫離開，在懸崖峭壁的情況下，平分量，而且位移塊體與母完全脫離開，在懸崖峭壁的情況下，其塊體運動主要服從自由落體運動規(guī)律其塊體運動主要服從自由落體運動規(guī)律（多段）（多段），即：，即：2 2）崩塌的運動學(xué)特點）崩塌的運動學(xué)特點gHV2式中：式中：H為崩落高差，為崩落高差，g為重力加速度。為重力加速度。第五章第五

49、章 斜坡工程斜坡工程5.4.4 滑坡滑坡1 1）滑坡形態(tài)要素）滑坡形態(tài)要素78645312后緣環(huán)狀拉裂縫；滑坡后壁；橫向裂縫及滑坡臺階；后緣環(huán)狀拉裂縫；滑坡后壁；橫向裂縫及滑坡臺階；滑坡舌及隆張裂隙；滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙；滑坡體；滑坡舌及隆張裂隙；滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙；滑坡體；滑坡體；滑動面（帶）滑坡體；滑動面（帶）第五章第五章 斜坡工程斜坡工程滑坡體（簡稱滑體）指與母體脫離、經(jīng)過滑動的巖土體?；麦w（簡稱滑體）指與母體脫離、經(jīng)過滑動的巖土體?；麓玻ê喎Q滑床）指滑坡體之下未經(jīng)滑動的巖土體。滑坡床（簡稱滑床）指滑坡體之下未經(jīng)滑動的巖土體?；瑒用妫◣В┧腔w與滑床之間的分界面，也就是滑體滑動面（帶

50、）它是滑體與滑床之間的分界面，也就是滑體沿之滑動、與滑床相觸的面。形態(tài)：沿之滑動、與滑床相觸的面。形態(tài)：圓弧面（曲面）圓弧面（曲面）、平面平面的的、折線（階梯）狀折線（階梯）狀（a ）（b ）（c ）第五章第五章 斜坡工程斜坡工程滑坡周界：滑坡體與其周圍不動體在滑坡周界：滑坡體與其周圍不動體在平面上的分界線平面上的分界線稱稱為滑坡周界。為滑坡周界。滑坡壁：滑體后部滑下后形成的母巖陡壁?；卤冢夯w后部滑下后形成的母巖陡壁?；屡_階：滑體因各段滑坡臺階：滑體因各段下滑的速度和幅度不同下滑的速度和幅度不同而形成的而形成的一些一些錯臺錯臺，常出現(xiàn)數(shù)個陡坎和高程不同的平緩臺面。，常出現(xiàn)數(shù)個陡坎和高程不

51、同的平緩臺面。封閉洼地：滑體與滑坡壁之間常拉開成的封閉洼地：滑體與滑坡壁之間常拉開成的溝槽溝槽或陷落成或陷落成的的洼坑洼坑，四周高中間低，地下水流或地表水匯集成，依據(jù)，四周高中間低，地下水流或地表水匯集成，依據(jù)規(guī)模的可形成水坑、水塘，甚至沼澤、濕地。規(guī)模的可形成水坑、水塘，甚至沼澤、濕地。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程滑坡舌：滑坡舌：滑坡體前緣滑坡體前緣伸出如舌狀的部位，前端往往伸入伸出如舌狀的部位，前端往往伸入溝谷河流，甚至對岸。溝谷河流，甚至對岸?；铝严叮夯麦w在滑動過程中各部位受力性質(zhì)、受力滑坡裂隙：滑坡體在滑動過程中各部位受力性質(zhì)、受力大小和滑動速度不同等差異而產(chǎn)生的裂隙。一般可分為

52、拉大小和滑動速度不同等差異而產(chǎn)生的裂隙。一般可分為拉張裂隙、剪切裂隙、鼓張裂隙、羽狀裂隙、扇形裂隙等。張裂隙、剪切裂隙、鼓張裂隙、羽狀裂隙、扇形裂隙等。10-滑坡軸（主滑線）滑坡軸（主滑線） 滑坡在滑動時，滑體滑坡在滑動時，滑體運動速度最快運動速度最快的縱向線。的縱向線。它代表整個滑坡滑動方向，位于滑床凹槽最深它代表整個滑坡滑動方向，位于滑床凹槽最深的縱斷面上，可為直線或曲線。的縱斷面上，可為直線或曲線。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程2 2）滑坡識別方法）滑坡識別方法地貌學(xué)地貌學(xué)識別方法：識別方法：遙感信息和航空影響資料；進行地面地質(zhì)測繪；采遙感信息和航空影響資料；進行地面地質(zhì)測繪；采用勘探試

53、驗方法。用勘探試驗方法。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程2 2）滑坡識別方法）滑坡識別方法地貌學(xué)地貌學(xué)識別標志識別標志 A、地形地貌方面地形地貌方面 滑坡形態(tài)特征：雙溝同源、圈椅狀滑坡形態(tài)特征：雙溝同源、圈椅狀地形；階地、夷平面高程對比地形；階地、夷平面高程對比 B、地質(zhì)構(gòu)造方面地質(zhì)構(gòu)造方面 滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象；滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象；滑體結(jié)構(gòu)松散、破碎滑體結(jié)構(gòu)松散、破碎 C、水文地質(zhì)方面水文地質(zhì)方面 結(jié)構(gòu)破碎結(jié)構(gòu)破碎透水性增高透水性增高地下水徑地下水徑流條件改變流條件改變滑體表面出現(xiàn)積水洼地或濕地，泉的出現(xiàn)滑體表面出現(xiàn)積水洼地或濕地，泉的出現(xiàn) D、植被方面植被方面 馬刀樹、醉漢

54、林馬刀樹、醉漢林 E、滑動面的鑒別滑動面的鑒別 勘探：鉆探；變形監(jiān)測：鉆孔傾斜勘探：鉆探；變形監(jiān)測：鉆孔傾斜儀儀第五章第五章 斜坡工程斜坡工程咸陽市長武縣丁家鎮(zhèn)柳家河滑坡滑體上醉漢林咸陽市長武縣丁家鎮(zhèn)柳家河滑坡滑體上醉漢林第五章第五章 斜坡工程斜坡工程78645312后緣環(huán)狀拉裂縫；滑坡后壁；橫向裂縫及滑坡臺階；后緣環(huán)狀拉裂縫；滑坡后壁；橫向裂縫及滑坡臺階；滑坡舌及隆張裂隙；滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙；滑坡體；滑坡舌及隆張裂隙；滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙；滑坡體；滑坡體；滑動面（帶）滑坡體；滑動面（帶）第五章第五章 斜坡工程斜坡工程3 3）滑動面（帶）研究）滑動面（帶）研究滑動面（帶）的一般特征滑動面（帶）的

55、一般特征 滑動面（帶）由于遭受剪切破壞，形成滑動面（帶）由于遭受剪切破壞，形成厚度不大的摩厚度不大的摩擦破碎帶擦破碎帶，其特征與，其特征與斷層碎帶斷層碎帶有相似之處。有相似之處。 該帶巖土一般擾動嚴重，磨碎的細粒有定向排列的趨該帶巖土一般擾動嚴重，磨碎的細粒有定向排列的趨勢，比較軟弱，略有片理化，并可見到磨光面及擦痕。勢，比較軟弱，略有片理化，并可見到磨光面及擦痕。 因摩擦而變細的因摩擦而變細的滑帶土滑帶土與上下層巖土在粒度成分上和與上下層巖土在粒度成分上和顏色上有所不同，其顏色上有所不同，其含水量也比上下巖層高含水量也比上下巖層高，往往呈，往往呈軟塑軟塑狀態(tài)狀態(tài)。第五章第五章 斜坡工程斜坡工

56、程滑動面（帶）位置確定方法滑動面（帶）位置確定方法A、根據(jù)作圖法估計滑面位置。、根據(jù)作圖法估計滑面位置。B、根據(jù)位移觀測資料推求滑面位置。、根據(jù)位移觀測資料推求滑面位置。C、根據(jù)鉆探資料判斷滑面（帶）位置。、根據(jù)鉆探資料判斷滑面（帶）位置。D、根據(jù)坑探工程查明滑面位置。、根據(jù)坑探工程查明滑面位置。E、根據(jù)物探資料判斷滑面位置。、根據(jù)物探資料判斷滑面位置。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程4 4）滑坡分類）滑坡分類物質(zhì)組成物質(zhì)組成分類分類 包括包括巖質(zhì)巖質(zhì)（包括巖石滑坡、破碎巖石滑坡）與（包括巖石滑坡、破碎巖石滑坡）與土質(zhì)土質(zhì)（包括堆積土滑（包括堆積土滑坡、黃土滑坡、粘質(zhì)土滑坡和堆填土滑坡）兩類。這

57、種分類已在國內(nèi)外坡、黃土滑坡、粘質(zhì)土滑坡和堆填土滑坡）兩類。這種分類已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。得到廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)分類 據(jù)斜坡巖體結(jié)構(gòu)分為據(jù)斜坡巖體結(jié)構(gòu)分為層狀層狀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、塊狀塊狀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、塊裂狀塊裂狀結(jié)構(gòu)滑坡。結(jié)構(gòu)滑坡。規(guī)模規(guī)模分類分類 按按滑動面深度滑動面深度分為淺層滑坡（分為淺層滑坡（50m）；）；按按滑坡體積大小滑坡體積大小分為小型（分為小型（10000104m3）；）；第五章第五章 斜坡工程斜坡工程斜坡變形破壞機制及特征分類斜坡變形破壞機制及特征分類 A、力學(xué)機制力學(xué)機制的傳統(tǒng)經(jīng)典分類的傳統(tǒng)經(jīng)典分類 斜坡變形破壞簡單分為斜坡變形破壞簡單分為牽引式牽引式（后退式）和（后退式）

58、和推移式推移式（前進式）（前進式）兩種基本形式。兩種基本形式。 B、變形機制分類、變形機制分類 蠕滑蠕滑拉裂、滑移拉裂、滑移壓致拉裂、彎曲壓致拉裂、彎曲拉裂、塑流拉裂、塑流拉裂、滑拉裂、滑移移彎曲。彎曲。斜坡巖土體運動特征分類斜坡巖土體運動特征分類 A、Varnes（1978）的斜坡移動類型：崩塌（）的斜坡移動類型：崩塌（Falls）、傾倒、）、傾倒、滑動、側(cè)向擴展、流動和復(fù)合移動；滑動、側(cè)向擴展、流動和復(fù)合移動； B、Hutchinson（1988）的滑坡分類：回彈、蠕動、山坡下沉、）的滑坡分類：回彈、蠕動、山坡下沉、滑動、似碎屑流動、傾倒、崩落、復(fù)合移動?；瑒?、似碎屑流動、傾倒、崩落、復(fù)合

59、移動。 C、按滑動形式分為轉(zhuǎn)動式滑坡、平推式滑坡。、按滑動形式分為轉(zhuǎn)動式滑坡、平推式滑坡。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程滑坡滑坡時代時代分類分類 波波夫（波波夫（1951）按滑坡時代分為現(xiàn)代滑坡、老滑坡、古滑）按滑坡時代分為現(xiàn)代滑坡、老滑坡、古滑坡、埋藏滑坡。坡、埋藏滑坡?；瑒踊瑒託v史歷史分類分類 按滑動歷史分為按滑動歷史分為首次首次滑坡和滑坡和再次再次滑坡兩類?；聝深?。變形破壞模式分類變形破壞模式分類 A、中科院地質(zhì)研究所孫玉科先生等將、中科院地質(zhì)研究所孫玉科先生等將邊坡變形破壞模式邊坡變形破壞模式概概括為括為5類：傾倒變形破壞（金川模式）、水平剪切變形（葛洲壩類：傾倒變形破壞（金川模式）

60、、水平剪切變形（葛洲壩模式）、順層高速滑動（塘巖光模式）、追蹤平推滑移（白灰模式）、順層高速滑動（塘巖光模式）、追蹤平推滑移（白灰廠模式）、張裂順層追蹤破壞（鹽池河模式）。廠模式）、張裂順層追蹤破壞（鹽池河模式）。第五章第五章 斜坡工程斜坡工程變形破壞模式分類變形破壞模式分類 A B、中國地質(zhì)大學(xué)晏同珍教授根據(jù)滑坡發(fā)生的、中國地質(zhì)大學(xué)晏同珍教授根據(jù)滑坡發(fā)生的初始條件、根初始條件、根本原因及滑動方式本原因及滑動方式表象為基礎(chǔ)，概括了表象為基礎(chǔ)，概括了9種滑動機理類型：流變種滑動機理類型：流變傾覆滑坡、應(yīng)力釋放平移滑坡、震動崩落或液化滑坡、潛蝕陷傾覆滑坡、應(yīng)力釋放平移滑坡、震動崩落或液化滑坡、潛蝕