《边坡工程》ppt课件

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1、边坡工程资源环境学院第3节、斜坡变形破坏的基本类型第2节、斜坡中的应力分布特征第1节、概述第5节、斜坡稳定性的工程地质评价方法第4节、影响斜坡稳定性的因素斜坡统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜坡和人工边坡。天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人工改造的斜坡（山体斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等）。人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的斜坡（道路工程中的路堑、路堤边坡，房屋、桥梁工程的基坑边坡，露天矿山的边坡，水电工程中的运河渠道边坡，船闸、溢洪道边坡、饮水水洞进、出口边坡、土石坝边坡及坝肩边坡等）。第1节概述唐古拉山北的断坡滑塌（镜头向南，2001.3）宁东盆中的断坡滑

2、塌（镜头向南，2001.7）江、河、湖、海岸坡挖方：沟、渠、坑、池露天矿填方：堤、坝、路基、堆料小浪底土石坝山坡上方有崩落和滑动危险的巨石地铁隧道坍塌（2007.3）(1)通过勘察对斜坡的稳定性做出评价和预测；(2)为设计合理的工程边坡和制定有效的防治措施提供地质依据。斜坡稳定性的工程地质分析意义：2010年地质灾害类型构成图岩体中应力的分布特征决定了斜坡变形破坏形式和机理，对斜坡为稳定性评价、预测预报及整治提供岩体力学依据。第2节斜坡中的应力分布特征原始应力状态：H13在岩土体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖卸荷，在近边坡面一定范围内的岩土体中，发生应力重分布作用，使边坡岩土体处于

3、重分布应力状态。边坡岩土体为适应重分布应力状态，将发生变形和破坏。因此，研究边坡岩土体重分布应力特征是进行稳定性分析的基础。一、应力状态的变化1、边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力σ1与坡面近于平行，最小主应力σ3与坡面近于正交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。2、坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破坏。3、与主应力偏转相联系，最大剪应力迹线也发生偏转，呈凹向临空面的弧线。4、坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态。岩体初始应力的影响初始应力场、尤其水

4、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。二、影响边坡应力分布的因素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增大而急剧减小。当W>0.8H时，则保持为一

5、常值（称为“残余坡角应力”）(3)岩体性质岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应力发生改变。(4)结构面结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。第3节边坡变形破坏的基本类型边坡变形：指坡体只产生局部部位的位移和微破裂，岩块只出现微量的脚变化，没有显著的剪切位移或滚动，因而边坡不至引起整体失稳。边坡破坏：指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体产生整体滑动、滚动或转动。二者在边坡变化过程中是相互密切联系的。边坡破坏前，边坡岩体总要经历一个从徐变到巨变

6、的变形过程。常见的边坡变性破坏主要类型有：松弛张裂、蠕动变形、倾倒、崩坍和滑坡。一、斜坡变形的基本类型深层蠕动表层蠕动斜坡变形的基本类型弯曲倾倒松弛张裂蠕动变形松弛张裂是边坡的侧向应力削弱后，由于卸荷回弹而在斜坡上出现张裂的现象。随着河谷的进一步深切，卸荷裂隙向深部发展，还可以产生与坡面大角度相交或近于垂直的剪切裂隙，卸荷裂隙由坡面向深部有时呈多层发育，在边坡形成松弛张裂——卸荷裂隙带。1.松弛张裂砂岩中的柱状节理（松弛张裂）卸荷张裂峡谷地区卸荷发育示意图发育深度：河谷谷坡卸荷带的发育宽度和深度与边坡的岩性及岩体结构有关，此外还受边坡形态和原始应力状态控制，边坡愈高愈陡，水平残余构造应力愈大

7、，则卸荷裂隙愈发育。在深切河谷和高水平残余构造应力区，谷坡的发育宽度及自地表向下的发育深度可达到数十米甚至上百米。形成机制：岩体初始应力释放后卸荷回弹。原因：人工开挖边坡、河流下切侵蚀、坡脚软弱层的蠕变、震动(地震或爆破)、边坡体压应力集中而产生压致拉裂等，均可引起边坡张裂变形。后果：岩体原有整体性受到破坏，强度降低，有利于水的渗入，逐渐发展为崩塌、滑坡等。2.蠕动变形蠕动变形是指边坡岩体主要在重力作用下向临