岩石边坡工程综述

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1、东北大学资源与土木工程学院考试科目：高等岩石力学指导老师：王述红论文题目：岩石边坡工程综述考试日期：2012年01月05日姓名：师文豪学号：11016268岩石边坡工程综述一、引言边坡是地质体的基本工程状态之一，如露天开挖、水利建设中开挖形成的边坡，铁路公路建筑施工形成的路堤边坡，开挖路堑形成的路堑边坡都是边坡的一种形式，中国是亚洲乃至世界上滑坡灾害最为严重的地区之一，特别是20世纪80年代以来，随着经济建设的恢复和高速发展及自然因素的影响，滑坡灾害呈逐年加重趋势。目前，全国范围国内除山东省没有发现严重的滑坡灾害外

2、，其余各地均有发生。其中以西部地区（西南、西北）的云南、贵州、四川、重庆、西藏，湖北西部、湖南西部、陕西、宁夏及甘肃等省区最为严重。【1】因此研究边坡工程在国民经济建设中具有重要的意义。岩石高边坡稳定性问题是我国20世纪70年代以后出现的最具特色的地面岩石工程问题之一。尤其是20世80年代以来，我国经济的告诉增长，极大地刺激了资源、能源的开发，交通体系的完善和城镇的都市化进程，大型工程活动数量之多、规模之大、速度之快、涉及面之广，举世瞩目；毫无疑问，随之在不同领域也带来了众多的高边坡工程问题。【2】以西南地区为例，修建或拟

3、修建的巨型、大型水利水电工程，边坡高度小则百余米，大则300～1000m，加之现代构造活动强烈，自然动力地质作用发育，因此，岩石高边坡通常处于复杂的地质环境并具有复杂的地质结构，构成我国大型水电工程建设中的一个关键工程技术难题无疑对工程修建的可行性决策起到重要的控制作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及运营效益。8在大规模工程建设中，一方面，岩石高边坡作为工程建筑物的基本环境，工程建设会在很大程度上打破原有自然边坡的平衡状态，使边坡偏离甚至远离平衡状态，控制与管理不当会带来边坡变形与失稳，形成边坡地质灾害；另一方面，它

4、又构成工程设施的承载体，工程的荷载效应可能会影响和改变它的承载条件和承载环境，从而反过来影响岩石边坡的稳定性。因此，岩石高边坡的稳定性问题不仅涉及工程本身的安全，同时也涉及整体环境的安全；岩石高边坡的失稳破坏不仅会直接摧毁工程建设本身，而且也会通过环境灾难对工程和人居住环境带来间接地影响和灾害。【3,4】因此，对岩石高边坡稳定性的研究一直是我国20世纪工程地质学领域的热点和难点科学与工程技术问题。二、边坡稳定性分析方法（一）、边坡稳定性成因历史分析法边坡稳定性成因历史分析法就是通过研究边坡的形成历史和所处的自然地质环境、物

5、质组成、变形破坏形迹，以及影响边坡稳定性的各种因素特征和相互关系，从而对它的演变阶段和稳定状况做出评价和预测。黄润秋系统总结分析了20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机理【5,6】，认为中国大陆大型滑坡发育的根本原因之一是具有复杂的地形地貌特征：中国的大型滑坡绝大多数发生在环青藏高原东侧大陆地形第一个坡降带范围和二级台地上。他指出，中国的大型滑坡通常具有复杂的生成机制，并把中国大型滑坡发生的岩土介质划分为三种主要类型，即岩质滑坡、土层滑坡和松散堆积层滑坡。（1）大型滑坡的发生是一个复杂的地质—力学过程，或者说是一个实效过程。

6、这个过程的发生是以滑动面的贯穿过程为主线的，滑动面的形成及贯穿往往具有累进性破坏的特征。（2）大型滑坡发生的地质—力学模式包括以下的典型类型：即滑移--拉剪--剪断“三段式”模式、“挡墙溃决”模式，近水平岩层的“平推式”模式、反倾岩层大规模倾倒变形模式、顺倾岩层的蠕滑--剪断模式等。每一类模式都具有其对应的岩体结构条件和特定的变形破坏演变过程。实践结果表明，查明边坡变形破坏的地质力学模式是滑坡地质灾害防治的基础。【7,8】（3）大型岩质滑坡的发生一般都伴随有滑动面上“锁固段”的突发脆性破坏。锁固段在岩质边坡的变形控制盒稳定

7、性机制中具有重要的地位，也是边坡地质灾害评价与控制的关键。（二）、边坡稳定性数值分析方法目前对边坡稳定性分析已从单一方法走向多种方法相互对比、验证的评价阶段，例如，利用极限平衡方法和有限元的强度折减法相结合的评价方法;同时，还可以结合其他方法进行综合评价，以追求分析结合的客观、可靠。另一个进展趋势是，计算方法逐步拓展到三维空间，如朱大勇、郑宏分别与他们的协作者从各自角度通过对滑面正应力进行修正后，建立满足6个平衡方程的安全系数显示表达式，大大地推动了三维边坡极限平衡理论发展，在国际上已产生较大的影响。同时二人分别将上述方法

8、应用到工程实践中并取得良好的效果。8冯夏庭基于上述的多种智能方法，并结合数值分析和工程地质的综合分析，逐渐建立了水电工程高陡边坡和大型滑坡群的岩体力学参数反演方法、稳定性的时空预测和动态反馈分析智能方法，加固措施优化方法以及这些方法的综合集成智能方法，分别成功地进行了龙滩水电站左岸高坡、糯扎渡水电站坝址