东北大学课件边坡工程-概述

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1、8.1概述8.2边坡的破坏形式及其影响因素8.3边坡稳定性分析8.4滑坡的防治与监测第八章岩石边坡工程斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜坡和人工边坡。天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人工改造的斜坡。8.1概述人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的斜坡。8.1.1边坡工程对国民经济建设的影响1)露天矿一种大规模的开挖工程。废石挖方量Q为：如果坡角从α1=35°增加到α2=36°，对深度400m的矿坑，每公里长的坡段可减小剥离量4.15Mm3随着坡高的增加

2、，加陡边坡可减少废石开挖和运输量，提高矿山的经济效益，但存在边坡的稳定性问题，陡到？程度——优化设计2）铁路、公路、水利建设路堤边坡与路堑边坡的稳定性严重影响到铁路、公路与水利设施的安全运营与建设成本路堤高度一定，坡角越大，路基占地面积越小。减少填方量路堑、水利工程施工中，加大边坡角，减少土石方开挖量8.1.1边坡工程对国民经济建设的影响3）其他方面房屋建筑与市政建设中，边坡的稳定性一方面影响到建筑物的安全运营与使用，另一方面也影响到建设成本。边坡工程一方面关系到其所维系的各构筑物的安全正常使用，另一

3、方面同样也影响到施工成本。边坡工程研究目的：研究边坡变形破坏的机理(包括应力分布及变形破坏特征)与稳定性，一是对与工程有关的天然边坡稳定性作出定性和定量评价；二是要为合理地设计人工边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据。其中稳定性计算是岩体边坡稳定性分析的核心8.1.1边坡工程对国民经济建设的影响在岩体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖卸荷，在近边坡面一定范围内的岩体中，发生应力重分布作用，使边坡岩体处于重分布应力状态。边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变形和破坏。因此，研究边坡岩体重分布应力特征是

4、进行稳定性分析的基础。8.1.2应力分布特征边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态。8.1.2应力分布特征(3)坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破坏。(4)最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。8.1.2应力分布特征(1)天然应力水平天然应力使坡体应力重分布作

5、用加剧。(2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度坡高不改变应力等值线的形状，但改变主应力的大小。坡角影响边坡岩体应力分布情况。坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的影响。坡面形状对重分布应力也有明显的影响。8.1.3影响边坡应力分布的因素(3)岩体性质及结构特征岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应力发生改变。(4)结构面结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。8.1.3影响

6、边坡应力分布的因素岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形破坏过程。8.2.1边坡岩体变形的基本类型8.2.2边坡破坏的基本类型8.2.3影响岩体边坡变形破坏的因素8.2边坡的破坏形式及其影响因素1、松动在成坡过程中，由于荷重不断减少，边坡岩体在减荷方向(临空面)产生伸长变形，即卸荷回弹。天然应力越大，向临空方向的回弹变形量也越大。往往会伴随产生一系列的张性结构面。8.2.1边坡岩体变形的基本类型岩石边坡的变形以坡体未出现贯通性

7、的破坏面为特点，但在坡体的局部区域，特别在坡面附近也可能出现一定程度的破裂与错动，但从整体而言并未产生滑动破坏，主要表现为松动和蠕动。2、蠕变变形边坡岩体中的应力对于人类工程活动的有限时间来说，可以认为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下，边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边坡岩体的整体失稳。这种破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的，几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。8.

8、2.1边坡岩体变形的基本类型8.2.1边坡岩体变形的基本类型1）表层蠕动边坡浅部岩体在重力的长期作用下，向临空方向缓慢变形构成一剪变带，其位移由坡面向坡体内部逐渐降低直至消失。岩质边坡的表层蠕动，常称为岩层末端“挠曲现象”，系岩层或层状结构面较发育的岩体，在重力长期作用下，沿结构面错动或局部破裂而成的屈曲现象。分布于页、薄层砂岩或石灰岩、片岩、石英岩，以及破碎的花岗岩体所构成的边坡中。软弱结构面愈密集，倾角愈陡，走向愈接近于坡面走向时，其发育尤甚。8.2