巖質邊坡穩(wěn)定性的工程地質

1第六章巖質邊坡穩(wěn)定性分析2第六章邊坡穩(wěn)定性的工程地質研究6.2邊坡變形破壞的類型與特征6.1邊坡巖體應力分布的特征概述6.4巖質邊坡穩(wěn)定性的評價方法6.3影響邊坡穩(wěn)定性的因素6.5不穩(wěn)定邊坡的防治措施思考與作業(yè)3概述邊坡包括自然邊坡和人工邊坡兩種類型。自然邊坡：在自然地質作用下形成的山體斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等；人工邊坡：人類工程活動形成的規(guī)模不同、陡緩不等的斜坡，例如道路工程中的工程中的路塹、路堤邊坡，房屋、橋梁工程的基坑邊坡，露天礦山的邊坡，水電工程中的運河渠道邊坡，船閘、溢洪道邊坡、引水隧洞進、出口邊坡、土石壩邊坡及壩肩邊坡等。邊坡要素4(1)通過勘察對邊坡的穩(wěn)定性做出評價和預測；(2)為設計合理的工程邊坡和制定有效的防治措施提供地質依據(jù)。邊坡穩(wěn)定性的工程地質分析意義：2010年地質災害類型構成56.1邊坡巖體應力分布的特征一、邊坡形成后應力狀態(tài)的變化(1)斜坡巖體的主應力跡線發(fā)生明顯的偏轉，總的特征為愈接近邊坡，最大主應力愈接近平行于斜坡臨空面；而最小主應力則愈與坡面近正交。

(2)在坡腳與河谷底部形成應力集中帶。

(3)與主應力偏轉相聯(lián)系，最大剪應力跡線也發(fā)生偏轉，呈凹向臨空面的弧線。在最大、最小主應力差值最大的部位(一般在坡腳附近)，相應形成一個最大剪應力區(qū)，因而在這里容易發(fā)生剪切變形破壞。

(4)在坡頂和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平應力顯著減小，甚至可出現(xiàn)拉應力，因而可形成一個拉應力帶。其范圍隨坡角和平行于河谷的水平應力的增加而增大。6自重作用下邊坡主應力分布

存在初始水平構造應力下邊坡應力分布7斜坡中最大剪應力跡線（虛線）和主應力跡線（實線）示意圖8二、影響邊坡巖體應力分布的主要因素1.原始應力狀態(tài)的影響巖體中的原始應力對邊坡應力分布有很大影響，尤其是垂直于河谷方向的水平構造應力的影響更為顯著。2.坡形的影響3.巖體結構的影響

邊坡巖體結構面上應力集中96.2邊坡變形破壞的類型與特征二者在邊坡變化過程中是相互密切聯(lián)系的。邊坡破壞前，邊坡巖體總要經(jīng)歷一個從徐變到巨變的變形過程。常見的邊坡變形破壞主要類型有：卸荷變形、蠕動變形、崩坍、滑坡等。邊坡變形：指坡體只產(chǎn)生局部的位移和微破裂，巖塊只出現(xiàn)微量的變化，沒有顯著的剪切位移或滾動，因而邊坡不至引起整體失穩(wěn)。邊坡破壞：指坡體以一定的速度出現(xiàn)較大的位移，邊坡巖體產(chǎn)生整體滑動、滾動或轉動。10一、卸荷變形

在邊坡形成過程中，由于在河谷部位的巖體被沖刷侵蝕掉或人工開挖，使邊坡巖體失去約束，應力重新調整分布，從而使岸坡巖體發(fā)生向臨空面方向的回彈變形及產(chǎn)生近平行于邊坡的拉張裂隙，一般稱作邊坡卸荷裂隙。11二、蠕動變形形蠕動變形，是指邊坡巖巖體主要在重重力作用下向向臨空方向發(fā)發(fā)生長期緩慢慢的塑性變形形的現(xiàn)象。表層蠕動邊坡表層巖體體發(fā)生彎曲變變形深層蠕動是由于堅硬巖層組成的邊坡底底部存在較厚的軟軟弱巖層時，由軟弱巖巖層發(fā)生塑性性流動而引起起的長期緩慢慢的邊坡蠕動動變形。12表層蠕動潰屈傾倒13深層蠕動14三、崩塌類型：規(guī)模巨大的的山區(qū)崩塌，，稱為山崩；；小型崩塌，，成為墜石。。堆積體：崩塌以自由由墜落為其主主要運動形式式，巖塊在斜斜坡上翻滾滑滑動并相互摩摩擦破碎后堆堆積于坡腳，，形成巖堆或或崩積體。地貌：巖堆（倒石石堆，倒石錐錐）碎石高陡的邊坡巖巖體突然發(fā)生生傾倒崩落，，巖塊翻滾撞撞擊而下，堆堆積于坡腳的的現(xiàn)象，稱做做崩塌。15①邊坡被陡傾裂裂隙深切②軟弱相間的的巖層③下部有洞穴穴和采空現(xiàn)象象崩塌錯落崩塌的形成機機理16崩落實例17鹽池河崩塌山山體示意圖18四、滑坡邊坡巖體主要要在重力作用用下沿貫通的的剪切破壞面面發(fā)生滑動破破壞的現(xiàn)象，，稱為滑坡。圓弧狀滑動面面平平面狀狀滑動面階階梯狀滑動面面191.滑坡的形態(tài)特特征20滑動面（帶））滑坡床滑坡體滑坡壁滑坡臺階滑坡舌1.滑坡的形態(tài)特特征21滑坡特征示意意圖222.滑坡的分類（1）根據(jù)滑動面與巖層層構造之間的關系分類：：順層滑坡切切層滑坡坡均均質質滑坡232.滑坡的分類（2）根據(jù)滑動帶的力學學性質243.滑動面的形成成機制(1)滑動面受最大大剪應力面控控制：在滑動破壞壞之前，坡體體內沒有既定定的軟弱面作作為滑面。當當剪應力超過過巖體的強度度極限時，就就將大致沿著著最大剪應力力面發(fā)生剪切切滑動，常成成弧形并在斜斜坡的上緣附附近轉為陡傾傾的拉裂面。。(2)滑動面受已有有軟弱結構面面控制：坡體中有軟軟弱結構面或或軟弱夾層存存在，并能構構成有利于滑滑動的結構面面(或幾個面的組組合面)產(chǎn)生滑動。因因此軟弱結構構面的抗剪強強度和產(chǎn)狀起起控制作用，，而不決定于于巖石本身的的強度，巖質邊坡的破破壞絕大多數(shù)數(shù)都是屬于這這種情況。256.3影響邊坡穩(wěn)定定性的因素內在因素：巖土體的性質質、地質構造造、巖體結構構、地應力等。它們常常常起著主要的的控制作用。。外在因素：地表水和地下下水的作用、、地震、風化化作用、人工工挖掘、爆破破以及工程荷荷載等。其中地表水和地下下水是影響邊坡穩(wěn)穩(wěn)定最重要、最活活躍的外在因素，，其他大多起著著觸發(fā)作用。26一、地貌條件件的影響地層和巖性對對邊坡穩(wěn)定性性的影響很大大。軟硬相間，并并有軟化、泥泥化或易風化化的夾層時，，最易造成邊邊坡失穩(wěn)。地地層巖性的不不同，所形成成的邊坡變形形破壞類型及及能保持穩(wěn)定定的坡度也不不同。二、地層巖性性的影響深切峽谷地區(qū)區(qū)，陡峭的岸岸坡是容易發(fā)發(fā)生邊坡變形形和破壞的地地形條件。通常，坡度越越陡、坡高越越大，對穩(wěn)定定越不利。崩崩塌現(xiàn)象均發(fā)發(fā)生在坡度大大于60o的斜坡上。而而滑坡現(xiàn)象雖雖在陡坡地形形發(fā)育較多，，但在較緩的的邊坡上也可可發(fā)生，這主主要決定于滑滑動面的性質質。27三、地質構造造與巖體結構構的影響地質構造因素素包括褶皺、、斷裂、區(qū)域域新構造運動動及地應力等等，這些對巖巖質邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定也是主要要因素之一。。褶皺、斷裂發(fā)發(fā)育地區(qū)，常常是巖層傾角角大，甚至陡陡立，斷層、、節(jié)理縱橫切切割，構成巖巖體中的切割割面和滑動面面，形成有利利于崩塌、滑滑動的條件，并直接控制制著邊坡破壞壞的形成和規(guī)規(guī)模。28四、地下水的的作用地下水對邊坡坡穩(wěn)定的影響響關系極大，，絕大多數(shù)滑滑坡都與地下下水的活動有有關。許多滑坡、崩崩塌均發(fā)生在在降雨之后，，就是因降水水滲入巖土體體后，產(chǎn)生不不良影響所致致。地下水的的作用主要表表現(xiàn)為：(1)使巖石軟化或或溶蝕。(2)產(chǎn)生靜水壓力力或動水壓力力。(3)增加巖體重量量。(4)凍脹作用。(5)浮托力。29風化作用、暴暴雨、水流沖沖刷坡腳，人人工挖掘采空空、振動等，都可能構成成促使巖體失失穩(wěn)破壞的因因素。五、其他因素素的影響30河流掏蝕導致致邊坡失穩(wěn)31因公路開挖影影響邊坡穩(wěn)定定32邊坡變形、破破壞誘發(fā)因素素統(tǒng)計331.滑動面為一平平面時的計算算一、極限平衡衡理論計算法法6.4巖質邊坡穩(wěn)定定性的評價方方法342.滑動面為折線線時的計算35二、赤平極射射投影法36三、工程地質質類比法工程地質類比比法是在對已有的邊邊坡破壞現(xiàn)象象進行仔細的的調查研究的的基礎上，了了解其形成原原因，影響因因素，發(fā)展規(guī)規(guī)律等，然后后再和需要進進行穩(wěn)定分析析的邊坡進行行對比，從而而得出穩(wěn)定性性的分析和評評價。這種方法也常用在在人工開挖邊坡的的設計中。進行類比時，必必須全面分析研究究工程地質因素的的相似性和差異性性。同時要分清主主要因素和次要因因素。37邊坡變形破壞的防防治原則：以防為主、綜合治治理、及時處理對大型復雜的、穩(wěn)穩(wěn)定性差、治理難難度大的邊坡，一一般都采取使工程繞避的原則。對于確實實無法繞避的病害害邊坡，經(jīng)技術經(jīng)經(jīng)濟比較，應采取取綜合治理的措施施。首先采取有效效措施消除或防止止控制邊坡變形破破壞的主要因素，，然后再針對各種種次要因素，修建建各種治理工程和和輔助措施。對于于因水庫蓄水或其其他工程因素(如開挖坡腳、爆破破、表層剝土等)的影響，有可能使使邊坡穩(wěn)定性惡化化的邊坡，應預先先采取措施，及時時治理，以防工程程邊坡的失穩(wěn)。6.5不穩(wěn)定邊坡的防治治措施38消除和減輕地表水水和地下水的危害害改善邊坡巖土體的的力學強度截、排水溝漿砌片石鋪砌水平鉆孔疏干垂直孔排水豎井抽水巷道疏干支撐盲溝削坡減載邊坡人工加固邊坡變形破壞的防防治措施地表水地下水39一、防滲與排水40擋土墻+排水孔41二、削坡、減重和和反壓削坡是將陡傾的邊坡上上部的巖體挖除，，一部分使邊坡變變緩，同時也可使滑體重量減輕，以達到穩(wěn)定的目目的。削減下來的的土石，可填在坡坡腳，起反壓作用，更有利于穩(wěn)穩(wěn)定。42支擋建筑主要是在在不穩(wěn)定巖體的下下部修建擋墻或支撐墻(或墩)，也是一種應用廣廣泛而有效的辦法法。用混凝土、鋼鋼筋混凝土或砌石石均可。支擋建筑筑物的基礎要砌置置在滑動面以下。。