岩体力学在边坡工程中的应用（之(1)

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1、第十五讲第十七章  岩体工程与基础工程第一节岩体力学在边坡工程中的应用（之一）一、内容提要：本讲主要讲述岩质边坡应力分布特征；边坡岩体的变形和破坏以及影响边坡稳定性的工程地质因素二、重点难点：边坡应力分布特征、边坡变形和破坏斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。它包括自然斜坡和人工边坡两种。前者是在一定地质环境中，在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物，如山坡、海岸、河岸等。后者则是由于人类某种工程、经济目的而开挖的，往往在自然斜坡基础上形成，其特点是具有较规则的几何形态，如路堑、露天矿坑边帮、运河(渠道)边坡等。斜坡具有坡体、

2、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面等各项要素(图17-1-1)。第十五讲第十七章  岩体工程与基础工程第一节岩体力学在边坡工程中的应用（之一）一、内容提要：本讲主要讲述岩质边坡应力分布特征；边坡岩体的变形和破坏以及影响边坡稳定性的工程地质因素二、重点难点：边坡应力分布特征、边坡变形和破坏斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。它包括自然斜坡和人工边坡两种。前者是在一定地质环境中，在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物，如山坡、海岸、河岸等。后者则是由于人类某种工程、经济目的而开挖的，往往在自然斜坡基础上形成，其特点是具有

3、较规则的几何形态，如路堑、露天矿坑边帮、运河(渠道)边坡等。斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面等各项要素(图17-1-1)。第十五讲第十七章  岩体工程与基础工程第一节岩体力学在边坡工程中的应用（之一）一、内容提要：本讲主要讲述岩质边坡应力分布特征；边坡岩体的变形和破坏以及影响边坡稳定性的工程地质因素二、重点难点：边坡应力分布特征、边坡变形和破坏斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。它包括自然斜坡和人工边坡两种。前者是在一定地质环境中，在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物，如山坡、海岸、河岸等。后者则是

4、由于人类某种工程、经济目的而开挖的，往往在自然斜坡基础上形成，其特点是具有较规则的几何形态，如路堑、露天矿坑边帮、运河(渠道)边坡等。斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面等各项要素(图17-1-1)。斜坡在各种内、外地质营力作用下，不断地改变着坡高和坡角，使坡体内应力分布发生变化。当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时，就产生了斜坡的变形破坏作用。尤其是大规模的工程建设，使自然斜坡发生急剧变化，斜坡的稳定程度也变化极大，往往酿成灾害。斜坡的变形与破坏，实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。由于斜

5、坡变形破坏，给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。在我国，由于特殊的自然地理和地质条件所制约，斜坡地质灾害分布广泛，活动强烈，危害严重。由于斜坡变形破坏对人类工程、经济活动和生命财产的危害较大，所以它是工程地质学研究的主要课题之一，也是环境地质学和灾害地质学研究的重要内容。【例题1】决定斜坡的变形与破坏的主要因素是（）。A.斜坡类型B.斜坡要素C.斜坡种类D.斜坡岩土体内应力与强度答案:D【例题2】下列不属于斜坡要素的是（）。A.坡高B.坡顶C.坡角D.坡腿答案:D一、岩质边坡应力分布特征斜坡的变形与破坏，取决于坡体中的应力分布和岩体的强度

6、特征，了解坡体中应力分布特征，对认识斜坡变形与破坏机理很有必要；对正确评价斜坡的稳定性，制定合理的设计和整治方案有指导意义。但是，由于坡体通常不是均质各向同性的介质，坡形也千姿百态，在坡体变形与破坏过程中，其应力状态又不断地变化着，因此下面只能对岩质边坡应力分布的特征作一规律性探讨。(一)形成边坡后应力状态的变化形成边坡后，由于边坡的卸荷作用，并且具有了向临空面方向变形和位移的空间，边坡的应力将重新分布。下面我们用有限单元法分析均质边坡的弹性应力状态。根据有限单元法的计算，形成边坡后，岩体的应力主要发生了以下变化：1．由于应力重新分布，边坡周围主

7、应力迹线发生明显偏转，见图17-1-2，其总的特征为愈靠近临空面，最大主应力(σ1)愈接近平行于临空面，最小主应力(σ3)则与之趋于正交。2．坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著增高，且愈近表面愈高；最小主应力(相当于径向应力)显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。3．坡缘(坡面与坡顶面的交线)附近，在一定的条件下，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转化拉应力，形成一张力带，见图17-1-3。4．与主应力线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧形，弧的凹面朝着临空。5．坡面处由于径向压力实际等于零，所以坡体实际上

8、处于单向应力状态(不考虑坡面走向方向的应力σ2)，向内渐变为两向(不考虑σ2时)或三向状态，并逐渐恢复到原始应力状态。上述应力分析只能适