地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求(試用版)

2014年4月地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求（試用2014年4月地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求（試用版）附錄B.5斜坡結(jié)構(gòu)類型劃分方案1、一級(jí)劃分按照組成斜坡的巖土體工程地質(zhì)類型，將斜坡劃分為四大類：Ⅰ：土質(zhì)斜坡：巖性以第四系松散堆積物為主，強(qiáng)度較低；Ⅱ：巖質(zhì)斜坡：主要由碎屑巖、碳酸鹽巖、巖漿巖、變質(zhì)巖組成；Ⅲ：崩、滑堆積體斜坡：斜坡主要為土質(zhì)、巖質(zhì)滑坡堆積物，或土石混合體組成；Ⅳ：巖土復(fù)合斜坡：下部為基巖，上覆松散堆積物的二元結(jié)構(gòu)。2、二級(jí)劃分Ⅰ類土質(zhì)斜坡可根據(jù)物質(zhì)組成分為粘性土類斜坡、碎石類斜坡、黃土類斜坡，亦可根據(jù)各類土土體性質(zhì)進(jìn)一步劃分。Ⅱ類巖質(zhì)斜坡可根據(jù)基巖層面傾向與地形坡向組合關(guān)系可進(jìn)一步劃分為以下6個(gè)亞類：順向坡：巖層傾角與坡向夾角小于30°的斜坡類型。其根據(jù)巖層傾角和坡度的關(guān)系，順向坡進(jìn)一步分為飄傾坡、伏傾坡和層面坡；伏傾坡：巖層傾角與坡向夾角小于30°的斜坡類型；層面坡：巖層傾角等于坡度的順向坡；飄傾坡：巖層傾角小于坡度的順向坡；順斜坡：巖層傾向與坡向交角在30-60°的斜坡類型；橫向坡：巖層傾向與坡向交角大于60°的斜坡類型；逆斜坡：巖層傾向與坡向交角在120-150°的斜坡類型；逆向坡：巖層傾向與坡向交角小于150°的斜坡類型；近水平層狀坡：巖層傾角小于5°的斜坡類型；塊狀巖體斜坡：沒有明顯的層理構(gòu)造，主要受節(jié)理控制的巖石斜坡類型。例如黃陵花崗巖體。Ⅳ類巖土復(fù)合斜坡又可根據(jù)下伏基巖的巖層面傾向與地形坡向之間的夾角進(jìn)一步劃分，其劃分方法與Ⅱ巖質(zhì)斜坡二級(jí)劃分相同。

附錄B.6土的類型與結(jié)構(gòu)（資料性附錄）B.6.1根據(jù)地質(zhì)成因，可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土、冰積土和風(fēng)積土等。B.6.2根據(jù)土的顆粒組成分析結(jié)果和塑性指數(shù)，可將土分為：碎石土、砂土、粉土、粘性土等四大類型，并可進(jìn)一步細(xì)分如下表：土的顆粒組成分類類型分類指標(biāo)大類細(xì)類顆粒組成塑性指數(shù)碎石土漂石（塊石）粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%無(wú)卵石（碎石）粒徑大于20mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%圓礫（角礫）粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%砂土礫砂粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量25%～50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%細(xì)砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%粘性土粉土粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的50%≤10粉質(zhì)粘土10～17粘土>17注：定名時(shí)應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定。B.6.3土層的結(jié)構(gòu)1）當(dāng)土層厚度大于0.5m時(shí)，宜單獨(dú)分層。對(duì)同一土層中相間呈韻律沉積，當(dāng)薄層與厚層的厚度比大于1/3時(shí)，宜定為“互層”；厚度比為1/10～1/3時(shí)，宜定為“夾層”；夾層厚度比小于1/10的土層，且多次出現(xiàn)時(shí)，宜定為“夾薄層”。2）根據(jù)土層中粘性土層、砂土層、碎石土層的組合情況，劃分土層結(jié)構(gòu)類型:單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)。a.單層結(jié)構(gòu)：土層由一種類型的土組成，常見的有砂土、粉質(zhì)粘土、粘土；b.雙層結(jié)構(gòu)：土層分上下兩層并由不同類型的土組成，從上到下常見的有“粘性土-砂土”、“砂土-粘性土”；c.多層結(jié)構(gòu)：土層由三層以上不同類型土組成，從上到下常見的有“粘性土-粘性土砂土互層-粘性土”。

附錄B.7斜坡穩(wěn)定性常規(guī)評(píng)價(jià)方法斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的方法可概括為定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)兩大類。

定性評(píng)價(jià)方法有自然歷史分析法、工程地質(zhì)比擬法和圖解法。

定量評(píng)價(jià)方法有剛體極限平衡計(jì)算法、數(shù)值計(jì)算法和概率分析法等。一、自然歷史分析法斜坡是處在一定的自然環(huán)境中，斜坡的變形破壞有其自身的規(guī)律性，經(jīng)歷一定的過(guò)程，受一系列自然因素的影響和控制，只有掌握了這種規(guī)律，才能預(yù)測(cè)斜坡穩(wěn)定的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，才能對(duì)斜坡的穩(wěn)定性做出正確的評(píng)價(jià)。自然歷史分析法就是通過(guò)研究斜坡形成的地質(zhì)歷史和所處的自然地質(zhì)環(huán)境，它的外形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，變形破壞跡象，以及對(duì)斜坡穩(wěn)定性有影響的各種因素特征和相互關(guān)系，從而對(duì)斜坡的演變階段和穩(wěn)定狀況做出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。自然歷史分析法主要包括三方面研究?jī)?nèi)容：（1）區(qū)域地質(zhì)背景的研究包括區(qū)域構(gòu)造、地層巖性分布和地形地貌特點(diǎn)以及近期地殼活動(dòng)（地殼運(yùn)動(dòng)形式、地應(yīng)力狀態(tài)、有否活斷層分布及其特征等），結(jié)合對(duì)斜坡變形破壞分布和特征的分析，建立斜坡變形破壞現(xiàn)象與區(qū)域地質(zhì)背景間的相關(guān)關(guān)系。（2）分析促使斜坡演變的主導(dǎo)因素及觸發(fā)因素，尤其是根據(jù)周期性因素的變化規(guī)律，判定促進(jìn)斜坡演化的主導(dǎo)因素。（3）預(yù)測(cè)斜坡所處的演化階段、發(fā)展趨勢(shì)和可能的破壞方式根據(jù)斜坡變形體的外形和內(nèi)部變形跡象，判定斜坡的演化階段。根據(jù)斜坡變形破壞跡象和周期性變化的主導(dǎo)因素，判定斜坡發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)斜坡外形特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及所處環(huán)境，判定斜坡可能的變形形式和破壞方式。二、工程地質(zhì)比擬法1、工程地質(zhì)比擬法也叫工程地質(zhì)類比法，是目前通用一種斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法。2、這種方法是將所要研究的斜坡或擬設(shè)計(jì)的人工邊坡與已經(jīng)研究過(guò)的或已有經(jīng)驗(yàn)的邊坡進(jìn)行類比，以評(píng)價(jià)斜坡的穩(wěn)定性或確定邊坡的坡高和坡角。3、這種方法的實(shí)質(zhì)是把已有的天然斜坡研究和人工邊坡的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到條件相似的新斜坡的研究及人工邊坡設(shè)計(jì)中去。比擬法首先是對(duì)已有大量的穩(wěn)定和不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行調(diào)查研究，查明所處的各種條件基礎(chǔ)上，然后把調(diào)查的結(jié)果用來(lái)判斷條件相似斜坡的穩(wěn)定性。4、工程地質(zhì)比擬法的原則是相似性，它主要包括兩個(gè)方面的相似性，一是斜坡巖性和巖體結(jié)構(gòu)的相似性，其次是斜坡類型的相似性。比擬的相似性愈高，所得的結(jié)果愈可靠。三、剛體極限平衡計(jì)算法剛體極限計(jì)算法是主要適用于滑坡類破壞型式的一種定量評(píng)價(jià)方法，是采用極限平衡理論進(jìn)行滑動(dòng)面上的抗滑力與滑動(dòng)力的力學(xué)分析，計(jì)算斜坡穩(wěn)定系數(shù)。采用這種方法的前提條件是：①只考慮滑動(dòng)面上的極限平衡狀態(tài)，而不考慮巖土體的變形，即視巖土體為剛體；②破壞面（滑動(dòng)面）上的強(qiáng)度由凝聚力和摩擦力控制，即遵循庫(kù)侖判據(jù)；③滑體中的應(yīng)力以正應(yīng)力與剪應(yīng)力的方式集中作用于滑面上，即均為集中力；④以平面（二維）課題來(lái)處理，這是為了求解方便而對(duì)實(shí)際情況的簡(jiǎn)化。斜坡穩(wěn)定系數(shù)（K）是滑面上的抗滑力與滑動(dòng)力的比值。理論上：K＞1時(shí)，斜坡是穩(wěn)定的；K＝1時(shí)，斜坡處于極限平衡狀態(tài)；K＜1時(shí)，斜坡不穩(wěn)定。

但是，由于上述的前提條件，以及邊界條件確定和計(jì)算參數(shù)的選取都有存在問(wèn)題的可能。因此，在實(shí)際工作中，常根據(jù)斜坡或邊坡工程的重要性及具體情況，用一個(gè)安全系數(shù)Kc來(lái)保證計(jì)算的安全度。一般規(guī)定Kc=1.1～1.5，即計(jì)算所得的斜坡和人工邊坡的穩(wěn)定系數(shù)K大于安全系數(shù)才是安全穩(wěn)定的，否則將是不安全的。1、細(xì)粒土斜坡穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)粒土斜坡穩(wěn)定性計(jì)算最常用的方法是圓弧法。這種方法假定滑動(dòng)面為圓柱面，滑動(dòng)面通過(guò)坡腳，土體滑動(dòng)類似剛體旋轉(zhuǎn)動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的瑞典條分法。

2、單一同向結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計(jì)算

3、折線形滑動(dòng)面的斜坡穩(wěn)定性計(jì)算基本假定①平行滑面方向取1m土條作為計(jì)算的基本斷面，其兩側(cè)的阻力不計(jì)；②滑坡每一計(jì)算段為整體滑動(dòng)；③滑坡每一計(jì)算段的滑動(dòng)面為直線，即整個(gè)滑動(dòng)面在剖面上為折線；④滑坡推力方向平行于滑動(dòng)面。

四、數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算被廣泛地應(yīng)用于斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，比較成熟的三大數(shù)值方法是有限元法、邊界單元法和離散單元法。有限元法：斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中有限元法的基本原理和步驟就是通過(guò)離散化，將坡體變換成離散的單元組合體，假定各單元為均勻、連續(xù)、各向同性的完全彈性體，各單元由節(jié)點(diǎn)相互連接，內(nèi)、外力由節(jié)點(diǎn)來(lái)傳遞，單元所受的力，按靜力等效原則移置到節(jié)點(diǎn)，成為節(jié)點(diǎn)力。當(dāng)按位移求解時(shí)，取各節(jié)點(diǎn)的位移作為基本未知數(shù)，按照一定的函數(shù)關(guān)系求出各節(jié)點(diǎn)位移后，即可進(jìn)一步求得單元的應(yīng)力和應(yīng)變，分析評(píng)價(jià)斜坡的變形破壞機(jī)制，進(jìn)而對(duì)其穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)邊界單元法：采用在區(qū)域內(nèi)部滿足控制條件，但不滿足邊界條件的近似函數(shù)逼近原問(wèn)題解的數(shù)值方法。它與有限單元法相比，具有方程個(gè)數(shù)少，所需數(shù)據(jù)量小等特點(diǎn)。由于巖坡的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，一些斜坡呈碎裂結(jié)構(gòu)和層狀碎裂結(jié)構(gòu)，構(gòu)成非連續(xù)性力學(xué)介質(zhì)，利用有限單元法和邊界單元法求解遇到了困難，取而代之的是離散單元法，一些學(xué)者稱其為散體元法。離散單元法：

由Cundall于1971年提出，該方法充分考慮了節(jié)理巖體的非連續(xù)性，以分離的塊體為出發(fā)點(diǎn)，將巖塊假定為剛體的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，并允許塊體有較大的位移，甚至脫離母體而自由下落，特別適用于節(jié)理化巖體或碎裂結(jié)構(gòu)的巖質(zhì)斜坡。由于其原理明了，并且容易結(jié)合CAD技術(shù)仿真斜坡變形破壞的演變過(guò)程，因此倍受人們的青睞。五、概率分析法剛體極限平衡理論引入了穩(wěn)定系