第八章 斜坡变形破坏工程地质研究

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1、第八章斜坡变形破坏工程地质研究第八章斜坡变形破坏工程地质研究8.1概述8.2斜坡中的应力分布特征8.3斜坡变形破坏的类型8.4崩塌、滑坡8.5斜坡稳定的影响因素及评价方法8.6斜坡变形破坏的防治8.1概述斜坡：指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。斜坡分自然边坡和人工边坡。斜坡要素介绍。斜坡的变形破坏作用。（应力与强度矛盾演化所致）斜坡变形破坏给人类和工程建设带来严重危害。自然斜坡的变形破坏自然斜坡由于人类工程、经济活动而产生灾难性的破坏。人工边坡变形破坏。8.2斜坡中的应力分布特征一、应力状态的变化天然岩体中应力分布：自重应力、构造应力、热应力、地下

2、水应力等。图8-1用有限元解出的主应力迹线图重力场条件下、水平应力为主的构造应力场条件下未形成斜坡前最大，最小主应力、及最大剪应力分布状况。斜坡形成过程中，由于临空面的产生使坡面附近岩土体产生卸荷回弹，引起应力重分布、应力分异、应力集中等效应。8.2斜坡中的应力分布特征尚未发生明显变形或破坏之前应力特征：1.斜坡面附近的最大主应力迹线明显偏转，愈接近坡面，愈与之平行，最小主应力与之近乎正交，向坡体内逐渐恢复初始状态；2.由于应力分异，在坡面附近产生应力集中带，坡脚附近形成最大剪应力增高带，坡肩附近形成张力带，容易拉裂；3.由于主应力偏转，导致坡体内最大

3、剪应力迹线也发生变化，由直线变为圆弧线；4.坡面处于二向应力状态。8.2斜坡中的应力分布特征二、影响应力分布的因素1.岩体初始应力的影响；2.坡形的影响（坡高、坡角、坡底宽度、斜坡平面形态）；3.岩土体性质和结构的影响。8.2斜坡中的应力分布特征图8-2斜坡张力带分布状况及其与水平应力（σL）、坡角（β）关系示意图（据Stacey，1970）图8-3坡脚最大剪应力与坡高和谷底宽（W）关系图解（据Stacey，1970）结构面的组合关系，控制失稳块体的形态、规模和可能滑移方向例1例2结构面的组合关系，控制失稳块体的形态、规模和可能滑移方向一、变形的三种形

4、式1、拉裂（卸荷回弹）在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内，形成的张裂隙变形。2、蠕滑斜坡岩土体沿局部滑移面向临空面方向的缓慢剪切变形。8.3斜坡变形破坏的类型张开裂隙重力作用下的裂隙张开现象弯折倾倒发展过程图8.3斜坡变形破坏的类型3、弯折倾倒由陡倾板（片）状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重力作用下所发生的向临空面方向同步弯曲的现象。二、破坏1.崩塌斜坡岩土体被陡倾的拉裂面破坏分割，突然脱离母体而快速位移，翻滚，跳跃和坠落下来；分类：按规模分、按物质成分特征2.滑坡斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。滑坡的机制；滑坡的特征（跟崩

5、塌相比较）；8.3斜坡变形破坏的类型8.4崩塌一、崩塌的形成条件崩塌一般发生在厚层坚硬脆性岩体中；水平产出的软硬相间岩层组成的陡坡中；崩塌形成的影响因素：1.构造节理和成岩节理对崩塌的形成影响很大；2.与地形有关，一般发生在高陡斜坡的前缘；3.受风化作用的影响；4.触发因素；盐池河磷矿是崩塌形成诸条件制约的典型实例。盐池河崩塌西藏易贡特大崩滑灾害8.4崩塌二、崩塌的运动学特征1.崩塌块体的破坏力（能量）有多大？8.4崩塌崩塌块沿斜坡运动的主要形式是跳跃和滚动。跳跃时：滚动时：8.4崩塌2.崩落有多远？（位移）当质点运动呈跳跃式是，轨迹方程可按向下抛射物

6、体的运动规律进行推导。设崩塌块体在斜坡某处跳跃初速度为，抛射角为，与铅直面夹角为，则水平分速度和铅直分速分别为：8.4崩塌过t时间后，在x,y方向上的位移分别为：解方程得：一、滑坡的形态要素一个典型滑坡所具有的基本形态要素8.5滑坡①后缘环状拉裂缝；②滑坡后壁；③横向裂缝及滑坡台阶；④滑坡舌及隆张裂隙；⑤滑坡侧壁及羽状裂隙；⑥滑坡体；⑦滑坡床；⑧滑动面(带)查纳滑坡贵阳沙冲路滑坡龙羊峡库岸滑坡2003年5月11日贵州省三穗县平溪特大桥滑坡致使35人死亡，毁坏桥墩2003年7月13日三峡库区沙镇溪发生千将坪滑坡，致使24人失踪。滑坡壁滑坡周界鸡扒子滑坡全

7、貌新滩滑坡全貌安县肖家桥滑坡滑坡坝后壁侧滑体高位崩滑800m620m唐家山滑坡主滑体长约800米，宽约620米，总方量约3500万方，是堰塞坝的主体，估计坝高80-100米，滑坡壁清晰，该滑坡应为高速滑坡。唐家山滑坡北川唐家山滑坡500m滑速10.4m/s一垮到底！8.5滑坡二、滑坡的认识遥感信息，地面地质测绘、勘探试验。利用航片识别滑坡，实质是识别滑坡的形态要素，然后结合研究地区的地质资料进行综合分析，从而确认滑坡的存在。地面地质测绘是识别滑坡最主要手段。勘探手段包括钻探、坑探和物探。勘探线的布置。三、滑坡活动的阶段性及各阶段的特点四个阶段8.5滑坡

8、蠕滑阶段滑动阶段剧滑阶段稳定阶段8.5滑坡四、滑坡分类1、按滑面与岩层层面关系分（1）无层滑坡