邊坡穩(wěn)定性分析-邊坡類型按形成機制分有以下兩種-課件

邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡類型：按形成機制分有以下兩種：

1）自然邊坡：在自然地質(zhì)作用下形成的斜坡。如：山體斜坡、河谷斜坡、海岸陡崖。

2）人工邊坡：人類工程活動形成的規(guī)模不同、陡緩不等的斜坡。如：水利水電工程中的土石壩、運河渠道、船閘、溢洪道邊坡；道路工程中的路基邊坡；房屋橋梁工程建筑中的基坑邊坡；露天礦邊坡等。邊坡穩(wěn)定性分析1

一、邊坡的變形與破壞邊坡的變形與破壞是應力狀態(tài)調(diào)整的結(jié)果——推動邊坡演變內(nèi)在原因。邊坡的變形與破壞又是各種自然營力和人類工程活動造成邊坡外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應力狀態(tài)變化的結(jié)果——推動邊坡演變外部原因。一、邊坡的變形與破壞2

（一）邊坡變形與破壞的基本類型

1.邊坡變形：⑴松動：邊坡中經(jīng)卸載回彈而松馳。⑵蠕變：在坡體應力（主要是自重應力）長期作用下發(fā)生的一種持續(xù)緩增的變形。

（一）邊坡變形與破壞的基本類型3

2.邊坡破壞：

⑴崩塌：小規(guī)模塊石的墜落、傾倒塊體的翻倒和大規(guī)模的山（巖）崩。崩塌體通常破裂成碎塊堆積于坡腳，形成具有一定天然休止角的巖堆。在一定條件下，可在繼續(xù)運動過程中，發(fā)展成碎屑流。

⑵滑坡：邊坡巖土體在重力作用下，沿貫通的剪切破壞面或帶整體滑動破壞的現(xiàn)象。2.邊坡破壞：4

滑坡滑面按滑動面形態(tài)分兩種類型：

圓弧型滑面平面型滑面滑坡滑面按滑動面形態(tài)分兩種類型：5

（二）滑坡的工程地質(zhì)分析1.滑坡的形態(tài)特征

從圖上看滑坡形態(tài)特征的要素（二）滑坡的工程地質(zhì)分析6邊坡穩(wěn)定性分析-邊坡類型按形成機制分有以下兩種-課件7

2.滑坡分類⑴按滑體巖性分類

①堆積層滑坡：滑體由堆積物組成，滑面在堆積層內(nèi)或沿基巖面滑動。②粘性土滑坡：滑體由粘性土組成，滑面在粘土層內(nèi)或沿下臥巖面滑動。③基巖滑坡：由巖體組成滑體沿結(jié)構(gòu)面滑動。④黃土滑坡：滑體由黃土組成，滑面在黃土層內(nèi)或下臥巖面滑動。

2.滑坡分類8

⑵按滑面與巖層面的關系分類

：

①順層滑坡：滑體沿層面或不整合面發(fā)生的滑動。②切層滑坡：滑面切穿層面，滑體沿斷層或裂隙與層面組合成折線狀滑面滑動。

⑵按滑面與巖層面的關系分類：9③均質(zhì)滑坡：發(fā)生在層面不明顯的均質(zhì)粘性土或黃土中滑動現(xiàn)象?；娑酁閳A弧狀

③均質(zhì)滑坡：10

3.滑坡判斷的標志

⑴地形地貌及地物標志⑵巖土結(jié)構(gòu)特征⑶水文地質(zhì)標志⑷滑坡邊界與滑坡床標志

3.滑坡判斷的標志11

4.滑坡形成的機制及邊界條件⑴形成的機制

滑動面的形成及其特征對滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展起決定性作用①滑動面受最大剪應力控制（滑坡發(fā)生在不存在軟弱結(jié)構(gòu)面的均質(zhì)巖土體中）。②滑動面受已有結(jié)構(gòu)面控制（滑坡發(fā)生在有軟弱結(jié)構(gòu)面存在的巖質(zhì)邊坡中）。

4.滑坡形成的機制及邊界條件12⑵邊界條件巖土體滑動時必須具備滑動面、切割面及臨空面。

滑動面（滑面）——：通常由巖土體中的最大剪應力面或已有結(jié)構(gòu)面構(gòu)成。是控制邊坡穩(wěn)定起決定作用的一個重要邊界條件。切割面：滑體與后緣及兩側(cè)穩(wěn)定巖土體的分界面。切割面使滑體成為一個分離體。臨空面：位于滑體前緣的自由面。臨空面的存在，使滑體沿滑動方向有了變形空間。

⑵邊界條件13

二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素

（一）內(nèi)在因素：——對邊坡穩(wěn)定性起控制作用的因素1.組成邊坡的地貌特征2.巖土體的性質(zhì)3.地質(zhì)構(gòu)造與巖土體結(jié)構(gòu)4.巖體初始應力

（二）外部因素：——對邊坡穩(wěn)定性起誘發(fā)破壞作用

1.水的作用2.地震3.巖體風化程度4.工程荷載及人為因素二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素14

三、邊坡穩(wěn)定性分析與評價

分析與評價的目的：一是對與工程有關的天然邊坡的穩(wěn)定性作出定性和定量的分析。二是要為合理地設計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。分析評價的方法主要有：1.地質(zhì)分析法（歷史成因分析法）2.力學計算法3.工程地質(zhì)類比法4.過程機制分析法5.理論分析法三、邊坡穩(wěn)定性分析與評價15

常規(guī)力學計算法：

（一）土坡邊坡的穩(wěn)定性計算

1.瑞典圓弧法

一簡單均質(zhì)粘性土土坡常規(guī)力學計算法：16

土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

土坡穩(wěn)定，必須大于1.0需要假設多個不同的滑動面，經(jīng)計算求出多個相應的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)值，其中最小值所對應的圓弧——最危險的滑動圓弧。評價土坡穩(wěn)定，應是最小穩(wěn)定安全系數(shù)小于有關規(guī)范的要求。土坡穩(wěn)定安全系數(shù)172.條分法對于外形比較復雜的土坡，特別是土坡由多種土構(gòu)成（或有些特殊外力，如滲透力、地震力等作）時，整個滑動土體上力的分析比較復雜，確定滑動土體的重量和中心位置比較困難，滑弧面上各點抗剪強度也因各點的法向應力不同呈不均勻分布。為此，將滑動土體分成若干垂直土條，求出各土條對底面的剪切力和抗剪力，將各土條對底面滑弧圓的抗滑力矩和滑動力矩分別總和起來，求出其土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)——這就是常用的條分法。2.條分法18

均質(zhì)粘性土土坡，假設滑動面為圓弧面AC，圓心為O，半徑為R，先將滑動土體ABC分為若干條，取其中任一條（第i條）進行受力分析。均質(zhì)粘性土土坡，19

⑴第i土條圓弧面上受力情況：不考慮土條間的作用力①土條自重在滑弧面上引起法向分力

在滑弧面上引起切向分力

⑴第i土條圓弧面上受力情況：20②滑弧面上抗剪力

⑵確定所有土條抗滑力矩和滑動力矩對滑弧圓心O取矩

抗滑力矩滑動力矩

②滑弧面上抗剪力21

⑶土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

需要假設若干個滑弧，求出相應的安全系數(shù)，從而得出最小安全系數(shù)，評價土坡的穩(wěn)定性。

22⑷最危險圓弧滑動面圓心的確定①當土的內(nèi)摩擦角=0時，最危險圓弧滑動面為一通過坡腳的圓弧，其圓心為D點。②當土的內(nèi)摩擦角時，最危險圓弧滑動面也為一通過坡腳的圓弧，其圓心在ED的延長線上。⑷最危險圓弧滑動面圓心的確定23

（二）巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計算

1.滑面為圓弧面

對于均勻巖體邊坡及節(jié)理發(fā)育的巖體或棄石堆積的邊坡，易發(fā)生旋轉(zhuǎn)破壞，滑動面為圓弧面。采用總應力法和有效應力法計算⑴按總應力法計算

⑵按有效應力法計算

（二）巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計算24

2.滑面為平面

當巖質(zhì)邊坡的主要結(jié)構(gòu)面走向平行坡面，傾向一致，結(jié)構(gòu)面傾角小于坡角，且大于巖石內(nèi)摩擦角時，易發(fā)生平面破壞。

2.滑面為平面25滑動塊體上作用力滑動塊體上的重量:

滑動面上的水壓力

張裂隙中的水壓力

滑動塊體上作用力26安全系數(shù)等于總抗滑力與總滑動力之比。L－滑動面長度（每單位寬度內(nèi)的面積）安全系數(shù)等于總抗滑力與總滑動力之比。27

3.雙平面滑動當巖坡內(nèi)有兩條相交的結(jié)構(gòu)面，形成潛在滑動面，滑面呈楔形，楔體沿結(jié)構(gòu)面交線下滑，發(fā)生楔形破壞。

28邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡類型：按形成機制分有以下兩種：

1）自然邊坡：在自然地質(zhì)作用下形成的斜坡。如：山體斜坡、河谷斜坡、海岸陡崖。

2）人工邊坡：人類工程活動形成的規(guī)模不同、陡緩不等的斜坡。如：水利水電工程中的土石壩、運河渠道、船閘、溢洪道邊坡；道路工程中的路基邊坡；房屋橋梁工程建筑中的基坑邊坡；露天礦邊坡等。邊坡穩(wěn)定性分析29

一、邊坡的變形與破壞邊坡的變形與破壞是應力狀態(tài)調(diào)整的結(jié)果——推動邊坡演變內(nèi)在原因。邊坡的變形與破壞又是各種自然營力和人類工程活動造成邊坡外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應力狀態(tài)變化的結(jié)果——推動邊坡演變外部原因。一、邊坡的變形與破壞30

（一）邊坡變形與破壞的基本類型

1.邊坡變形：⑴松動：邊坡中經(jīng)卸載回彈而松馳。⑵蠕變：在坡體應力（主要是自重應力）長期作用下發(fā)生的一種持續(xù)緩增的變形。

（一）邊坡變形與破壞的基本類型31

2.邊坡破壞：

⑴崩塌：小規(guī)模塊石的墜落、傾倒塊體的翻倒和大規(guī)模的山（巖）崩。崩塌體通常破裂成碎塊堆積于坡腳，形成具有一定天然休止角的巖堆。在一定條件下，可在繼續(xù)運動過程中，發(fā)展成碎屑流。

⑵滑坡：邊坡巖土體在重力作用下，沿貫通的剪切破壞面或帶整體滑動破壞的現(xiàn)象。2.邊坡破壞：32

滑坡滑面按滑動面形態(tài)分兩種類型：

圓弧型滑面平面型滑面滑坡滑面按滑動面形態(tài)分兩種類型：33

（二）滑坡的工程地質(zhì)分析1.滑坡的形態(tài)特征

從圖上看滑坡形態(tài)特征的要素（二）滑坡的工程地質(zhì)分析34邊坡穩(wěn)定性分析-邊坡類型按形成機制分有以下兩種-課件35

2.滑坡分類⑴按滑體巖性分類

①堆積層滑坡：滑體由堆積物組成，滑面在堆積層內(nèi)或沿基巖面滑動。②粘性土滑坡：滑體由粘性土組成，滑面在粘土層內(nèi)或沿下臥巖面滑動。③基巖滑坡：由巖體組成滑體沿結(jié)構(gòu)面滑動。④黃土滑坡：滑體由黃土組成，滑面在黃土層內(nèi)或下臥巖面滑動。

2.滑坡分類36

⑵按滑面與巖層面的關系分類

：

①順層滑坡：滑體沿層面或不整合面發(fā)生的滑動。②切層滑坡：滑面切穿層面，滑體沿斷層或裂隙與層面組合成折線狀滑面滑動。

⑵按滑面與巖層面的關系分類：37③均質(zhì)滑坡：發(fā)生在層面不明顯的均質(zhì)粘性土或黃土中滑動現(xiàn)象?；娑酁閳A弧狀

③均質(zhì)滑坡：38

3.滑坡判斷的標志

⑴地形地貌及地物標志⑵巖土結(jié)構(gòu)特征⑶水文地質(zhì)標志⑷滑坡邊界與滑坡床標志

3.滑坡判斷的標志39

4.滑坡形成的機制及邊界條件⑴形成的機制

滑動面的形成及其特征對滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展起決定性作用①滑動面受最大剪應力控制（滑坡發(fā)生在不存在軟弱結(jié)構(gòu)面的均質(zhì)巖土體中）。②滑動面受已有結(jié)構(gòu)面控制（滑坡發(fā)生在有軟弱結(jié)構(gòu)面存在的巖質(zhì)邊坡中）。

4.滑坡形成的機制及邊界條件40⑵邊界條件巖土體滑動時必須具備滑動面、切割面及臨空面。

滑動面（滑面）——：通常由巖土體中的最大剪應力面或已有結(jié)構(gòu)面構(gòu)成。是控制邊坡穩(wěn)定起決定作用的一個重要邊界條件。切割面：滑體與后緣及兩側(cè)穩(wěn)定巖土體的分界面。切割面使滑體成為一個分離體。臨空面：位于滑體前緣的自由面。臨空面的存在，使滑體沿滑動方向有了變形空間。

⑵邊界條件41

二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素

（一）內(nèi)在因素：——對邊坡穩(wěn)定性起控制作用的因素1.組成邊坡的地貌特征2.巖土體的性質(zhì)3.地質(zhì)構(gòu)造與巖土體結(jié)構(gòu)4.巖體初始應力

（二）外部因素：——對邊坡穩(wěn)定性起誘發(fā)破壞作用

1.水的作用2.地震3.巖體風化程度4.工程荷載及人為因素二、影響邊坡穩(wěn)定性的因素42

三、邊坡穩(wěn)定性分析與評價

分析與評價的目的：一是對與工程有關的天然邊坡的穩(wěn)定性作出定性和定量的分析。二是要為合理地設計人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。分析評價的方法主要有：1.地質(zhì)分析法（歷史成因分析法）2.力學計算法3.工程地質(zhì)類比法4.過程機制分析法5.理論分析法三、邊坡穩(wěn)定性分析與評價43

常規(guī)力學計算法：

（一）土坡邊坡的穩(wěn)定性計算

1.瑞典圓弧法

一簡單均質(zhì)粘性土土坡常規(guī)力學計算法：44

土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

土坡穩(wěn)定，必須大于1.0需要假設多個不同的滑動面，經(jīng)計算求出多個相應的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)值，其中最小值所對應的圓弧——最危險的滑動圓弧。評價土坡穩(wěn)定，應是最小穩(wěn)定安全系數(shù)小于有關規(guī)范的要求。土坡穩(wěn)定安全系數(shù)452.條分法對于外形比較復雜的土坡，特別是土坡由多種土構(gòu)成（或有些特殊外力，如滲透力、地震力等作）時，整個滑動土體上力的分析比較復雜，確定滑動土體的重量和中心位置比較困難，滑弧面上各點抗剪強度也因各點的法向應力不同呈不均勻分布。為此，將滑動土體分成若干垂直土條，求出各土條對底面的剪切力和抗剪力，將各土條對底面滑弧圓的抗滑力矩和滑動力矩分別總和起來，求出其土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)——這就是常用的條分法。2.條分法46

均質(zhì)粘性土土坡，假設滑動面為圓弧面AC，圓心為O，半徑為R，先將滑動土體ABC分為若干條，取其中任一條（第i條）進行受力分析。均質(zhì)粘性土土坡，47

⑴第i土條圓弧面上受力情況：不考慮土條間的作用力①土條自重在滑弧面上引起法向分力

在滑弧面上引起切向分力

⑴第i土條圓弧面上受力情況：48②滑弧面上抗剪力

⑵確定所有土條抗滑力矩和滑動力矩對滑弧圓心O取矩

抗滑力矩滑動力矩

②滑弧面上抗剪力49

⑶土坡穩(wěn)定安全系數(shù)

需要假設若