第8章 常見不良地質(zhì)現(xiàn)象及其防治 前部分

1、2022-4-212022-4-222022-4-23斜斜坡坡要要素素圖圖2022-4-24原始應力狀態(tài)：原始應力狀態(tài)：HH131 斜坡周圍斜坡周圍主應力跡線主應力跡線發(fā)生明顯發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn): : (1) (1) 愈接近臨空面愈接近臨空面, ,最大主應力最大主應力 1 1愈接近平行于臨空面愈接近平行于臨空面, , 3 3與之正交與之正交, ,向坡內(nèi)逐漸恢復到原始狀態(tài)。向坡內(nèi)逐漸恢復到原始狀態(tài)。 (2) (2) 坡體內(nèi)最大剪應力跡線由原坡體內(nèi)最大剪應力跡線由原來的直線變成近似來的直線變成近似圓弧線圓弧線, ,弧的下凹弧的下凹方向朝著臨空方向。方向朝著臨空方向。斜坡中主應力跡線圖斜坡中主應力跡線

2、圖最大主應力最大主應力剪應力剪應力最小主應力最小主應力H 1 3剪應力剪應力最大主應力最大主應力最小主應力最小主應力原始主應力跡線圖原始主應力跡線圖2022-4-25 (3)(3)在坡腳及坡肩附近形成在坡腳及坡肩附近形成應力集中區(qū)應力集中區(qū) 坡腳附近最大主應力顯著增高坡腳附近最大主應力顯著增高, , 最小主應力顯著降低最小主應力顯著降低, ,形成形成最大剪最大剪應力增高帶應力增高帶，易產(chǎn)生與坡面或坡底，易產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的面平行的剪切破壞剪切破壞。 在坡頂面在坡頂面, ,坡面的徑向應力和坡坡面的徑向應力和坡頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應力頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應力, ,形形成成張力帶張力帶,

3、,易產(chǎn)生易產(chǎn)生拉裂破壞拉裂破壞。12022-4-26 (4) (4) 坡面處由于側(cè)向壓坡面處由于側(cè)向壓力趨于零力趨于零, ,實際上處于實際上處于兩向兩向受力狀態(tài)受力狀態(tài), ,而向坡內(nèi)逐漸變而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)闉槿蚴芰顟B(tài)三向受力狀態(tài)。斜坡中主應力跡線圖斜坡中主應力跡線圖最大主應力最大主應力剪應力剪應力最小主應力最小主應力2022-4-272022-4-282022-4-29軟弱夾層軟弱層軟弱層張裂隙張裂隙滑坡滑坡軟弱層軟弱層張裂隙張裂隙 由于基座不均勻沉陷及軟層的深層由于基座不均勻沉陷及軟層的深層蠕變?nèi)渥? ,形成張裂隙。形成張裂隙。烏江渡水電烏江渡水電 站黃崖邊坡站黃崖邊坡2022-4-210

4、2022-4-211 崩塌崩塌（failingfailing） 斜坡的破壞（slope failure）厚層堅厚層堅硬脆性硬脆性巖體巖體張裂隙張裂隙結構面結構面硬層硬層軟層軟層風風化化剝剝蝕蝕或或水水掏掏蝕蝕2022-4-2122022-4-2132022-4-2142022-4-2152022-4-2162022-4-2172022-4-218(2)(2)滑坡滑坡 斜坡巖土體沿著斜坡巖土體沿著貫通的剪切破壞面貫通的剪切破壞面所發(fā)生的滑移現(xiàn)象。所發(fā)生的滑移現(xiàn)象。 滑坡的滑坡的機制機制是某一滑移面上是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度剪應力超過了該面的抗剪強度所致。所致。2022-4-219

5、2022-4-220滑坡壁滑坡壁滑坡體滑坡體滑滑坡坡床床滑滑坡坡體體滑坡壁滑坡壁滑坡軸滑坡軸剪剪切切裂裂隙隙拉張裂隙拉張裂隙滑坡舌滑坡舌2022-4-221滑坡周界滑坡周界滑坡壁滑坡壁滑滑坡坡體體滑坡舌滑坡舌滑坡臺階滑坡臺階2022-4-222圓弧狀滑動面圓弧狀滑動面2022-4-223 滑動面形狀：滑動面形狀：平直的、圓弧平直的、圓弧狀、折線狀狀、折線狀2022-4-224 滑動面形狀：滑動面形狀：圓弧狀、對數(shù)圓弧狀、對數(shù)螺旋曲線螺旋曲線2022-4-225坡頂堆載重物坡頂堆載重物或進行建筑等或進行建筑等引起坡頂部不引起坡頂部不穩(wěn)所致穩(wěn)所致坡腳受河流沖刷或坡腳受河流沖刷或人工開挖，導致坡人工

6、開挖，導致坡腳部位應力集中過腳部位應力集中過大所致。大所致。此種情此種情況較多況較多同時局部滑同時局部滑移，貫通整移，貫通整體滑移體滑移2022-4-226 (1) (1) 淺層滑坡淺層滑坡(10m)(10m) (2) (2) 中層滑坡中層滑坡(10-25m)(10-25m) (3) (3) 深層滑坡深層滑坡(25-50m)(25-50m) (4) (4) 超深層滑坡超深層滑坡(50m)(50m) 2022-4-227 按滑坡形成年代分按滑坡形成年代分 （1 1）新滑坡新滑坡 全新世以來、有歷史記載或者滑坡行跡清晰、保存完好全新世以來、有歷史記載或者滑坡行跡清晰、保存完好的滑坡，距今時間的滑坡

7、，距今時間1 1萬年以內(nèi)萬年以內(nèi)) ) （2 2）老滑坡老滑坡 晚更新世以來、無歷史記載或者滑坡形跡清晰、保存完晚更新世以來、無歷史記載或者滑坡形跡清晰、保存完好的滑坡，距今時間好的滑坡，距今時間1010萬年以內(nèi)萬年以內(nèi) （3 3）古滑坡古滑坡 晚更新世以前形成的滑坡，距今晚更新世以前形成的滑坡，距今12.512.5萬年以前萬年以前 按滑坡體積分按滑坡體積分 小型滑坡小型滑坡 101010104 4m m3 3; ; 中型滑坡中型滑坡 101010104 4m m3 3-100-10010104 4m m3 3; ; 大型滑坡大型滑坡 10010010104 4m m3 3-1000-1000

8、10104 4m m3 3; ; 特大型特大型1000100010104 4m m3 32022-4-228 按滑坡誘發(fā)因素分按滑坡誘發(fā)因素分 （1 1）工程滑坡工程滑坡 由施工開挖、建筑物加載和水庫蓄水等工程活動引起的由施工開挖、建筑物加載和水庫蓄水等工程活動引起的滑坡；滑坡； （2 2）自然滑坡自然滑坡 由自然地質(zhì)作用產(chǎn)生的滑坡由自然地質(zhì)作用產(chǎn)生的滑坡 按滑坡期次分按滑坡期次分 （1 1）復活性滑坡復活性滑坡 古滑坡、老滑坡整體或局部再次活動古滑坡、老滑坡整體或局部再次活動 （2 2）新生型滑坡新生型滑坡 初次發(fā)生的滑坡初次發(fā)生的滑坡2022-4-2292022-4-230滑坡形態(tài)特征、地

9、貌不協(xié)調(diào)或反常等滑坡形態(tài)特征、地貌不協(xié)調(diào)或反常等2022-4-2312022-4-232結構破碎結構破碎 透水性增高透水性增高 地下水徑流條件改變地下水徑流條件改變 滑體表面出滑體表面出現(xiàn)現(xiàn)積水洼地或濕地積水洼地或濕地，泉泉的出現(xiàn)的出現(xiàn)滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象滑體結構松散、破碎滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象滑體結構松散、破碎2022-4-2332022-4-2342022-4-2352022-4-236 試驗中學附近的小沖溝 沿沖溝挖的探槽 安樂寺滑坡底層滑帶地表露頭 安樂寺滑坡底層滑帶中的滑面 2022-4-237 鉆孔中揭示的滑面 2022-4-238 不是所有的滑坡都會出現(xiàn)這三個階段不

10、是所有的滑坡都會出現(xiàn)這三個階段，取決，取決于滑動面的特征以及外力作用的方式。于滑動面的特征以及外力作用的方式。2022-4-2392022-4-2402022-4-2412022-4-2422022-4-2432022-4-2443. 3. 圖解圖解法法2. 工程地質(zhì)類比法2022-4-2452022-4-2462022-4-247投影網(wǎng)2022-4-24812012030302022-4-249Esc2022-4-250 D.W. D.W.泰勒（泰勒（Taylor,1937Taylor,1937）用圖表表達土坡的穩(wěn)定性與土體的）用圖表表達土坡的穩(wěn)定性與土體的抗剪強度指標抗剪強度指標c c、土

11、的重度、土的重度、土坡的坡角、土坡的坡角和坡高和坡高H H 等等5 5個個參數(shù)之間的關系參數(shù)之間的關系 。泰勒圖表法泰勒圖表法多用于計算均質(zhì)的，高度在多用于計算均質(zhì)的，高度在10m以內(nèi)的土坡以內(nèi)的土坡 可用于對較復雜情況的初步可用于對較復雜情況的初步估算估算已知坡角及土的強度參數(shù)，已知坡角及土的強度參數(shù)，求穩(wěn)定的坡高求穩(wěn)定的坡高 已知坡高及土的強度參數(shù)，求已知坡高及土的強度參數(shù)，求穩(wěn)定的坡角；已知坡高、坡角穩(wěn)定的坡角；已知坡高、坡角及土的強度參數(shù)，求穩(wěn)定安全及土的強度參數(shù)，求穩(wěn)定安全系數(shù)。系數(shù)。 基基本本假假設設和和計計算算思思路路 2022-4-2511. 1. 有限元法有限元法: : 一種

12、將連續(xù)體離散化為若干個有限大小的單元體一種將連續(xù)體離散化為若干個有限大小的單元體的集合，以求解連續(xù)體力學問題的數(shù)值方法。的集合，以求解連續(xù)體力學問題的數(shù)值方法。 2. 2. 剛體極限平衡計算法剛體極限平衡計算法 以以摩爾摩爾庫倫（庫倫（Mohr-CoulombMohr-Coulomb）強度準則）強度準則為基礎，為基礎，假定假定巖土體為剛體巖土體為剛體，不產(chǎn)生變形但傳遞力，通過，不產(chǎn)生變形但傳遞力，通過靜力靜力（或力矩）平衡分析法（或力矩）平衡分析法，獲取滑動面的反力，進而計算，獲取滑動面的反力，進而計算相應的穩(wěn)定性系數(shù)。相應的穩(wěn)定性系數(shù)。 剛體極限平衡法剛體極限平衡法是巖土工程中是巖土工程中分

13、析滑坡穩(wěn)定性分析滑坡穩(wěn)定性時應用時應用最廣泛的一種方法，最廣泛的一種方法， 2022-4-252有限元法有限元法2022-4-253剛體極限平衡法剛體極限平衡法2022-4-2542022-4-255，斜坡體穩(wěn)定若，斜坡體不穩(wěn)定若00nnEE由滑動面的由滑動面的位置、性狀位置、性狀決定決定如如何何確確定定2022-4-2562022-4-257 有地下水時，需要考慮邊界上的水壓力：有地下水時，需要考慮邊界上的水壓力：iwiiiLhhU)(2121底面浮托力：222121211iwiWiwiWhPhP兩側(cè)水壓力：h1ih2i 有地震水時，需要考慮地震作用力有地震水時，需要考慮地震作用力 1. 1. 地震：震中周圍地震：震中周圍 烈度七度區(qū)，考慮附加應力烈度七度區(qū)，考慮附加應力2. 2. 降水：三種效應降水：三種效應 (1) (1) 水平推