边坡工程理论与加固技术

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1、边坡工程理论与加固技术第一讲边坡工程基础理论1.1边坡的形成与演化规律1.1.1边坡的形成（1）斜坡与边坡（斜坡：自然斜坡；边坡：与人类工程活动有关的斜坡）（2）边坡形成因素内动力地质作用（构造作用：地壳上升、下降、水平等运动）外动力地质作用（流水侵蚀作用：切割、冲刷、搬运、堆积）人为工程活动（开挖、堆填）（3）边坡形成过程边坡基本物质形成构造运动上升河流侵蚀下切1.1.2边坡分类（1）按边坡组成物分软岩边坡逆倾向边坡（岩层倾向与坡向相反）半成岩边坡走向边坡（岩层倾向与坡向一致）①岩质边坡硬岩边坡顺倾向边坡（岩层倾向与坡向一致）②土质边坡土层边坡黄土、

2、成都粘土碎石土边坡坡、崩、残积块碎石土砂卵（砾）石边坡冲、洪积、冰积砂砾石土②岩质－－土质边坡（2）按边坡成因类型分构造侵蚀边坡构造堆积边坡流水侵蚀边坡流水堆积边坡人为作用边坡基岩裸露无基岩裸露基座阶地堆积阶地切割边坡内动力地质作用外动力地质作用（3）按边坡相对高度分天然斜坡低坡<100m高坡100～500m极高坡>500m人为切坡岩质切坡：低切坡<8m低高切坡8～20m中高切坡20～50m高高切坡50～100m极高切坡>100m土质切坡：低切坡<5m低高切坡5～15m中高切坡15～40m高高切坡40～80m（4）按边坡坡度分平地（准平台）<7°缓坡7

3、°～25°陡坎25°～45°极陡坎45°～65°陡崖>65°(5)按边坡纵剖面形态划分平顶型线型阶状陡坡缓坡尖顶型线型阶状陡坡缓坡陡坡缓坡陡坡缓坡陡坡缓坡陡坡缓坡陡坡缓坡陡坡缓坡斜坡命名：黄土侵蚀平顶陡坡－缓坡型高坡1.1.3边坡演化规律（1）边坡演化的动力边坡的自重应力内动力地质作用－－构造运动外动力地质作用－－风化作用，流水侵蚀作用人类工程活动（2）边坡变形、破坏的类型滑坡类剥落类－－碎屑流、溜沙坡、落石滚石崩塌类裂变类水土流失（3）边坡变形、破坏、演化的规律以上升运动为主的边坡变形、破坏演变规律演变规律：边坡高差由小－－大边坡坡度由小－－大－－小

4、－－大周期推进，但不重复具有：开裂变形－－破坏－－相对稳定－－开裂变形－－破坏周期性的向极不稳定演化的规律以下降运动为主的边坡演变规律演变规律：边坡高差由大－－小边坡坡度由大－－小边坡向稳定－－更稳定方向发展1.1.4边坡演变过程中的力学特征（1）边坡形成前的力学特征σ1＝σ1’σ3＝σ3’（2）边坡形成以后边坡应力特征σ1＝σ1’σ3－σ3’>0(σ3－σ3’)cosə<τmax稳定(σ3－σ3’)cosə＝τmax极限平衡(σ3－σ3’)cosə>τmax产生变形开裂1.2滑坡基础知识1.2.1滑坡的形成（1）滑坡形成环境地貌环境－－山地斜坡环境地

5、质环境水文气象环境人类活动地质构造（断层带、活力断裂、地震）地层岩性（易滑地层、分布区）河流冲刷大雨、暴雨、长期绵雨（2）滑坡形成条件内部条件地形条件（小发<10°）,多发10°～20°，极易发21°～35°，多发35°～45°地层岩性（偶滑、少滑、易滑、极易滑）坡体结构（地质构造）、优势结构面（层面、顺坡向裂隙）外部条件水的侵蚀（降雨、降雪、地下水）水的冲刷（沟河水冲刷）加载（天然加载、人工堆填加载）开挖坡脚振动（地震、爆破、机震）其它（3）滑坡形成条件分析－－主控因素分析法主控因素分析的实质从众多的滑坡形成条件中分析确定主要因素主控因素与滑坡防治对

6、策主控因素分析是滑坡防治对策制定的基础终止主控因素的作用：（防治塘、渠水渗漏、河湖水冲刷）制约、减轻主控因素作用（地表截排水，地下输水）补偿因主控因素作用而降低了的抗滑能力（减载压脚、支挡抗滑、滑面预应力加固、滑带灌浆加固）1.2.2滑坡特征（1）滑坡基本要素与平面特征滑坡基本特征（1）滑坡平面特征平面形态（纵长形、横展形、半圆形）滑坡后壁特征（圆椅状）滑体表部特征（裂隙、纵向分级、横向分块）（2）滑体组成、结构与坡面特征滑体组成（岩质滑坡－－破碎岩体；土质滑坡－－粘性土，块碎石土）滑体结构（破碎、裂缝、褶曲、架空、上下错动、超复）剖面特征（剖面能反映

7、滑体组成、结构、滑动面形态、滑坡发生过程与特性）土质滑坡（土层中滑面为圆弧形、岩层面为折线、直线型）岩质滑坡（顺向坡多为直线、折线；逆向坡多为折线）半岩质滑坡（滑动面多呈折线形、圆弧形）（3）滑坡形成过程与运动特征①滑坡形成过程：弹塑性变形阶段微裂隙变形阶段匀速变形阶段（应力向嵌合点集中）加速变形阶段（嵌合点剪破产生蠕滑）剧滑变形阶段（滑面贯通碾磨）②运动特征a整体平行滑移滑体完整，无明显破裂b差异运动－碰撞－－破碎拉槽C滑速式中：U为滑体长；b为后缘相对前缘的变形；h为滑体平均厚度；E为滑体弹模；M为滑体质量；H滑体重心落差；f为滑面摩擦系数最大滑速

8、预测计（估）算：式中：R为滑面岩土残、峰值比；F1为滑体区滑段面积；F2为抗滑段面积d最大滑距