工程地质学基础——斜坡变形破坏

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1、天然斜坡：沟谷岸坡、山坡……人工边坡：露采边坡、基坑边坡……斜坡的基本要素(1)坡面AC(2)坡肩A(3)坡顶AB(4)坡脚C(5)坡高H(6)坡角(7)坡体MMHABC岩坡土坡第三章斜坡变形破坏工程地质研究斜坡——指地表一切具有侧向空面的地质坡体，是一类广泛的地貌类型。斜坡变形破坏是地质发展演化的重要过程。类型按坡角大小陡坡>=300中坡150<=<300缓坡<150按高度H高坡中坡低坡岩坡M15M土坡H10m岩坡8mH<5m土坡5mH<10m岩坡H<8m土坡H<5m坡面形态：内凹型，外凸型直线型，复合型第一节概述1963年10月夜间发生在意大利北部山区的Vajont水库，被

2、公认为是世界上最严重的滑坡灾害。该水库库容10亿立方米，坝高267米，是当时世界上最高的双曲拱坝。水库蓄水造成水库岸坡地下水位的相应抬高，地质环境发生了急剧变化，2.6亿立方米的石灰岩山体以20M/S以上的速度滑入水库。最大涌浪高度250M，越过坝顶高度达150M，库水迅猛泻向下游。洪水摧毁了下游数公里以内的5个村庄，2600人在梦中死亡。该水库也因滑坡填入而报废。第二节斜坡应力分布特征H131.斜坡周围主应力迹线发生明显偏转:愈接近临空面,最大主应力1愈接近平行于临空面,3与之正交,向坡内逐渐恢复到原始状态。原始应力状态：一重分布应力的特点：2.在坡脚及坡肩附近形成应力集中区(1)坡

3、脚附近最大主应力显著增高,且愈近表面愈高;最小主应力显著降低。这一带是坡体中应力差或最大剪应力最高的部位，形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压裂面。1(2)在坡顶面和坡面的某些部位,坡面的径向应力和坡顶面的切向力可转化为拉应力,形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。3.与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。4.坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。二影响斜坡应力分布的因素1.岩体初始应力的影响初始应力场、尤其水平剩余应力使坡体中主应力迹线的分布形式有所不同，明显改变了各应力

4、值的大小；使应力分异现象加剧,尤其对坡脚应力集中带和坡面张力带的影响最大。2.坡形的影响（1）坡高：不改变应力等值线图象，应力随坡高而增高。(2)坡角：坡角变化明显改变了应力分布图象。随坡角变陡，张力带的范围有所扩大，坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。(4)坡面形态：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。圆形和椭圆形边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜坡的1/2。当水平应力坡形于椭圆形矿坑长轴时，应力集中较缓和。(3)坡底宽度：当W<0.8H时,坡脚最大剪应力随底宽而急剧。当W>0.8H时，则保持为一常值（称为“残余坡角应力”）3.斜坡岩土体特性和结构特征的影响:岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布

5、无明显影响.泊松比可改变主应力和剪应力的分布,引起张力带变化。随着增高，坡面和坡顶的张力带逐渐扩展；而在坡底则反之，增高，张力带收缩。结构面的产状、性质的差别，使斜坡中的应力分布出现了不连续性，在不连续面或软弱面的周边形成应力集中或发生应力阻滞。11第三节斜坡变形破坏的基本形式一、斜坡变形斜坡受到侵蚀卸荷作用和开挖卸荷等作用所产生的应力释放效应，而引起的斜坡表层岩土体的弹塑性回弹和蠕变位移。(2)拉裂斜坡形成过程中，在坡面和坡顶形成的张力带中拉应力集中形成拉张裂缝。形式：(1)卸荷回弹卸荷、初始应力释放侧应力减弱产生张裂面(3)蠕滑斜坡岩土体在自重应力为主的长期作用下,向临空面方向的缓

6、慢而持续的变形。A.表层蠕滑：斜坡浅层岩土体在重力的长期作用下，向临空面方向缓慢变形构成一个剪变带，其位移由坡面向坡内逐渐降低直至消失。按其形成机制特点可分为两种：①软弱基座蠕滑②坡体蠕滑（受软弱结构面控制）(3)弯曲倾倒：由陡坡或直立板状岩体组成的斜坡,当岩层走向与坡面走向大致相同时，在自重的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展的变形，称为～。B.深层蠕滑：主要发育在斜坡下部或坡体内部。二、斜坡破坏1.崩塌陡坡上的岩土体产生以下落运动为主（移动、滚动、跳跃）的破坏现象。（土崩、岩崩）崩塌滑坡表层流动落石2.滑坡斜坡岩土体依附于内在的或潜在的贯通结构面，在外力作用下，失

7、去原来的平衡状态，产生了以水平运动为主的滑动现象。3.两者的区别：①运动方式②破坏形式③是否脱离母体，存在滑动面④规模、速度变形破坏地质模型：——崩塌：——第四节滑坡一、滑坡的基本要素滑动带：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等（下页图）。滑坡床：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。滑坡体：与母体脱离经过滑动的部分岩体。滑坡周界：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。滑坡壁