斜坡工程ppt课件.ppt

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1、第五章斜坡工程工程地质学基础15.2斜坡岩体应力分布特征5.2.1斜坡中应力状态的变化(1)由于应力的重分布，斜坡周围主应力迹线发生明显偏转。无论是在重力场条件下，还是在以水平应力为主的构造应力场条件下，其总的特征表现为愈靠近临空面，最大主应力愈接近平行于临空面，最小主应力则与之近于正交。2(2)由于应力分异的结果，在临空面附近造成应力集中带。但坡脚区和坡线(斜坡面与坡顶面的交线)区情况有所不同。坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著增高，且愈近表面愈高(图5—2下)；最小主应力(相当于径向应力)

2、显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。因而，这一带是斜坡中应力差或最大剪应力最高的部位，形成一最大剪应力增高带，通常是斜坡中最容易发生变形和破坏的部位，往往因此而产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。3图5－2用有限元解出的位移迹线图（上）和主应力迹线图（下）（a）重力场条件（N＝0.33）；（b）以水平应力为主的构造应力场条件下（N＝3）4坡缘附近，在一定条件下，按面的径向应力和按顶面的切向应力可转为拉应力，形成一张力带(图5—3)。因此，坡肩附近最易拉裂破坏。斜坡坡度愈陡，则此带范围愈明显。(3)坡面

3、处由于径向压力实际等于零，所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡走向方向σ2时)，向内渐变为两向或三向(考虑σ2时)状态。(4)与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝着临空方向。55.2.2影响斜坡应力分布的因素5.2.2.1岩体初始应力的影响岩体的原始应力状态对坡脚应力集中带和张力带的影响最大，不仅加剧斜坡应力的集中程度，也加剧应力分异现象。水平应力越大，影响越大。5.2.2.2坡形的影响在坡脚区，根据图5—5可见，坡底的切向应力最大值约相当于原始水平应力的三

4、倍左右。当有侧向水平应力时，该值成倍增高，如当σL＝3ρgh时，该值可达7-10ρgh，与σL=0的情况相比，相差十分悬殊。6图5-5斜坡张力带分布状况及其与水平构造应力（σL）、坡角（β）关系示意图（据Stacey，1970）坡角最大剪应力与坡脚和坡底宽（W）关系图解（据Stacey，1970）75.2.2.3斜坡岩体性质和结构特征的影响岩土体的的变形模量对坡体的应力分布并无影响泊松比对坡体的应力有一定程度影响结构面对坡体应力分布的影响十分显著85.3斜坡浅表改造现象以斜坡岩体为代表的处在地壳浅表圈层部位

5、的岩体，在地貌形成演化过程中，其表生改造过程与地貌形成演化过程密切联系的，实质上是一个卸荷过程，可称为浅表生改造。表生改造——地壳浅表圈层由于岩体卸荷回弹和在自身重力场条件及外界影响因素的作用下而发生变形破坏浅生改造——地壳浅表圈层中因区域性卸荷引起岩土体应力场的变化和应变能的释放而形成的变形的破坏过程。9卸荷作用在斜坡形成过程中引起临空面附近岩体内应力应变场重新分布局部应力集中卸荷引起的变形应力分异破裂面差异回弹破裂面见图5-7斜坡经改造后的应力场应力降低区——卸荷、风化带应力增高区——紧密挤压原岩应力区

6、105.4斜坡破坏基本类型斜坡破坏的分类，国内外已有许多不同的方案。近年来，国际工程地质协会(IAEG)滑坡委员会建议(D．M．Cruden，1989)采用瓦思斯的滑坡分类(D．Varnes，1978)作为国际标准方案。分类综合考虑了斜坡的物质组成和运动方式。按物质组成分为岩质和土质斜坡；按运动方式划分为崩落(塌)(faIls)、倾倒(topples)、滑动(落)(slides)、侧向扩离(1ateralspreads)和流动(flows)等5种基本类型。还可组合成多种复合类型，如崩塌—碎屑流、滑坡—泥石流

7、等。11鉴于以上原因，可将崩落(塌)(falls)、滑落(坡)(s1iding)和(侧向)扩离(1ateralspreading)作为三种基本破坏方式(图9-7)，也是斜坡失稳的基本方式。就岩体破坏机制而言(参见图3-2)，崩塌以拉断破坏为主、滑坡以剪切破坏为主、扩离则主要是由塑性流动破坏所致。分类：按演化过程——拉裂、蠕滑、和弯曲倾倒等按破坏形式——崩塌、滑坡等大规模的斜坡变形破坏都是上述一种或多种的组合12崩塌滑坡135.4.1斜坡变形5.4.1.1拉裂斜坡岩土体在局部拉应力集中的部位和张力带内，形成的

8、张裂隙变形型式称为拉裂常见部位——高都斜坡坡肩多与坡面近于平行，尤其易沿坡体中陡倾构造节理发育。空间特点——上宽下窄，坡面向坡里逐渐减少145.4.1.2蠕滑斜坡岩土体沿局部滑移面向临方向的缓慢剪切变形称为蠕滑蠕滑的的三种形式：受最大剪应力面控制的剪切蠕滑。常见于——均质岩土体受软弱结构面控制的滑移受控于——节理、断层软弱夹层等受软弱基座控制的蠕滑—塑流常见于——侵蚀河谷和挖方地段。不是沿统一的结构面，而是受控于