大型高邊坡開挖的變形破裂響應(yīng)與穩(wěn)定性控制

大型高邊坡開挖的變形破裂響應(yīng)與穩(wěn)定性控制

提綱1.前言2.高邊坡開挖變形破裂響應(yīng)的動力學(xué)模式3.高邊坡變形穩(wěn)定性及分析評價4.高邊坡穩(wěn)定性的控制5.結(jié)束語長江三峽工程船閘高邊坡小灣水電站壩址原貌2002年7月開工初期高邊坡景觀右岸全景瀾滄江小灣水電站2004年1月右岸高邊坡全景進水口邊坡III區(qū)邊坡拱肩槽邊坡水墊塘邊坡尾水邊坡大椿樹溝堆積體邊坡岷江紫坪鋪水電站岷江紫坪鋪水電站是什么樣的“力”在驅(qū)動巖石高邊坡的變形與破壞？這是我們探討問題的基礎(chǔ)！開挖過程中，邊坡的變形破裂如何響應(yīng)？3.巖石高邊坡的穩(wěn)定性如何認識？符合傳統(tǒng)極限平衡的思想嗎？（是強度的問題還是變形的問題?，擬或兩者的關(guān)系？）4.巖石邊坡的設(shè)計應(yīng)該采用什么樣的原則？5.巖石高邊坡的穩(wěn)定性應(yīng)該如何控制？一、前言審視一下近十年來若干大型工程高邊坡的開挖實踐，有助于我們對上述問題的理解和回答！工程實例和一般般規(guī)律的總結(jié)可可見：開挖邊坡坡由于卸荷效應(yīng)應(yīng)的影響，必然然會產(chǎn)生一定量量級的變形響應(yīng)應(yīng)和伴生的破裂裂現(xiàn)象。關(guān)鍵是是要認識這種變變形的性質(zhì)及其其對邊坡穩(wěn)定性性的涵義。大量事例表明，，人工邊坡在開開挖過程中的變變形破裂響應(yīng)與與自然邊坡在河河谷下切過程中中所發(fā)生的響應(yīng)應(yīng)具有相似形，，均屬于“卸荷荷”響應(yīng)。從變變形破壞的地質(zhì)質(zhì)-力學(xué)行表現(xiàn)上，，這種變形具有有兩種基本性質(zhì)質(zhì)：一是“表生改造造型”的變形和和破裂：即巖質(zhì)質(zhì)高邊坡形成過過程中，伴隨邊邊坡的開挖，應(yīng)應(yīng)力釋放，從而而驅(qū)動邊坡巖體體產(chǎn)生變形和破破裂，以適應(yīng)新新的平衡狀態(tài)，，這個過程我們們稱之為表生改改造。。這個階階段驅(qū)驅(qū)動邊邊坡變變形和和破裂裂的動動力是是邊坡坡開挖挖引起起的內(nèi)內(nèi)部應(yīng)應(yīng)力釋釋放，，可以以稱為為“釋釋放應(yīng)應(yīng)力””。2.開開挖高高邊坡坡變形形破裂裂響應(yīng)應(yīng)的動動力學(xué)學(xué)模式式二是““時效性性質(zhì)的的變形形”。當(dāng)邊邊坡完完成表表生改改造而而形成成新的的應(yīng)力力場體體系后后，邊邊坡的的應(yīng)力力場將將轉(zhuǎn)為為以自自重應(yīng)應(yīng)力場場為主主的狀狀態(tài)。。這時時，邊邊坡可可能有有兩種種走向向，一一是由由于沒沒有進進一步步變形形的條條件從從而形形成新新的穩(wěn)穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)而而處于于平衡衡狀態(tài)態(tài)；另另一種種走向向就是是邊坡坡內(nèi)存存在不不良的的地質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)，邊邊坡將將在自自重應(yīng)應(yīng)力場場的驅(qū)驅(qū)動下下，繼繼續(xù)發(fā)發(fā)生隨隨時間間的變變形破破裂過過程，，這個個過程程我們們稱之之為時效變變形。顯然然，這這個階階段驅(qū)驅(qū)動邊邊坡變變形、、破裂裂甚至至破壞壞的““動力力”是是邊坡坡的自自重。。最后，，隨著著“時時效變變形””的發(fā)發(fā)展，，邊坡坡將進進入以以潛在在滑動動面累累進性性破壞壞、滑滑動面面貫穿穿、滑滑面形形成為為特征征的破壞階階段。2.開開挖高高邊坡坡變形形破裂裂響應(yīng)應(yīng)的動動力學(xué)學(xué)模式式（1）強烈烈變形形及破破壞區(qū)區(qū)（2）時效效變形形區(qū)（3）表生生改造造區(qū)（4）應(yīng)力力約束束區(qū)破壞區(qū)區(qū)時效變變形區(qū)區(qū)表生改改造區(qū)區(qū)應(yīng)力約約束區(qū)區(qū)2.開開挖高高邊坡坡變形形破裂裂響應(yīng)應(yīng)的動動力學(xué)學(xué)模式式邊坡巖巖體的的“表表生改改造””和““時效效變形形”是是邊坡坡穩(wěn)定定性地地質(zhì)-力學(xué)學(xué)行為為的兩兩個重重要方方面。。理論論上，，在卸卸荷條條件下下任何何高邊邊坡都都是在在經(jīng)歷歷表生生改造造以后后，才才進入入后續(xù)續(xù)的時時效變變形階階段；；也只只有通通過時時效變變形，，潛在在滑動動面才才得以以充分分發(fā)育育并最最終貫貫穿，，從而而導(dǎo)致致邊坡坡的最最終失失穩(wěn)。。邊坡經(jīng)經(jīng)表生生改造造進入入時效效變形形，再再由時時效變變形進進入最最終的的破壞壞階段段，嚴嚴格說說來，，這是是任何何一個個邊坡坡演化化都將將經(jīng)歷歷的三三個階階段。。2.開開挖高高邊坡坡變形形破裂裂響應(yīng)應(yīng)的動動力學(xué)學(xué)模式式(1)性性質(zhì)質(zhì)和特特點表生改改造是是與坡坡體開開挖過過程相相伴生生的地地質(zhì)-力學(xué)學(xué)行為為，是是卸荷荷回彈彈性質(zhì)質(zhì)的變變形。。有以以下特特點：：表生改改造的的變形形與邊邊坡的的開挖挖卸荷荷有很很好的的對應(yīng)應(yīng)關(guān)系系，是是一種開開挖坡坡體由由于卸卸荷作作用產(chǎn)產(chǎn)生的的回彈彈變形形，這種變變形性性質(zhì)宏宏觀上上是““彈性性”的的，隨隨著開開挖的的進行行，卸卸荷的的過程程而產(chǎn)產(chǎn)生，，一旦旦開挖挖過程程結(jié)束束，變變形很很快就就停止止，幾幾乎沒沒有后后續(xù)的的變形形。變形的的方向向也是是指向向與臨臨空面面垂直直方向向的；；會產(chǎn)生生與變變形相相對應(yīng)應(yīng)的卸卸荷破破裂，，但方方向是是平行行臨空空面的的。關(guān)于表表生改改造變變形表生改改造一一方面面起到到釋放放坡體體應(yīng)力力，促促進邊邊坡應(yīng)應(yīng)力場場形成成的作作用；；另一一方面面，這這個過過程的的發(fā)生生形成成了邊邊坡淺淺表部部的““卸荷荷松弛弛帶””，從從而劣劣化了了巖體體的工工程地地質(zhì)條條件，，主要要表現(xiàn)現(xiàn)在：：卸荷松松弛帶帶破壞壞了邊邊坡的的巖體體結(jié)構(gòu)構(gòu)，導(dǎo)導(dǎo)致巖巖體宏宏觀強強度和和結(jié)構(gòu)構(gòu)面強強度的的降低低，形形成邊邊坡繼繼續(xù)變變形的的幾何何和力力學(xué)邊邊界條條件等等。關(guān)于表表生改改造變變形有的邊邊坡表生改改造完完成后后，就就會處處于穩(wěn)穩(wěn)定狀狀態(tài)，，不會會產(chǎn)生生隨時時間的的變形形，即即進入入不了了“時時效變變形””階段段。反反映在在監(jiān)測測曲線線上就就是變變形隨隨開挖挖過程程而發(fā)發(fā)展，，盡管管開挖挖過程程中還還可能能出現(xiàn)現(xiàn)較大大的變變形速速率（（高應(yīng)應(yīng)力、、快速速開挖挖情形形），，但開開挖結(jié)結(jié)束后后，位位移速速率將將迅速速降低低，并并趨于于平緩緩，兩兩者基基本同同步（（“同同步型型”））；邊坡進進入不不了時時效變變形，，進而而也沒沒有整整體失失穩(wěn)破破壞的的可能能。因因此，，這類類邊坡坡通常常整體體是穩(wěn)穩(wěn)定的的。(2)條條件件那么，，什么么樣的的邊坡坡只產(chǎn)產(chǎn)生表表生改改造變變形呢呢？顯顯然識識別這這類邊邊坡是是很重重要的的！邊坡內(nèi)內(nèi)沒有有特定定的不不利結(jié)結(jié)構(gòu)面面或結(jié)結(jié)構(gòu)面面組合合！關(guān)于表表生改改造變變形三峽船船閘高高邊坡坡1999.05（整體體塊狀狀結(jié)構(gòu)構(gòu)巖體體的邊邊坡））TP21GP02測點（（右線線南坡坡15571,高程程200m）變形過過程線線（據(jù)據(jù)[28]）變形監(jiān)監(jiān)測情情況外觀點點變形形開挖引引起的的卸荷荷-卸荷帶帶的劃劃分卸荷帶帶劃分分的定定量研研究開挖引引起的的卸荷荷開挖引引起的的卸荷荷對于結(jié)結(jié)構(gòu)相相對完完整，，由微微新的的塊狀狀或整整體塊塊狀巖巖體構(gòu)構(gòu)成的的巖石石高邊邊坡，，開挖挖過程程的卸卸荷變變形響響應(yīng)為為：（1））邊坡坡的變變形主主要受受開挖挖的影影響；；開挖挖結(jié)束束后，，變形形很快快停止止，““工后后”剩剩余變變形很很小。。這表表明，，巖體體還主主要是是彈性性介質(zhì)質(zhì)，變變形是是開挖挖卸荷荷所產(chǎn)產(chǎn)生的的彈性性恢復(fù)復(fù)，滯滯彈性性很小小。也也就是是說，，沒有有隨時時間發(fā)發(fā)生的的時效效變形形。（2））當(dāng)邊邊坡內(nèi)內(nèi)不存存在對對變形形不利利的控控制性性結(jié)構(gòu)構(gòu)面時時，邊邊坡的的變形形總體體表現(xiàn)現(xiàn)出較較強的的連續(xù)續(xù)性，表現(xiàn)在在內(nèi)觀觀點的的觀測測曲線線上，，由坡坡面向向內(nèi)部部，變變形是是逐漸漸連續(xù)續(xù)減小小的，，除了了淺表表部3-5m施工的的強烈烈擾動動區(qū)外外，內(nèi)內(nèi)部不不存在在變形形的““不連連續(xù)””現(xiàn)象象。（3））當(dāng)邊邊坡內(nèi)內(nèi)存在在小規(guī)規(guī)模斷斷層或或長大大結(jié)構(gòu)構(gòu)面時時（不不構(gòu)成成控制制性破破壞面面），，坡體體內(nèi)部部的變變形將將會出出現(xiàn)相相對的的“不不連續(xù)續(xù)現(xiàn)象象”；；對本本案而而言，，這種種特定定的開開挖強強卸荷荷深度度約在在13-15m（直立段段開挖挖高度度約50m）范圍。。認識識工程概概況岷江紫紫坪鋪鋪水電電站800750900進水口口邊坡坡的巖巖體結(jié)結(jié)構(gòu)特特征L10邊坡中中下段段上游游側(cè)L10L11變形破破裂機機理——壓縮縮傾倒倒型硐臉邊邊坡857m便道一一帶L11下部巖巖層的的傾倒倒拉裂裂縫硐臉邊邊坡頂頂部因因壓縮縮蠕變變傾倒倒引起起的墻墻體拉拉裂現(xiàn)現(xiàn)象變形破破裂現(xiàn)現(xiàn)象MP1MP2MP3MP4引水發(fā)電洞進水口邊坡監(jiān)測布置圖邊坡變形監(jiān)測MP5MIP1多點位位移計計時間間－位位移過過程線線MIP1多點位位移計計位移移－孔孔深曲曲線邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測認識識（1）邊邊坡的的變形形隨著著開挖挖的進進行而而發(fā)展展，開開挖的的結(jié)束束而停停止，，兩者者基本本同步步。表表明這這種變變形的的產(chǎn)生生主要要受開開挖卸卸荷的的影響響，是是邊坡坡開挖挖過程程中，，坡體體的卸卸荷回回彈的的調(diào)整整變形形，變變形本本身具具有““彈性性性質(zhì)質(zhì)”。。變形形的量量級最最大50-60mm。。（2））邊坡的的變形形主要要發(fā)生生在淺淺表層層0-10m的范圍圍內(nèi)。。這個個深度度相當(dāng)當(dāng)于開開挖引引起邊邊坡的的“強強卸荷荷區(qū)””，顯顯然是是在正正常的的范圍圍之內(nèi)內(nèi)。（3））盡管管邊坡坡中有有反傾傾向坡坡內(nèi)的的軟弱弱巖帶帶，但但是由由于傾傾向坡坡內(nèi)，，并沒沒有對對邊坡坡的整整體變變形起起到控控制作作用。。因此此，邊邊坡開開挖結(jié)結(jié)束后后，由由于坡坡體不不存在在繼續(xù)續(xù)變形形的結(jié)結(jié)構(gòu)條條件，，變形形也就就很快快停止止了。。（4））顯然然，這這類邊邊坡只只具備備開挖挖卸荷荷過程程中發(fā)發(fā)生表表生改改造變變形(卸荷荷回彈彈變形形)的的動力力條件件，而而不具具備發(fā)發(fā)生““時效效變形形”的的結(jié)構(gòu)構(gòu)條件件。小灣進水口口邊坡坡變形形分析析1150116011701180119012001210122012301245張2.5cm正錯2cm拱肩槽層面松弛開裂進水口-拱肩槽聯(lián)結(jié)段邊坡裂縫分布(示意)進水口-拱肩槽聯(lián)結(jié)段邊坡裂縫正錯(剪脹)現(xiàn)象(EL.1190m馬道)正錯2cm（1220m高程，，靠近近f3，，變形輕輕微:總變變形量量約6mm：：0.5mm/月）協(xié)調(diào)漸漸變型型：1，12號號內(nèi)觀觀點為為代表表，變變形表表現(xiàn)一一定的的連續(xù)續(xù)性和和由表表及里里的漸漸變性性。邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測這類變形總總體表表現(xiàn)為為變形形量由由坡面面向坡坡內(nèi)逐逐漸變變形，，漸進進連續(xù)續(xù)變化化。表表明坡坡體的的變形形是連連續(xù)的的，沒沒有受受到特特定的的結(jié)構(gòu)構(gòu)面控控制。。總變變形量量較小小，其其量級級取決決于巖巖體的的宏觀觀特性性和支支護的的強度度。盡盡管12號號點變變形量量相對對較大大，但但仍在在巖體體的正正常變變形范范圍內(nèi)內(nèi)。邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測淺表松松弛型型：3，6，8，10，11，，13號內(nèi)觀觀點為為代表表。變變形具具有不不連續(xù)續(xù)性：：0-3m(個別8m)范圍內(nèi)內(nèi)變形形相對對較大大，3-5mm/月，個個別（（局部部）達達十余余mm；；此以內(nèi)內(nèi)變形形量小小，總總量毫毫米級級，速速率低低，0.5-2mm/月，屬屬正常常變形形。邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測總的來來看，，這類類點所所代表表的部部位巖巖體發(fā)發(fā)生的的是淺淺表部部的正正常卸卸荷松松弛，，深度度范圍圍3-5m，個別8m，變形量量一般般3-5mm/月，個個別點點可達達十余余mm。。淺表部部的變變形不不受某某一明明顯的的特定定結(jié)構(gòu)構(gòu)面控控制，，而是是形成成卸荷荷松弛弛帶。。邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測1220m高程，，靠近近f89-1回彈錯錯動型型：變形在在距坡坡面一一定深深度范范圍內(nèi)內(nèi)具有有很好好的同同步性性和一一致性性。表表明在在這個個深度度上存存在特特定的的結(jié)構(gòu)構(gòu)面，，控制制了其其外側(cè)側(cè)邊坡坡在開開挖卸卸荷過過程中中的整整體回回彈變變形。。邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測1220m高程，，靠近近f89-1邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測變形方方向為為NE向，受受開挖挖臨空空面控控制，，仍然然屬于于回彈彈變形形，只只不過過是沿沿緩面面發(fā)生生，一一定深深度范范圍內(nèi)內(nèi)變形形具有有同步步性、、一致致性。。邊坡變變形監(jiān)監(jiān)測邊坡經(jīng)經(jīng)表生生改造造進入入時效效變形形，再再由時時效變變形進進入最最終的的破壞壞階段段，嚴嚴格說說來，，這是是任何何一個個邊坡坡演化化都將將經(jīng)歷歷的三三個階階段。。但是是，從從是否否具有有工程程地質(zhì)質(zhì)意義義的角角度來來講，，邊坡坡的演演化能能否進進入時時效變變形階階段，，并通通過時時效變變形進進入最最終的的破壞壞，主主要還還取決決于邊邊坡的的地質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)特征征。實實踐表表明：：以下下幾類類邊坡坡的地地質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)非非常有有利于于邊坡坡在完完成表表生改改造后后，進進入時時效變變形階階段：：（1））邊坡坡內(nèi)具具有傾傾向坡坡外的的緩傾傾角結(jié)結(jié)構(gòu)面面，且且傾角角與殘殘余摩摩擦角角接近近。（2））邊坡具具有由由軟巖巖構(gòu)成成的軟軟弱基基座。。（3））由近近直立立中-薄層層狀巖巖層構(gòu)構(gòu)成的的陡邊邊坡(尤其其是軟軟巖或或有軟軟巖夾夾層)（4））碎裂結(jié)結(jié)構(gòu)巖巖體邊邊坡。。（5））堆積積體（（散體體）邊邊坡。。關(guān)于時時效變變形:2.開開挖高高邊坡坡變形形破裂裂響應(yīng)應(yīng)的動動力學(xué)學(xué)模式式“時效效變形形”是是在表表生改改造結(jié)結(jié)束后后，緊緊接著著發(fā)生生的一一種隨隨時間間逐漸漸發(fā)展展的變變形。。在這這種情情形下下，邊邊坡的的變形形表現(xiàn)現(xiàn)并不不伴隨隨開挖挖過程程的終終止而而停止止；而而是在在開挖挖結(jié)束束后，，還將將發(fā)生生持續(xù)續(xù)的變變形；；這種種變形形不完完全取取決于于“開開挖卸卸荷過過程””的影影響，，甚至至在量量級上上會超超過開開挖卸卸荷過過程中中的變變形。。更有有甚者者，開開挖過過程中中，幾幾乎沒沒有卸卸荷響響應(yīng)，，而在在結(jié)束束后，，會有有很大大的變變形發(fā)發(fā)生。。表現(xiàn)現(xiàn)在變變形監(jiān)監(jiān)測曲曲線上上，是是“延持持型””，也就是是開挖挖結(jié)束束后，，位移移還在在繼續(xù)續(xù)發(fā)展展，并并可能能保持持一定定的速速率。。小灣灣飲水水溝堆堆積體體就是是一個個典型型的實實例??！。2.開開挖高高邊坡坡變形形破裂裂響應(yīng)應(yīng)的動動力學(xué)學(xué)模式式小灣水水電站站飲水水溝堆堆積體體變形形與災(zāi)災(zāi)害防防治2003年11月17日，飲飲水溝溝堆積積體邊邊坡開開始出出現(xiàn)異異常變變形2003年12月17日，在在堆積積體下下游側(cè)側(cè)緣附附近EL.1420~1480m馬道間間發(fā)現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫隨后在在堆積積體上上游側(cè)側(cè)緣、、堆積積體上上部也也相繼繼發(fā)現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫。此外，在1378排水洞洞壁(襯砌)也有裂縫發(fā)育。邊坡變形開裂跡象象總的看來，自2003年12月17日發(fā)現(xiàn)裂縫以來，，隨著邊坡變形的的發(fā)展，不斷有新新增裂縫出現(xiàn)，分分布范圍擴大；已已有裂縫發(fā)生不同同程度的位移，甚甚至出現(xiàn)延伸長度度擴展。到2004年3月31日，堆積體坡面上上EL.1245~1588m之間先后共出現(xiàn)約約150條裂縫。變形過程及趨勢分分析2)在整個堆積體坡面面上，裂縫的空間間分布是極不均勻勻的，隨著時間的的持續(xù)，新增裂縫縫的分布出現(xiàn)明顯顯的遷移特點(圖3-2)。2003年12月中下旬出現(xiàn)的裂裂縫，數(shù)量較少、、延伸長、連通程程度高，集中分布于堆積體體上下游側(cè)緣及其其附近。裂縫形態(tài)以縱向向裂縫為主，少量量弧形、橫向、斜斜向裂縫。以剪性性或剪張性為主、、少量張性。2004年2月中上旬(2月5日~2月月17日)新增的裂縫，數(shù)量量較多、延伸相對對較短，連通程度度低，大多數(shù)分布于EL.1480m馬道及其以上的堆堆積體表面。裂縫形態(tài)以橫向向、斜向裂縫為主主，少量縱向裂縫縫。以張剪性或張張性為主。①②③④①變形啟動階段（03年11月17日～04年1月13日）②時效變形快速發(fā)展階段（1月13日～1月31日）③均勻蠕滑階段（1月31日～3月31日）④變形趨穩(wěn)階段（4月1日以來）變形階段(以TP-35#為例)變形過程及趨勢分分析2號山梁Ⅲ區(qū)表面測點位移～時時間過程曲線(1)高邊坡的“穩(wěn)定性性”是隨邊坡變形形-破壞發(fā)生、發(fā)發(fā)展的一個動態(tài)問問題。我們所看到到的只是這個“過過程”的某個具體體“片段”，而需需要的則是對這個個過程的全面了解解和掌握，尤其是是伴隨這個過程，，高邊坡的潛在滑滑動面是怎樣孕育育和演化的。只有有從全過程上、內(nèi)內(nèi)部作用機理上掌掌握其變形破壞的的演變規(guī)律和滑動動面貫穿機制，才才能對其穩(wěn)定性現(xiàn)現(xiàn)狀和今后發(fā)展趨趨勢作出合理的評評價和預(yù)測。3.高邊坡的變變形穩(wěn)定性及分析析評價（2）基于以上的的認識，與傳統(tǒng)意意義上的“強度穩(wěn)定性問題題”不同，高邊坡穩(wěn)定定性評價更應(yīng)該是是一個“變形穩(wěn)定性”問題。實際上，傳傳統(tǒng)的基于極限平平衡理論的“強度度穩(wěn)定性”是變形形發(fā)展到累進性破破裂階段、滑動面面基本形成后的狀狀態(tài)，而對絕大多多數(shù)巖石高邊坡而而言，滑動面是伴伴隨變形-破裂發(fā)發(fā)展而逐漸孕育的的，在變形的初期期或一定階段，滑滑動面尚未形成，，也就不存在所謂謂傳統(tǒng)的“強度穩(wěn)穩(wěn)定性”問題。因因此，巖石高邊坡坡穩(wěn)定性評價應(yīng)該該采用“變形穩(wěn)定定性分析”的途徑徑。3.高邊坡的變變形穩(wěn)定性及分析析評價3.高邊坡的變變形穩(wěn)定性及分析析評價損傷的產(chǎn)生損傷發(fā)展階段斷續(xù)的損傷相互貫通形成累進性破壞潛在滑面貫穿滑坡發(fā)生變形量U時間T屈服峰值強度邊坡潛在滑動面隨時間形成和發(fā)展的物理機制3.高邊坡的變變形穩(wěn)定性及分析析評價損傷的產(chǎn)生損傷發(fā)展階段潛在滑面貫穿滑坡發(fā)生變形量U時間T加速蠕變階段等速蠕變階段初始蠕變階段時效變形階段表生階段大變形及累進性破壞階段斷續(xù)的損傷相互貫通形成累進性破壞邊坡變形-破壞的階段劃分3.高邊坡的變變形穩(wěn)定性及分析析評價損傷的產(chǎn)生損傷發(fā)展階段潛在滑面貫穿滑坡發(fā)生變形量U時間T加速蠕變階段等速蠕變階段初始蠕變階段時效變形階段表生階段大變形及累進性破壞階段邊坡變形穩(wěn)定性的評價原理UmaxUpU1t變形穩(wěn)定性系數(shù)：K1=U1/Up,K2=U2-Up/Umax-UpU23.高邊坡的變變形穩(wěn)定性及分析析評價根據(jù)以上變形穩(wěn)定定性的原理，高邊邊坡穩(wěn)定性的控制制，關(guān)鍵在于控制制變形；變形控制制住了，不具備進進一步發(fā)展的條件件了，滑動面的演演化就會在“孕育育”或者“發(fā)展””階段結(jié)束，從而而進入不了最終的的累進性破壞階段段。4.高邊坡穩(wěn)定定性的控制潛在滑面貫穿滑坡發(fā)生變形量U時間T加速蠕變階段等速蠕變階段初始蠕變階段時效變形階段累進性破壞階段表生階段變形控制的主要對象從時間和代價均不宜控制的變形4.高邊坡穩(wěn)定定性的控制一般意義上講，如如果邊坡中沒有不不利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面面，邊坡只會產(chǎn)生生開挖卸荷引起的的“表生改造變形形”，而后就處于于穩(wěn)定狀態(tài)；通常常情況下，它不會會影響邊坡的整體體穩(wěn)定性，因此，，一般的邊坡可以以不更多的考慮對對它的控制（控制起來難度也也比較大?。?。但是不是所有情形形都這樣呢？這關(guān)關(guān)鍵還要看這種““表生改造”變形形的程度和工程的的重要性。必須明確的是，這這種情形下，所采采取的邊坡穩(wěn)定性性控制措施是針對對淺表層的“表生生改造”變形所采采取的，不是針對對沿著特定破壞面面的“強度穩(wěn)定性性”問題采取的。。兩者在設(shè)計的控控制范圍和控制的的工程量上應(yīng)該有有本質(zhì)的區(qū)別。4.高邊坡穩(wěn)定定性的控制工程經(jīng)驗表明，發(fā)發(fā)生這種變形的邊邊坡在地質(zhì)上前提提條件是沒有顯著的失穩(wěn)破破壞控制性結(jié)構(gòu)面面，通常具有以下的的特點：（1）結(jié)構(gòu)狀態(tài)較較好，通常具有整整體或塊狀結(jié)構(gòu)的的邊坡；（2）反傾層狀結(jié)結(jié)構(gòu)邊坡或近水平平層狀結(jié)構(gòu)邊坡；；（3）含有陡裂面面，但通常產(chǎn)狀近近直立。。。。。。。。4.高邊坡穩(wěn)定定性的控制當(dāng)邊坡中存在不利利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，，邊坡在完成“表表生改造”變形后后，將進入“時效效變形”階段。這這種邊坡具有極大大的破壞潛在風(fēng)險險。對這種邊坡必必須采取強有力的的變形控制措施，，否則坡體中的弱弱面可能會因為持持續(xù)的變形而逐漸漸喪失強度，反過過來又促使邊坡變變形進一步發(fā)展，，變形-強度曲線線跨越了峰值，進進入累進性破壞階階段，坡體最終產(chǎn)產(chǎn)生整體滑移性質(zhì)質(zhì)的失穩(wěn)破壞。對這種性質(zhì)變形的的控制時機，理論論上應(yīng)該是在時效效變形的初期，而而且越早越好。遲遲了，變形充分發(fā)發(fā)展，滑動面的演演化進入不可逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這時，，一方面留給支護護的時間縮短；另另一方面，支護的的強度也會陡然增增大。4.高邊邊坡穩(wěn)定性性的控制潛在滑面貫穿滑坡發(fā)生變形量U時間T加速蠕變階段等速蠕變階段初始蠕變階段時效變形階段大變形及累進性破壞階段表生階段有利的控制階段不利的控制階段不可控制階段邊坡變形穩(wěn)定性的控制原理4.高邊邊坡穩(wěn)定性性的控制①②③④高邊坡工程程地質(zhì)環(huán)境境條件研究究工程地質(zhì)-力學(xué)模型型地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型巖，土，水水靜動力學(xué)參參數(shù)巖土體結(jié)構(gòu)構(gòu)模型及力力學(xué)模型研研究實施的技術(shù)術(shù)流程4.高邊邊坡穩(wěn)定性性的控制邊坡變形破破壞機理概概念模型的的建立邊坡變形破破壞全過程程模擬再現(xiàn)現(xiàn)及概念模型型的驗證小變形階段模擬擬（有限元模模擬）非連續(xù)變形形及運動過過程模擬（DDA,UDEC,DEM））大變形階段模擬擬（Flac）邊坡失穩(wěn)及及災(zāi)害形成成的機理模模型高邊坡變形破壞機制及變形穩(wěn)定定性分析邊坡變形破破壞現(xiàn)象調(diào)調(diào)查邊坡穩(wěn)定性性評價及預(yù)預(yù)測地質(zhì)體變形破壞模型防治方案的初步設(shè)計規(guī)范(靜力學(xué))地質(zhì)體與支擋結(jié)構(gòu)間相互作用分析變形理論整體優(yōu)化設(shè)計防治方案的有效性檢驗FEM,DEMUDEC,FLAC防治方案的優(yōu)化監(jiān)控----反饋設(shè)計最優(yōu)化理論控制論高邊坡變形控制設(shè)計幾個基本的的原則：（1）低開開口（2）高清清坡（3）緩接接坡（4）強鎖鎖頭（5）緊箍箍腳4.高邊邊坡穩(wěn)定性性的控制（1）低開開口：邊坡開口口線確定的的原則一方方面是要考考慮邊坡本本身的地質(zhì)質(zhì)條件；另另一方面也也要考慮盡盡量減少對對自然邊坡坡的影響，，尤其是在在開口線上上方存在高高陡邊坡的的情形。這這就要求邊邊坡在通過過合理的工工程措施能能夠達到設(shè)設(shè)計安全標標準的前提提下，盡量量降低它的的開口線高高程，減小小開挖邊坡坡高度，做做到對自然然邊坡盡量量小的干擾擾。在允許許的情況下下，要不惜惜采用強支支護措施實實現(xiàn)這一點點。4.高邊邊坡穩(wěn)定性性的控制（2）高清清坡：邊坡開口口線降低后后，必然會會在其上方方保留了相相當(dāng)高度的的自然高陡陡邊坡。通通常這部分分邊坡的問問題主要是是表層由于于強烈卸荷荷形成的松松弛巖體和和局部“危危巖體”，，他們對施施工及建筑筑物的長期期運行仍然然構(gòu)成嚴重重威脅。對對這部分坡坡體要高度度重視，認認真“清理理”。這里里所謂“清清理”包括括以下措施施：首先是