巖質邊坡穩(wěn)定性二

第六章巖質邊坡穩(wěn)定性分析1作業(yè)題：1.影響邊坡巖體應力分布的主要因素有哪些？2.常見的邊坡變形破壞主要類型有哪些？3.什么是崩塌？崩塌的形成機理包括哪幾方面？4.什么是滑坡？滑坡常見的分類有哪些？5.影響邊坡穩(wěn)定性的因素有哪些？6.不穩(wěn)定邊坡的防治措施有哪些？2第六章邊坡穩(wěn)定性的工程地質研究6.2邊坡變形破壞的類型與特征6.1邊坡巖體應力分布的特征概述6.4巖質邊坡穩(wěn)定性的評價方法6.3影響邊坡穩(wěn)定性的因素6.5不穩(wěn)定邊坡的防治措施思考與作業(yè)3概述邊坡包括自然邊坡和人工邊坡兩種類型。自然邊坡：在自然地質作用下形成的山體斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等；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，例如道路工程中的工程中的路塹、路堤邊坡，房屋、橋梁工程的基坑邊坡，露天礦山的邊坡，水電工程中的運河渠道邊坡，船閘、溢洪道邊坡、引水隧洞進、出口邊坡、土石壩邊坡及壩肩邊坡等。邊坡要素4(1)通過勘察對邊坡的穩(wěn)定性做出評價和預測；(2)為設計合理的工程邊坡和制定有效的防治措施提供地質依據(jù)。邊坡穩(wěn)定性的工程地質分析意義：2010年地質災害類型構成56.1邊坡巖體應力分布的特征一、邊坡形成后應力狀態(tài)的變化(1)斜坡巖體的主應力跡線發(fā)生明顯的偏轉，總的特征為愈接近邊坡，最大主應力愈接近平行于斜坡臨空面；而最小主應力則愈與坡面近正交。(2)在坡腳與河谷底部形成應力集中帶。(3)與主應力偏轉相聯(lián)系，最大剪應力跡線也發(fā)生偏轉，呈凹向臨空面的弧線。在最大、最小主應力差值最大的部位(一般在坡腳附近)，相應形成一個最大剪應力區(qū)，因而在這里容易發(fā)生剪切變形破壞。(4)在坡頂和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平應力顯著減小，甚至可出現(xiàn)拉應力，因而可形成一個拉應力帶。其范圍隨坡角和平行于河谷的水平應力的增加而增大。6自重作用下邊坡主應力分布存在初始水平構造應力下邊坡應力分布7斜坡中最大剪應力跡線（虛線）和主應力跡線（實線）示意圖8二、影響邊坡巖體應力分布的主要因素1.原始應力狀態(tài)的影響巖體中的原始應力對邊坡應力分布有很大影響，尤其是垂直于河谷方向的水平構造應力的影響更為顯著。2.坡形的影響3.巖體結構的影響

邊坡巖體結構面上應力集中96.2邊坡變形破壞的類型與特征二者在邊坡變化過程中是相互密切聯(lián)系的。邊坡破壞前，邊坡巖體總要經歷一個從徐變到巨變的變形過程。常見的邊坡變形破壞主要類型有：卸荷變形、蠕動變形、崩坍、滑坡等。邊坡變形：指坡體只產生局部的位移和微破裂，巖塊只出現(xiàn)微量的變化，沒有顯著的剪切位移或滾動，因而邊坡不至引起整體失穩(wěn)。邊坡破壞：指坡體以一定的速度出現(xiàn)較大的位移，邊坡巖體產生整體滑動、滾動或轉動。10一、卸荷變形在邊坡形成過程中中，由于在河谷部部位的巖體被沖刷刷侵蝕掉或人工開開挖，使邊坡巖體體失去約束，應力力重新調整分布，從而使岸坡巖體發(fā)發(fā)生向臨空面方向向的回彈變形及產產生近平行于邊坡坡的拉張裂隙，一般稱作邊坡卸荷裂隙。11松弛張裂12卸荷張裂裂13二、蠕動變形蠕動變形，是指邊坡巖體主主要在重力作用下下向臨空方向發(fā)生生長期緩慢的塑性性變形的現(xiàn)象。表層蠕動邊坡表層巖體發(fā)發(fā)生彎曲變形深層蠕動是由于堅硬巖層組成的邊坡底部部存在較厚的軟弱弱巖層時，由軟弱巖層層發(fā)生塑性流動動而引起的長期期緩慢的邊坡蠕蠕動變形。14表層蠕動潰屈傾倒15深層蠕動16三、崩塌類型：規(guī)模巨大的山山區(qū)崩塌，稱為為山崩；小型崩崩塌，成為墜石石。堆積體：崩塌以自由墜墜落為其主要運運動形式，巖塊塊在斜坡上翻滾滾滑動并相互摩摩擦破碎后堆積積于坡腳，形成成巖堆或崩積體體。地貌：巖堆（倒石堆堆，倒石錐）碎石高陡的邊坡巖體體突然發(fā)生傾倒倒崩落，巖塊翻翻滾撞擊而下，，堆積于坡腳的的現(xiàn)象，稱做崩塌。17崩塌發(fā)生過程182010年3月10日凌晨1時30分，陜西省榆林林市子洲縣雙湖湖峪鎮(zhèn)石溝村大理河橋東側發(fā)生黃土崩塌災害。崩塌體長103米、寬108米、厚8米，體積約8.9萬方，整體下座座約10米，移動方向北北偏東30°。崩塌造成15戶共44人被埋，砸毀窯窯洞及建于其上上的房屋29間（孔）。窯洞洞建于1999年，房屋建于2002年。此次崩塌共共造成27人死亡、17人受傷。192009年6月5日15時許，重慶市武武隆縣鐵礦鄉(xiāng)雞尾山山體發(fā)生大規(guī)模垮塌塌，掩埋了12戶民房以及400多米外的鐵礦礦礦井入口，造成成10人死亡，64人失蹤，8人受傷的特大災災害。20700人死亡！新北川中學巖崩崩211600人死亡！老縣城22①邊坡被陡傾裂裂隙深切②軟弱相間的巖巖層③下部有洞穴和和采空現(xiàn)象崩塌錯落崩塌的形成機理理23崩落實例24鹽池河崩塌山體體示意圖25四、滑坡邊坡巖體主要在在重力作用下沿沿貫通的剪切破破壞面發(fā)生滑動動破壞的現(xiàn)象，，稱為滑坡。圓弧狀滑動面平平面狀滑動面面階階梯狀滑動面面26貴州省關嶺縣崗崗烏鎮(zhèn)滑坡2010年6月28日14時左右，受持續(xù)續(xù)強降雨影響，，貴州省關嶺縣縣崗烏鎮(zhèn)大寨村村發(fā)生特大山體體滑坡，導致大大寨村遭受滅頂頂之災，42人死亡、57人失蹤。27云南省保山市隆隆陽區(qū)瓦馬鄉(xiāng)河河東村滑坡2010年9月1日22時20分，云南省保山山市隆陽區(qū)瓦馬馬鄉(xiāng)河東村大石石房小組突發(fā)一一起滑坡災害，，造成29人死亡、19人失蹤、8人受傷。28512大地震，發(fā)生在在人口相對密集集、地質環(huán)境本本身就比較脆弱弱的四川西部的的中、高山地區(qū)區(qū)，其觸發(fā)地質質災害數(shù)量之多多,分布之廣是可以以想象的，同時時也是超出人們們所預料的！地震觸發(fā)了大量量的次生地質災災害！29滿目瘡痍！305.12地震誘發(fā)災難性性滑坡、崩塌一一覽表(死亡>30人，17個)31王家?guī)r滑坡新北川中學滑坡坡老縣城新縣城321.滑坡的形態(tài)特征征33滑動面（帶）滑坡床滑坡體滑坡壁滑坡臺階滑坡舌1.滑坡的形態(tài)特征征34滑坡特征示意圖圖352003年7月13日三峽庫區(qū)沙沙溪鎮(zhèn)發(fā)生千將將坪滑坡，致使24人失蹤。新沙溪鎮(zhèn)36滑坡壁滑坡周界372.滑坡的分類（1）根據(jù)滑動面與巖層構構造之間的關系分類：順層滑坡切切層滑坡均均質滑坡382.滑坡的分類（2）根據(jù)滑動帶的力學性性質393.滑動面的形成機機制(1)滑動面受最大剪剪應力面控制：在滑動破壞之之前，坡體內沒沒有既定的軟弱弱面作為滑面。。當剪應力超過過巖體的強度極極限時，就將大大致沿著最大剪剪應力面發(fā)生剪剪切滑動，常成成弧形并在斜坡坡的上緣附近轉轉為陡傾的拉裂裂面。(2)滑動面受已有軟軟弱結構面控制制：坡體中有軟弱弱結構面或軟弱弱夾層存在，并并能構成有利于于滑動的結構面面(或幾個面的組合合面)產生滑動。因此此軟弱結構面的的抗剪強度和產產狀起控制作用用，而不決定于于巖石本身的強強度，巖質邊坡的破壞壞絕大多數(shù)都是是屬于這種情況況。4041某居住區(qū)后的山山體滑坡42436.3影響邊坡穩(wěn)定性性的因素內在因素：巖土體的性質、、地質構造、巖巖體結構、地應應力等。它們常常起起著主要的控制制作用。外在因素：地表水和地下水水的作用、地震震、風化作用、、人工挖掘、爆爆破以及工程荷荷載等。其中地表水和地下水水是影響邊坡穩(wěn)定定最重要、最活躍躍的外在因素，其他大多起著觸觸發(fā)作用。44一、地貌條件的的影響地層和巖性對邊邊坡穩(wěn)定性的影影響很大。軟硬相間，并有有軟化、泥化或或易風化的夾層層時，最易造成成邊坡失穩(wěn)。地地層巖性的不同同，所形成的邊邊坡變形破壞類類型及能保持穩(wěn)穩(wěn)定的坡度也不不同。二、地層巖性的的影響深切峽谷地區(qū)，，陡峭的岸坡是是容易發(fā)生邊坡坡變形和破壞的的地形條件。通常，坡度越陡陡、坡高越大，，對穩(wěn)定越不利利。崩塌現(xiàn)象均均發(fā)生在坡度大大于60o的斜坡坡上。。而滑滑坡現(xiàn)現(xiàn)象雖雖在陡陡坡地地形發(fā)發(fā)育較較多，，但在在較緩緩的邊邊坡上上也可可發(fā)生生，這這主要要決定定于滑滑動面面的性性質。。45三、地地質構構造與與巖體體結構構的影影響地質構構造因因素包包括褶褶皺、、斷裂裂、區(qū)區(qū)域新新構造造運動動及地地應力力等，，這些些對巖巖質邊邊坡的的穩(wěn)定定也是是主要要因素素之一一。褶皺、、斷裂裂發(fā)育育地區(qū)區(qū)，常常是巖巖層傾傾角大大，甚甚至陡陡立，，斷層層、節(jié)節(jié)理縱縱橫切切割，，構成成巖體體中的的切割割面和和滑動動面，，形成成有利利于崩崩塌、、滑動動的條條件，并直直接控控制著著邊坡坡破壞壞的形形成和和規(guī)模模。46四、地地下水水的作作用地下水水對邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定的的影響響關系系極大大，絕絕大多多數(shù)滑滑坡都都與地地下水水的活活動有有關。。許多滑滑坡、、崩塌塌均發(fā)發(fā)生在在降雨雨之后后，就就是因因降水水滲入入巖土土體后后，產產生不不良影影響所所致。。地下下水的的作用用主要要表現(xiàn)現(xiàn)為：：(1)使巖石石軟化化或溶溶蝕。。(2)產生靜靜水壓壓力或或動水水壓力力。(3)增加巖巖體重重量。。(4)凍脹作作用。。(5)浮托力力。47風化作作用、、暴雨雨、水水流沖沖刷坡坡腳，，人工工挖掘掘采空空、振振動等等，都可可能構構成促促使巖巖體失失穩(wěn)破破壞的的因素素。五、其其他因因素的的影響響48河流掏掏蝕導導致邊邊坡失失穩(wěn)49因公路路開挖挖影響響邊坡坡穩(wěn)定定50邊坡變變形、、破壞壞誘發(fā)發(fā)因素素統(tǒng)計計511.滑動面面為一一平面面時的的計算算一、極極限平平衡理理論計計算法法6.4巖質邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性的評評價方方法522.滑動面面為折折線時時的計計算53二、赤赤平極極射投投影法法54三、工工程地地質類類比法法工程地地質類類比法法是在對已已有的的邊坡坡破壞壞現(xiàn)象象進行行仔細細的調調查研研究的的基礎礎上，，了解解其形形成原原因，，影響響因素素，發(fā)發(fā)展規(guī)規(guī)律等等，然然后再再和需需要進進行穩(wěn)穩(wěn)定分分析的的邊坡坡進行行對比比，從從而得得出穩(wěn)穩(wěn)定性性的分分析和和評價價。這種方方法也也常用用在人人工開開挖邊邊坡的的設計計中。進行行類比比時，，必須須全面面分析析研究究工程程地質質因素素的相相似性性和差差異性性。同同時要要分清清主要要因素素和次次要因因素。。55邊坡變變形破破壞的的防治治原則則：以防為為主、、綜合合治理理、及及時處處理對大型型復雜雜的、、穩(wěn)定定性差差、治治理難難度大大的邊邊坡，，一般般都采采取使使工程繞繞避的原則則。對對于確確實無無法繞繞避的的病害害邊坡坡，經經技術術經濟濟比較較，應應采取取綜合合治理理的措措施。。首先先采取取有效效措施施消除除或防防止控控制邊邊坡變變形破破壞的的主要要因素素，然然后再再針對對各種種次要要因素素，修修建各各種治治理工工程和和輔助助措施施。對對于因因水庫庫蓄水水或其其他工工程因因素(如開挖挖坡腳腳、爆爆破、、表層層剝土土等)的影響響，有有可能能使邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性惡化化的邊邊坡，，應預預先采采取措措施，，及時時治理理，以以防工工程邊邊坡的的失穩(wěn)穩(wěn)。6.5不穩(wěn)定定邊坡坡的防防治措措施56消除和和減輕輕地表表水和和地下下水的的危害害改善邊邊坡巖巖土體體的力力學強強度截、排排水溝溝漿砌片片石鋪鋪砌水平鉆鉆孔疏疏干垂直孔孔排水水豎井抽抽水巷道疏疏干支撐盲盲