第七章+斜坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)研究

1、第七章第七章 斜坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)研究斜坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)研究n斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用n崩塌崩塌n滑坡滑坡n斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)n斜坡失穩(wěn)的防治措施斜坡失穩(wěn)的防治措施本章提要本章提要n斜坡的變形破壞的基本形式與特征；斜坡的變形破壞的基本形式與特征；n崩塌作用工程地質(zhì)研究；崩塌作用工程地質(zhì)研究；n滑坡作用工程地質(zhì)研究；滑坡作用工程地質(zhì)研究；n斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及斜坡變形破壞的預(yù)測(cè)與防治措斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及斜坡變形破壞的預(yù)測(cè)與防治措施。施。斜坡：斜坡：自然或人工開挖的具有一定延伸長(zhǎng)度和坡角的自然或人工開挖的具有一定延伸長(zhǎng)度和坡角的坡體。坡體。坡頂坡高坡面坡底坡眉坡腳坡角7.1 7.1

2、斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 按照物質(zhì)組成和運(yùn)動(dòng)方式的不同分為：按照物質(zhì)組成和運(yùn)動(dòng)方式的不同分為： 物質(zhì)組成：物質(zhì)組成：巖質(zhì)和土質(zhì)斜坡巖質(zhì)和土質(zhì)斜坡 運(yùn)動(dòng)方式：運(yùn)動(dòng)方式：崩落、倒塌、滑動(dòng)、側(cè)向擴(kuò)展、流動(dòng)。崩落、倒塌、滑動(dòng)、側(cè)向擴(kuò)展、流動(dòng)。 崩落崩落：陡坡或懸崖上任意大小的塊體沿著沒有或幾乎沒有剪：陡坡或懸崖上任意大小的塊體沿著沒有或幾乎沒有剪切位移的面分離。切位移的面分離。 倒塌倒塌：一個(gè)或幾個(gè)塊體由于重力或臨近塊體作用力的影響，：一個(gè)或幾個(gè)塊體由于重力或臨近塊體作用力的影響，或由于裂縫中流體的影響，繞著塊體下端或塊體以下的某或由于裂縫中流體的影響，繞著塊體下端或塊體以下的某個(gè)支點(diǎn)向前

3、翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。個(gè)支點(diǎn)向前翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。 滑動(dòng)滑動(dòng)：由于剪應(yīng)變和位移造成的一種運(yùn)動(dòng)。漸進(jìn)式的運(yùn)動(dòng)。：由于剪應(yīng)變和位移造成的一種運(yùn)動(dòng)。漸進(jìn)式的運(yùn)動(dòng)。 側(cè)向擴(kuò)展側(cè)向擴(kuò)展：主要方式是側(cè)向延伸，伴隨著剪切裂縫和拉伸裂：主要方式是側(cè)向延伸，伴隨著剪切裂縫和拉伸裂縫的出現(xiàn)。縫的出現(xiàn)。 流動(dòng)流動(dòng)：巖土體在空間上的連續(xù)變形。：巖土體在空間上的連續(xù)變形。斜坡破壞的主要類型就破壞機(jī)制而言，拉斷破壞和剪切破壞。斜坡破壞的主要類型就破壞機(jī)制而言，拉斷破壞和剪切破壞。7.2 7.2 崩塌崩塌 崩塌的定義：崩塌的定義：在陡峻的斜坡上，巨大巖塊在重力作用下突然而猛烈的向下傾倒、翻滾、崩落的現(xiàn)象，稱為崩塌。發(fā)生位置：發(fā)生位置：山區(qū)

4、陡峭的山坡、及高陡的路塹邊坡。種類：種類： 山崩：山崩：規(guī)模巨大的稱為山崩；規(guī)模巨大的稱為山崩； 碎落：碎落：斜坡表面由于巖石的風(fēng)化強(qiáng)烈，產(chǎn)生巖屑斜坡表面由于巖石的風(fēng)化強(qiáng)烈，產(chǎn)生巖屑順坡滾落的現(xiàn)象；順坡滾落的現(xiàn)象； 落石：落石：懸崖陡坡上個(gè)別較大巖塊的崩落。懸崖陡坡上個(gè)別較大巖塊的崩落。l崩塌的類型崩塌的類型形成形成機(jī)理機(jī)理傾倒式崩塌傾倒式崩塌滑移式崩塌滑移式崩塌鼓脹式崩塌鼓脹式崩塌拉裂式崩塌拉裂式崩塌錯(cuò)斷式崩塌錯(cuò)斷式崩塌黃土、石灰?guī)r及其它直立巖層多為軟硬相間的巖層，如石灰?guī)r夾薄層頁(yè)巖直立的黃土、粘土或堅(jiān)硬巖石下有較厚軟巖層多見于軟硬相間的巖層堅(jiān)硬巖石黃土物質(zhì)物質(zhì)組成組成崩積物崩塌崩積物崩塌表

5、層風(fēng)化物崩塌表層風(fēng)化物崩塌沉積物崩塌沉積物崩塌基巖崩塌基巖崩塌根據(jù)崩塌體的移動(dòng)形式和速度劃分根據(jù)崩塌體的移動(dòng)形式和速度劃分散落型崩塌散落型崩塌、滑動(dòng)型崩塌滑動(dòng)型崩塌、流動(dòng)型崩塌流動(dòng)型崩塌l形成崩塌的條件形成崩塌的條件 地形條件：地形條件：斜坡高、陡是必要條件。一般高度大于30m，坡度大于45度，多數(shù)55-75度之間。 巖性條件：巖性條件：堅(jiān)硬的巖石，具有較大的抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力，形成高峻的斜坡，在外來因素下，一旦穩(wěn)定性遭到坡壞，產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象。軟硬互層（相間）構(gòu)成的陡峻斜坡。 構(gòu)造條件：構(gòu)造條件：巖性不同的巖層以各種不同的構(gòu)造和產(chǎn)狀組合而成，常為各種構(gòu)造面所切割。從而消弱巖體內(nèi)部的聯(lián)結(jié)。 其他

6、自然因素：其他自然因素：強(qiáng)烈風(fēng)化；凍融循環(huán)；植物根系的楔入；人為不合理的工程活動(dòng)。 l崩塌的防治原則崩塌的防治原則 選線時(shí)，對(duì)于發(fā)生大、中型崩塌的地段，優(yōu)先采選線時(shí)，對(duì)于發(fā)生大、中型崩塌的地段，優(yōu)先采用繞避方案；當(dāng)繞避有困難時(shí)，應(yīng)離開崩塌一段用繞避方案；當(dāng)繞避有困難時(shí)，應(yīng)離開崩塌一段位置，盡量減少防治工程、或采用其他方案（明位置，盡量減少防治工程、或采用其他方案（明洞、隧道）通過。洞、隧道）通過。 設(shè)計(jì)與施工中，避免使用不合理的高、陡邊坡，設(shè)計(jì)與施工中，避免使用不合理的高、陡邊坡，避免大切大挖，維持山體平衡。避免大切大挖，維持山體平衡。l崩塌的防治措施崩塌的防治措施 清除坡面危石；清除坡面危石

7、； 坡面加固：坡面加固：坡面噴漿、抹面、砌石鋪蓋；灌漿、勾縫、坡面噴漿、抹面、砌石鋪蓋；灌漿、勾縫、鑲嵌、錨拴；鑲嵌、錨拴； 危巖支頂：危巖支頂：混凝土作支垛、護(hù)壁、支柱、支墩等；混凝土作支垛、護(hù)壁、支柱、支墩等； 攔截防御：攔截防御：落石平臺(tái)、落石網(wǎng)、攔石堤；落石平臺(tái)、落石網(wǎng)、攔石堤； 調(diào)整水流：調(diào)整水流：修筑截水溝、堵塞裂隙、排水溝渠；修筑截水溝、堵塞裂隙、排水溝渠； 防護(hù)設(shè)施：防護(hù)設(shè)施：明洞、棚洞、懸臂式棚洞。明洞、棚洞、懸臂式棚洞。坡面防護(hù) 滑坡的定義：滑坡的定義： 斜坡大量土體和巖體在重力作用下，沿一定的滑動(dòng)面（或帶）整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象，稱為滑坡。 滑坡的形成條件：滑坡的形成條件：

8、斜坡巖體平衡條件遭到破壞的結(jié)果。即：下滑力（力矩）大于抗滑力（力矩）。7.3 7.3 滑坡滑坡 滑坡體指滑坡的整個(gè)滑動(dòng)部分，簡(jiǎn)稱滑體； 滑坡周界指滑坡體和周圍不動(dòng)體在平面上的分界線； 滑坡壁指滑坡體后緣與不動(dòng)體脫離后暴露在外面的形似壁狀的分界面； 滑坡要素圖滑坡要素圖 滑動(dòng)面指滑坡體沿下伏不動(dòng)體下滑的分界面，簡(jiǎn)稱滑面； 滑坡床指滑體滑動(dòng)時(shí)所依附的下伏不動(dòng)體，簡(jiǎn)稱滑床； 滑坡舌（滑坡鼓丘）指滑坡體前緣形如舌狀的凸出部分； 滑坡臺(tái)階指滑體滑動(dòng)時(shí)由于各段土體滑動(dòng)速度的差異，在滑坡體表面形成臺(tái)階狀的錯(cuò)臺(tái)； 滑坡洼地指滑動(dòng)時(shí)滑坡體與滑坡壁間拉開成的溝槽，或中間低四周高的封閉洼地； 滑坡裂縫指滑坡活動(dòng)時(shí)在

9、滑體及其邊緣所產(chǎn)生的系列裂縫。均質(zhì)土坡中圓弧形滑動(dòng)面上滑坡體的變形與解體及其特殊外貌a后緣環(huán)狀拉裂縫；b滑坡斷壁；c橫向裂縫及滑坡臺(tái)階d滑坡舌及隆張裂隙；e滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙 常見的滑坡類型常見的滑坡類型 按滑動(dòng)時(shí)的受力條件按滑動(dòng)時(shí)的受力條件 按滑坡巖土體的物質(zhì)組成按滑坡巖土體的物質(zhì)組成 按滑坡體的規(guī)模按滑坡體的規(guī)模 小型滑坡小型滑坡、中型滑坡中型滑坡、大、大型滑坡型滑坡、巨型滑坡巨型滑坡 按滑動(dòng)面與巖層的關(guān)系按滑動(dòng)面與巖層的關(guān)系 按滑坡體的厚度按滑坡體的厚度 按滑坡體形成原因按滑坡體形成原因推移式滑坡推移式滑坡、平移式滑坡平移式滑坡、牽引式滑坡牽引式滑坡黃土滑坡黃土滑坡、粘性土滑坡粘性土滑坡

10、、堆積土滑坡堆積土滑坡均質(zhì)滑坡均質(zhì)滑坡、順層滑坡順層滑坡、切層滑坡切層滑坡淺層滑坡淺層滑坡、中層滑坡中層滑坡、深層滑坡深層滑坡、超深層滑坡超深層滑坡工程滑坡工程滑坡、自然滑坡自然滑坡 按滑坡發(fā)生后的活動(dòng)性按滑坡發(fā)生后的活動(dòng)性活滑坡活滑坡、死滑坡死滑坡公路滑坡從2007年5月11日凌晨開始，云南省迪慶藏族自治州境內(nèi)連續(xù)降雨 ，5月16日，214國(guó)道香格里拉縣城至虎跳峽段出現(xiàn)山體滑坡 2001年重慶武隆山體滑坡造成79人死亡2004年6月5日14時(shí)左右，重慶市萬(wàn)盛區(qū)發(fā)生一起山體滑坡事件，共掩埋了14戶人家、24人。事故現(xiàn)場(chǎng)附近的礦工們?cè)谝呀?jīng)被填滿的魚塘內(nèi)搜救。香港深灣路滑坡實(shí)景照片 2004年9月

11、5日四川省達(dá)州市宣漢縣天臺(tái)鄉(xiāng)義和村滑坡滑坡前緣堵江影響滑坡的因素：影響滑坡的因素：巖性巖性：多出現(xiàn)于松散堆積物中和一些軟巖中。：多出現(xiàn)于松散堆積物中和一些軟巖中。構(gòu)造構(gòu)造：斜坡內(nèi)的一些層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面若與斜：斜坡內(nèi)的一些層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向一致。坡坡面傾向一致。地形地形：臨空面是滑坡產(chǎn)生的先決條件。：臨空面是滑坡產(chǎn)生的先決條件。氣候和地下水氣候和地下水：水的作用可使巖土軟化，強(qiáng)度降低、可使巖土：水的作用可使巖土軟化，強(qiáng)度降低、可使巖土體加速風(fēng)化。體加速風(fēng)化。人類活動(dòng)和地震人類活動(dòng)和地震：地震破壞巖土體結(jié)構(gòu)，降低強(qiáng)度。：地震破壞巖土體結(jié)構(gòu)，降低強(qiáng)度。切坡不

12、當(dāng)、引水灌溉、人為破壞表層覆蓋物。切坡不當(dāng)、引水灌溉、人為破壞表層覆蓋物。l滑坡的發(fā)育階段滑坡的發(fā)育階段：蠕動(dòng)變形階段：蠕動(dòng)變形階段：抗剪強(qiáng)度小于剪切力抗剪強(qiáng)度小于剪切力 變形、微小的移動(dòng)變形、微小的移動(dòng) 拉張裂縫拉張裂縫 滲水作用加強(qiáng)滲水作用加強(qiáng) 變形進(jìn)一步增大變形進(jìn)一步增大 后緣拉張后緣拉張 裂縫加寬裂縫加寬 兩側(cè)形成剪切裂縫、鼓張裂縫兩側(cè)形成剪切裂縫、鼓張裂縫 滑動(dòng)面形成滑動(dòng)面形成 滑動(dòng)破壞階段：滑動(dòng)破壞階段：滑坡整體向下滑動(dòng)，后緣逐漸下陷，滑坡壁越露越高，滑坡滑坡整體向下滑動(dòng)，后緣逐漸下陷，滑坡壁越露越高，滑坡體分裂成數(shù)塊，在地面上形成階梯狀地形，形成滑坡舌；體分裂成數(shù)塊，在地面上形成

13、階梯狀地形，形成滑坡舌；漸趨穩(wěn)定階段：漸趨穩(wěn)定階段：出現(xiàn)醉林、馬刀樹。出現(xiàn)醉林、馬刀樹。7.4 7.4 斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)斜坡穩(wěn)定性的方法評(píng)價(jià)斜坡穩(wěn)定性的方法 （1 1）極限平衡方法極限平衡方法（2 2）工程類比法工程類比法（3 3）數(shù)值分析法等數(shù)值分析法等 極限平衡理論計(jì)算法極限平衡理論計(jì)算法坡體下滑穩(wěn)定性分析坡體下滑穩(wěn)定性分析 坡體沿潛在的平面滑移面、弧形滑移面的穩(wěn)定性坡體沿潛在的平面滑移面、弧形滑移面的穩(wěn)定性(1)滑移面為平面情況的穩(wěn)定性計(jì)算滑移面為平面情況的穩(wěn)定性計(jì)算 按巖石力學(xué)，計(jì)算坡體穩(wěn)定性系數(shù)按巖石力學(xué)，計(jì)算坡體穩(wěn)定性系數(shù)K的基本方的基本方程式為：程式為：K=(cH

14、/sin +Wcostg )/(Wsin ) (2) (2) 弧形滑移面情況的穩(wěn)定性計(jì)算弧形滑移面情況的穩(wěn)定性計(jì)算 TNtgCLK一、斜坡失穩(wěn)的防治原則一、斜坡失穩(wěn)的防治原則防治原則應(yīng)以防為主，及時(shí)治理防治原則應(yīng)以防為主，及時(shí)治理 （1 1）正確地選擇建筑場(chǎng)地正確地選擇建筑場(chǎng)地 （2 2）查清可能導(dǎo)致天然斜坡或人工邊坡穩(wěn)定性下查清可能導(dǎo)致天然斜坡或人工邊坡穩(wěn)定性下降的因素降的因素7.5 7.5 斜坡失穩(wěn)的防治措施斜坡失穩(wěn)的防治措施u一般來講，治理滑坡的方法主要有一般來講，治理滑坡的方法主要有“砍頭砍頭”、“壓壓腳腳”和和“捆腰捆腰” ” 三類措施。三類措施。u“砍頭砍頭”就是用爆破、開挖等手段

15、削減滑坡上部的就是用爆破、開挖等手段削減滑坡上部的重量；重量；u“壓腳壓腳”是對(duì)滑坡體下部或前緣填方反壓，加大坡是對(duì)滑坡體下部或前緣填方反壓，加大坡腳的抗滑阻力；腳的抗滑阻力；u“捆腰捆腰”則是利用錨固、灌漿等手段鎖定下滑山體。則是利用錨固、灌漿等手段鎖定下滑山體。u具體防治措施可歸納為具體防治措施可歸納為“攔、排、穩(wěn)、固攔、排、穩(wěn)、固”四個(gè)字。四個(gè)字。二、二、 斜坡失穩(wěn)的防治措施斜坡失穩(wěn)的防治措施u“攔攔”即攔擋、攔截，如擋土墻等攔擋工程。即攔擋、攔截，如擋土墻等攔擋工程。 u“排排”即排水，包括攔截和旁引可能流入滑坡體內(nèi)的即排水，包括攔截和旁引可能流入滑坡體內(nèi)的地表水和地下水；排出滑坡體內(nèi)

16、的地表水和地下水；地表水和地下水；排出滑坡體內(nèi)的地表水和地下水；對(duì)必須穿過滑坡區(qū)的引水或排水工程做嚴(yán)格的防滲漏對(duì)必須穿過滑坡區(qū)的引水或排水工程做嚴(yán)格的防滲漏處理；避免在滑坡區(qū)內(nèi)修建蓄水工程；對(duì)滑坡區(qū)地表處理；避免在滑坡區(qū)內(nèi)修建蓄水工程；對(duì)滑坡區(qū)地表做防滲處理；防止地表水對(duì)坡腳的沖刷等。做防滲處理；防止地表水對(duì)坡腳的沖刷等。u“穩(wěn)穩(wěn)”即穩(wěn)坡，包括降低斜坡坡度，滑坡后部削方減即穩(wěn)坡，包括降低斜坡坡度，滑坡后部削方減重及滑坡前緣回填壓腳；以生物工程和護(hù)坡工程來保重及滑坡前緣回填壓腳；以生物工程和護(hù)坡工程來保護(hù)邊坡等。護(hù)邊坡等。u“固固”即加固，包括采用各種形式的抗滑樁、預(yù)應(yīng)力即加固，包括采用各種形式的抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索和預(yù)應(yīng)力抗滑樁、抗滑明洞等工程，或采用