工程地质学岩质边坡稳定分析

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1、工程地质学岩质边坡稳定的工程地质分析链子崖危岩体是位于长江三峡航道咽喉上的一处稳定性最差的大型灾害性崩滑体。链子崖危岩体在长江南岸，下距宜昌市73km，距三峡坝址27km，属湖北省秭归县。链子崖危岩体是岩层开裂变形体，发育在由二迭系下统栖霞组(Piq)坚硬石灰岩组成的阶梯状陡壁上，底为厚l.8—4.2m的马鞍山组(P1qm)软弱煤系层，岩层倾向上游斜向长江。其变形破坏的形式一般以崩塌为主，且存在着在特殊不利情况下发生大规模滑移的条件，而且陡崖崩塌后退越多，大规模滑移破坏的可能性越大，也存在双面滑坡和崩塌综合变形破坏的可能。三峡工程双线五级船闸整

2、个闸室段均在花岗岩山体中开挖修建，最大开挖深度174.5m。开挖后形成南、北两侧高边坡，南坡最大坡高170.28m，北坡最大坡高137.8m。TheVaiontLandslideintheDolomites(TheDolomitesareamountainrangeinNorthernItaly)Thismapshowsthescaleofthelandslide,whichsloppedthecontentsofthereservoiroverthedamandkilledmorethan2000peopleinLongaroneandthe

3、adjoiningcommunitiesThisisaviewofthelandslidefromupstream.1.边坡岩体应力分布特征⑴边坡形成后应力状态的变化①边坡岩体处于自重应力场的理想状况下②边坡岩体为均质岩体假设斜坡周围的主应力迹线发生明显的偏转（愈接近边坡，原为铅直方向的σ1愈接近平行于斜坡临空面，而原为水平方向的σ3则与斜坡临空面正交）主应力迹线图虚节线代表剪应力迹线●●在坡角与河谷谷底形成应力集中带在σ1与σ3差值最大区，相应形成一个最大剪应力区，最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，其凹面朝向临空面主应力迹线图虚节线代

4、表剪应力迹线●●在坡顶和坡面靠近地表部位，形成一个拉应力带（该带的范围随坡角的加大而增大）⑵影响边坡岩体应力分布的主要因素原始应力状态的影响●当σL=3γH时，坡脚切向应力可达7--9倍γH无侧向水平应力（σL)时，坡脚区切向应力的最大值约相当于原始水平应力的三倍（即：坡脚区切向应力=3λγH）●在坡顶或坡面的靠近地表部位，由于水平应力显著降低，σ3可成为拉应力，形成拉应力带●●原始水平剩余应力越高，越易形成拉应力区●水平应力越高,坡脚处最大剪应力越大(因此,当岩体中存在较高水平剩余应力时,边坡更易遭受变形和破坏）坡形影响●坡高越高，坡内拉应力

5、越高●坡角越大，拉应力范围越大，切向应力值越高W>0.8H时坡脚处τ基本不随底宽的变化而变化●基坑底宽W<0.8H时坡脚处τmax随底宽的缩小而急剧增大●凹形坡有利于坡体稳定，凸形坡则相反岩体结构的影响当软弱结构面与坡体主压应力轴线平行时，将在软弱结构面的端点部位或应力阻滞部位出现拉应力集中和剪应力集中●当软弱面与坡体主压应力轴线垂直时，将发生平行于软弱面的拉应力或于端点部位出现垂直软弱面的压应力●当软弱面与坡体主压应力轴线斜交时，沿弱面主要为剪应力集中，并于端点部位或应力阻滞部位出现拉应力●●在软弱面交汇处,应力受到阻滞,压、拉应力强烈集中2

6、.边坡岩体的破坏与变形⑴松弛张裂由于河谷部位的岩体被冲刷侵蚀或人工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近于平行于边坡的拉张裂隙的作用过程，由此而产生的拉张裂隙称为边坡卸荷裂隙。其集中发育的范围称为松弛张裂带或卸荷带指：岩体结构下切深度地应力特征影响其发育的因素●向下延伸至谷底附近即消失●可是新生的，但多为沿已有陡倾角裂隙发育而成●多为平直延伸，一般无明显错动●张开度和分布密度由坡面向深处逐渐减弱边坡卸荷裂隙特征●在边坡岩体中，则可能成为边坡岩体失稳的主滑面●降低岩体强度，增大岩体透水性，使岩

7、体更易风化●是良好的渗漏通道●在拱坝坝肩岩体中可能构成滑移岩体的侧向切割面对工程的影响指：边坡岩体主要在重力作用下向临空面方向发生长期缓慢的塑性变形的现象向临空面的滑动不均匀沉陷后果：松动破碎⑵蠕动分为拉张上部坚硬岩层的表现为深层蠕动表层蠕动强度降低透水性增大岩层变得陡立岩层发生倒转下部软弱岩层向临空面的挤出指：坚硬岩层下面由软弱岩层引起的缓慢性变形层状岩体向上逐渐连续弯曲(塑性岩层)破裂、倾倒(脆性岩层)点头哈腰崩塌和滑坡岩崩：坚硬岩体中发生的崩塌土崩：土体中发生的崩塌⑶崩塌山崩：大规模崩塌分为形成原因指：陡峭边坡崖壁上，由于陡倾裂隙的切割，

8、导致岩体突发倾倒崩落，堆积于坡脚的过程边坡被陡倾裂隙深切坚硬岩层下部存在有软弱岩层下部有洞穴或采空区软、硬岩层的差异风化4.滑坡将要发生的滑坡的危害⑴