岩石力学课件---7.岩石边坡.ppt

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1、第七章岩石边坡§7-1边坡问题的评价一、岩石边坡分类边坡按成因可分为两类：1、自然边坡：在各种自然营力作用下形成的边坡（山坡）2、人工边坡本章主要讨论人工岩石边坡工程的稳定性与岩石物理力学性质、岩体结构、原岩应力、水及边坡工程开挖活动等有关的因素。人工开挖边坡(矿山边坡、路堑边坡)人工堆积边坡(排土场边坡、路堤边坡)§7-1边坡问题的评价二、边坡破坏的基本类型主要受岩体的工程地质条件特别是岩体结构面的控制。常见的破坏形式主要有以下四种：1、圆弧形破坏在表土、废石堆或破碎或散体结构岩体中最常见。§7-1边坡问题的评价二、边坡破坏的基本类型2、平面破坏当结构面走向与坡

2、面走向平行或近于平行，结构面倾向与平面倾向一致时，如果结构面迹线在平面出露，则可能产生这种破坏。§7-1边坡问题的评价二、边坡破坏的基本类型3、楔体破坏在块状结构岩体中，当两组结构面与坡面斜交，切割成楔形结构体，并且两结构面交线出露于边坡坡面时楔形结构体则可能沿结构面组合交线滑移。§7-1边坡问题的评价二、边坡破坏的基本类型4、倾倒破坏在层状结构岩体中，当结构面平行于坡面走向，倾向与边坡倾向相反，倾角较陡，且受垂直于坡面的结构面切割，则可能发生倾倒破坏。滑蹋模式平面滑坡楔体破坏倾倒破坏圆弧破坏§7-1边坡问题的评价三、边坡岩体结构图的编制1、边坡岩体结构图的基本内

3、容（1）拟建边坡外形轮廓线平面图，即台阶、平面线和境界线。（2）边坡岩体结构类型分界线。（3）边坡岩体结构面及坡面的赤平投影图和结构体的实体比例投影。（4）边坡潜在稳定性评价-基于赤平投影或块体理论等。§7-1边坡问题的评价三、边坡岩体结构图的编制2、编制边坡岩体结构图的基础资料（1）工程地质平面图。两个内容：工程地质岩组划分；构造结构面分级。（2）边坡工程布置平面图。（3）岩体结构面力学性质。结构面的抗剪强度特征是边坡工程稳定性分析的重要依据。§7-1边坡问题的评价三、边坡岩体结构图的编制3、编制边坡岩体结构图的方法（1）绘坡底线根据设计提供的边坡底边线的坐标位

4、置和坡底线标高和边坡走向方位，在工程地质图上绘出坡底线。（2）绘开挖线（3）统计在边坡面上出露的岩组界线和结构面迹线统计在边坡面上出露的岩组界线和结构面迹线，记录结构面，对结构面分级，确定其力学属性（压性、张性或扭性等）（4）绘赤平投影图和结构体的实体比例投影图。4、边坡岩体结构图的应用编制好边坡岩体结构图以后，根据结构图考虑是否有必要进一步修改边坡工程设计。5、危险结构面的检验§7-2平面破坏分析一、平面破坏的条件1、边坡上有一组接近与边坡走向平行(在±200范围内)的结构面；2、这组结构面必须在坡面上出露，也就是说它的倾角小于坡面倾角，即φf>φp；3、结构面

5、的倾角大于其摩擦角，即φP>φ0；4、在边坡上还必须存在一组与边坡接近正交的结构面（解离面/切割面），而且这组结构面对结构体的抗滑力很小。§7-2平面破坏分析二、平面破坏的力学模型1、坡顶上有张裂缝2、坡面上有张裂缝§7-2平面破坏分析二、平面破坏的力学模型3、假设条件（1）滑动面及张裂缝平行于边坡走向（2）张裂缝是直立的，其中充有深度为Zw的水；（3）水沿张裂缝顶部进入滑动面并沿滑动面渗透，在大气压力下沿滑动面出露处流出。（4）结构体重力为W，滑动面上水压所产生的上举力为U，张裂缝中水压所产生的推力为V，三条力线都通过结构体重心，即假定只有滑动而无转动。（5）考

6、虑单位长度岩片，并假定有横向节理存在，在结构体侧面没有对滑动的阻力。（6）滑动面上抗剪强度为：τ=c0+σtgφ0§7-2平面破坏分析三、边坡安全系数的计算设安全系数为F:式中：A为滑动面面积；U为水对结构体的上举力；V为水压产生的横推力；W为结构体自重；γw为水的重度。§7-2平面破坏分析讨论：1、张裂缝在坡顶面时：2、张裂缝在坡面时：γ为岩石湿重度。§7-3楔体破坏分析楔体破坏分析可分为三种情况来讨论：1、只考虑结构面摩擦力（安全系数大于2，不会发生楔体破坏，反之则需作进一步分析）；2、同时考虑结构面摩擦力、粘结力和水压力；3、赤平投影分析方法。§7-3楔体破

7、坏分析一、只考虑结构面摩擦力§7-3楔体破坏分析一、只考虑结构面摩擦力设两个结构面的抗滑反力分别为RA和RB，楔体重力为W，则安全系数F:i为交线的倾角；φ0为结构面摩擦角，ξ为两结构面夹角；β为楔体歪斜角。考虑结构体的平衡条件，水平方向：垂直方向：解得：§7-3楔体破坏分析一、只考虑结构面摩擦力则安全系数为可写成：式中：Fw—只考虑了摩擦力的楔体安全系数；Fp—平面破坏的安全系数；K—楔体系数；§7-3楔体破坏分析二、同时考虑结构面摩擦力、粘结力和水压力的楔体破坏分析§7-3楔体破坏分析通过分析，得安全系数为式中：c0A，c0B—结构面A和B的粘结力；φ0A，

8、φ0B—结