滑(斜)坡的工程地質(zhì)分析

第四章滑(斜)坡的工程地質(zhì)分析本章重點：滑坡的原因和誘發(fā)因素，滑坡的類型，滑坡穩(wěn)定性的分析和評價方法（尤其重視力學(xué)分析法的運用），水在滑坡中的作用，滑坡的防治。第一節(jié)滑坡的基本問題1滑坡的概念、形態(tài)及特征滑坡是指具有一定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的斜坡，由于外界條件的變化，引起一部分巖體（或土體）脫離母體，沿一個固定的面（或帶）向前整體移動的現(xiàn)象2滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在條件和誘發(fā)因素

巖性土質(zhì)條件易滑巖土易滑軟弱層地質(zhì)構(gòu)造條件活動性大的大地構(gòu)造單元斷裂構(gòu)造新構(gòu)造運動和地震活動強烈地區(qū)地貌條件滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在條件產(chǎn)生滑坡的誘發(fā)因素能改變坡面形態(tài)的外動力因素能改變土體強度的各種外動力因素3滑坡類型為了概括滑坡的作用，需要對滑坡進行分類。合理的滑坡分類對于認識和防治滑坡是必須的。目前，根據(jù)不同目的、原則和指標的滑坡分類很多。下面介紹兩個有代表性的分類方案。(1)鐵道部的分類方案我國鐵道部1973年至1976年對分布在鐵路沿線的千余例大、中型滑坡進行普查的基礎(chǔ)上，提出了滑坡分類新的方案。該方案主要從組成滑體的主要物質(zhì)成分、主滑面成醫(yī)及性質(zhì)這兩個角度，提出了滑坡的第一級分類和第二級分類(表8．1．1).(2)晏同珍分類方案中國地質(zhì)大學(xué)的晏同珍教授聯(lián)系滑坡區(qū)域分布提出的分類方案(表8．1．2).另外，晏同珍教授還從滑坡主要成因性質(zhì)上將其分為：切蝕滑坡、潛蝕一溶蝕滑坡、震動滑坡、結(jié)構(gòu)滑坡、接觸滑坡、塑流滑坡和超載滑坡等。

第二節(jié)滑坡發(fā)育階段和高速滑坡的機理

1滑坡發(fā)育階段蠕動階段微動階段滑動階段劇動階段穩(wěn)定固結(jié)階段蠕動階段這是滑坡變形的第一個階段，也是坡體由原先所處的（相對）穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的階段。由于地下水的長期浸泡和風(fēng)化作用的不斷進行，坡體內(nèi)部軟弱結(jié)構(gòu)面的某些部分(常位于中前部的平緩部位)抗剪強度逐漸降低，造成滑動力超過抗滑力，該部分土體開始產(chǎn)生蠕動變形，隨著外界促滑因素的逐漸積累，蠕動變形區(qū)將沿軟弱結(jié)構(gòu)面向前和向后不斷擴展．—般情況下，在后部土體尚未產(chǎn)生位移以前，蠕動區(qū)較難向前發(fā)展。因此，在蠕動變形之初期，沿軟弱面方向上，蠕變區(qū)首先向后部擴展，直至沿后部陡傾裂面產(chǎn)生破裂為止。這時，地面可隱現(xiàn)不連續(xù)的拉張裂縫，破裂面所包含的土體逐漸脫離母體向前移動，并開始產(chǎn)生沿軟弱面方向的向前蠕動擠壓．處于蠕動階段的斜坡，其總穩(wěn)定系數(shù)尚高于1，該階段的坡面僅可見到后部斷續(xù)裂縫，前部陡坡地段可能出現(xiàn)少量小規(guī)模坍塌。整個坡面未見明顯變形．

微動階段

當(dāng)滑坡進入蠕動階段以后，如果外界促發(fā)因素繼續(xù)作用甚至不斷增強，即可進入微動階段。此階段的變形，除了沿破裂面繼續(xù)發(fā)生位移擠壓并使土的抗剪強度不斷降低外，主要反映在地面上有了明顯的變形跡象。例如后緣拉張裂縫已經(jīng)顯覡，并且具有了一定的寬度，有時還可以出現(xiàn)因位移而產(chǎn)生的垂直錯距；滑坡兩側(cè)出現(xiàn)羽狀撕裂；前部地面明顯出現(xiàn)坍塌，還可出現(xiàn)鼓脹裂縫。但整個地面無明顯位移，地表仍保持原有狀態(tài)，植被及建筑物基本無破壞現(xiàn)象．微動階段斜坡總穩(wěn)定系數(shù)仍大于1，大約為1．05左右，并逐漸降低到接近于1.0

滑動階段

滑動階段是指整個滑體沿滑面作緩慢移動的階段。由于抗滑段滑帶的形成，滑坡的整個滑帶已全部貫通，滑體與母體逐漸分離。由于在位移過程中滑體內(nèi)部各部分移動速度的相對差異，地面開始出現(xiàn)諸如錯臺、裂縫等跡象。后緣張開裂縫發(fā)育完整(在主剪切裂縫附近有典型的羽狀裂紋)，前部土體不穩(wěn)定現(xiàn)象更加發(fā)展，鼓脹裂縫及出口一帶的擠壓裂縫愈益明顯，甚至沿前緣擠壓裂縫出現(xiàn)向前錯移現(xiàn)象。地面建筑物和植被明顯變形，表現(xiàn)為房屋的墻體歪斜，地面開裂和拱起，樹木歪倒，莊稼地撕裂等。在滑動階段，斜坡總的穩(wěn)定系數(shù)已降至1．0以下，并且隨著滑動作用的不斷進行，穩(wěn)定系數(shù)日趨降低，由該階段初期的0．99直至0．95左右．滑動階段斜坡變形和裂縫發(fā)展的一個重要特點是，其速度基本保持均勻，沒有明顯的加速現(xiàn)象。

劇動階段從滑坡作加速移動開始直至滑坡產(chǎn)生急劇滑移這樣一個階段稱為劇動(或劇滑)階段。這一階段之初期，斜坡變形的主要特征是，位移速度明顯加大，并且以加速發(fā)展。地表變形十分劇烈，各種滑動跡象愈益典型，并且開始出現(xiàn)各種災(zāi)變性滑動的征兆。如斜坡處泉水流量的突然變化，家禽牲畜的異常反應(yīng)，坡體前緣和滑壁附近大量坍塌等。此時，斜坡的穩(wěn)定系數(shù)已急劇下降到小于0．90，并且在很短時間內(nèi)(—般為幾個小時)斜坡以極快的整體向前滑動，于是斜坡面原來面目徹底改變，形成了典型的滑坡地貌。這一階段(從開始作加速移動到急劇下滑)所需時間與滑坡類型和性質(zhì)有關(guān)．—般來說，土質(zhì)滑坡所經(jīng)歷的時間短，巖質(zhì)滑坡所經(jīng)歷的時間相對較長。但急劇滑動的歷時一般都只有數(shù)分鐘甚至更短。

2高速滑坡的機理有關(guān)高速滑坡的機理問題，國內(nèi)外學(xué)者都從不同的角度提出了自己的觀點。如A.W.SKEMPTO在研究1963年10月意大利VAJOINT地區(qū)峽谷滑坡時，把巖體的殘余強度顯著降低認為是高速滑坡的機理。S.V.Romero等認為滑動面上的孔隙水壓力起著重要作用。Erismann及黃潤秋等也從”滾動摩擦”的角度對高速滑坡作了分析。陶振宇從滑動面孔隙水壓的形成對高速滑坡作了解釋。張佳川等從能量的觀點分析了高速滑坡的運動狀態(tài)。胡廣韜提出“滑坡啟程劇動和滑坡行程高速”的機理。Muller．L提出了滑體振蕩的觸變液化觀點。王家鼎曾利用變分原理研究了高速重力滑坡和地震滑坡的滑動軌跡和速度，而后又提出了高速黃土滑坡的“蠕、滑動液化機理”。

第三節(jié)斜坡穩(wěn)定性的分析和評價方法

1地質(zhì)分析法地質(zhì)分析法是從地質(zhì)條件，地形地貌特征，變形跡象以及各種促發(fā)因素及其今后變化趨勢，對斜坡當(dāng)前所處的穩(wěn)定狀態(tài)及其發(fā)展作出總的分析，判斷。內(nèi)容包括：發(fā)生條件對比地貌形態(tài)對比促發(fā)因素及其變化趨勢分析滑動跡象分析2力學(xué)計算法2。1圓弧法2。2滑面為折線時的計算法（1）水平投影法

K-為穩(wěn)定性系數(shù)，μi-為第i塊滑體與滑面的摩擦系數(shù)

Wi為第i塊土條的重量αi為第i塊土條滑面段與水平方向的夾角，為第塊土條所在的滑面長度Ci為i第塊土條粘聚力。

（2）傳遞力系法下滑力若抗滑部分有M段則應(yīng)和起來ΣEr=故穩(wěn)定系數(shù)En—第N塊土條的下滑力Er—第N+1塊土條的抗滑力第四節(jié)滑坡監(jiān)測預(yù)報

1滑坡監(jiān)測目的：利用這些監(jiān)測資料分析滑坡的活動特征，為整治設(shè)計提供資料在整治過程中，監(jiān)視滑坡的發(fā)展變化情況，預(yù)測發(fā)展動向，必要時作出險情預(yù)報，以防事故發(fā)生。整治工程完成后，通過一定時期的延續(xù)觀測，了解滑坡是否逐漸穩(wěn)定及趨勢，并檢驗以完成工程的整治效果

滑坡監(jiān)測的內(nèi)容地面及建筑物位移觀測地表及建筑物裂縫觀測地面傾斜變化監(jiān)測滑體深部位移監(jiān)測地下水動態(tài)監(jiān)測及滑坡推力監(jiān)測2滑坡預(yù)報滑坡預(yù)報是指滑坡急劇滑動出現(xiàn)時間的預(yù)報。

滑坡預(yù)報長期預(yù)報臨滑預(yù)報根據(jù)誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的各種因素的影響，來估計山坡穩(wěn)定性隨時間變化的細節(jié)滑坡發(fā)生具體時間的確切預(yù)報第五節(jié)滑坡防治1恢復(fù)斜坡平衡條件的措施措施抗滑擋墻滑坡后部刷方減重抗滑樁填土反壓支撐盲溝抗