邊坡工程理論與加固技術(shù)課件

邊坡工程理論與加固技術(shù)第一講邊坡工程基礎(chǔ)理論1.1邊坡的形成與演化規(guī)律1.1.1邊坡的形成（1）斜坡與邊坡（斜坡：自然斜坡；邊坡：與人類工程活動(dòng)有關(guān)的斜坡）（2）邊坡形成因素內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用（構(gòu)造作用：地殼上升、下降、水平等運(yùn)動(dòng)）外動(dòng)力地質(zhì)作用（流水侵蝕作用：切割、沖刷、搬運(yùn)、堆積）人為工程活動(dòng)（開挖、堆填）（3）邊坡形成過(guò)程邊坡基本物質(zhì)形成構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升河流侵蝕下切1.1.2邊坡分類（1）按邊坡組成物分軟巖邊坡逆傾向邊坡（巖層傾向與坡向相反）半成巖邊坡走向邊坡（巖層傾向與坡向一致）①巖質(zhì)邊坡硬巖邊坡順傾向邊坡（巖層傾向與坡向一致）②土質(zhì)邊坡土層邊坡黃土、成都粘土碎石土邊坡坡、崩、殘積塊碎石土砂卵（礫）石邊坡沖、洪積、冰積砂礫石土②巖質(zhì)－－土質(zhì)邊坡（3）按邊坡相對(duì)高度分天然斜坡低坡<100m高坡100～500m極高坡>500m人為切坡巖質(zhì)切坡：低切坡<8m低高切坡8～20m中高切坡20～50m高高切坡50～100m極高切坡>100m土質(zhì)切坡：低切坡<5m低高切坡5～15m中高切坡15～40m高高切坡40～80m（4）按邊坡坡度分平地（準(zhǔn)平臺(tái)）<7°緩坡7°～25°陡坎25°～45°極陡坎45°～65°陡崖>65°(5)按邊坡縱剖面形態(tài)劃分平頂型線型階狀陡坡緩坡尖頂型線型階狀陡坡緩坡陡坡緩坡陡坡緩坡陡坡緩坡陡坡緩坡陡坡緩坡陡坡緩坡斜坡命名：黃土侵蝕平頂陡坡－緩坡型高坡（3）邊坡變形、破壞、演化的規(guī)律以上升運(yùn)動(dòng)為主的邊坡變形、破壞演變規(guī)律演變規(guī)律：邊坡高差由?。筮吰缕露扔尚。螅。笾芷谕七M(jìn)，但不重復(fù)具有：開裂變形－－破壞－－相對(duì)穩(wěn)定－－開裂變形－－破壞周期性的向極不穩(wěn)定演化的規(guī)律以下降運(yùn)動(dòng)為主的邊坡演變規(guī)律演變規(guī)律：邊坡高差由大－－小邊坡坡度由大－－小邊坡向穩(wěn)定－－更穩(wěn)定方向發(fā)展1.1.4邊坡演變過(guò)程中的力學(xué)特征（1）邊坡形成前的力學(xué)特征

σ1＝σ1’

σ3＝σ3’（2）邊坡形成以后邊坡應(yīng)力特征σ1＝σ1’

σ3－σ3’>0(σ3－σ3’)cos?<τmax穩(wěn)定(σ3－σ3’)cos?＝τmax極限平衡(σ3－σ3’)cos?>τmax產(chǎn)生變形開裂1.2滑坡基礎(chǔ)知識(shí)1.2.1滑坡的形成（1）滑坡形成環(huán)境地貌環(huán)境－－山地斜坡環(huán)境地質(zhì)環(huán)境水文氣象環(huán)境人類活動(dòng)地質(zhì)構(gòu)造（斷層帶、活力斷裂、地震）地層巖性（易滑地層、分布區(qū)）河流沖刷大雨、暴雨、長(zhǎng)期綿雨（3）滑坡形成條件分析－－主控因素分析法主控因素分析的實(shí)質(zhì)從眾多的滑坡形成條件中分析確定主要因素主控因素與滑坡防治對(duì)策主控因素分析是滑坡防治對(duì)策制定的基礎(chǔ)終止主控因素的作用：（防治塘、渠水滲漏、河湖水沖刷）制約、減輕主控因素作用（地表截排水，地下輸水）補(bǔ)償因主控因素作用而降低了的抗滑能力（減載壓腳、支擋抗滑、滑面預(yù)應(yīng)力加固、滑帶灌漿加固）1.2.2滑坡特征（1）滑坡基本要素與平面特征滑坡基本特征（1）滑坡平面特征平面形態(tài)（縱長(zhǎng)形、橫展形、半圓形）滑坡后壁特征（圓椅狀）滑體表部特征（裂隙、縱向分級(jí)、橫向分塊）（2）滑體組成、結(jié)構(gòu)與坡面特征滑體組成（巖質(zhì)滑坡－－破碎巖體；土質(zhì)滑坡－－粘性土，塊碎石土）滑體結(jié)構(gòu)（破碎、裂縫、褶曲、架空、上下錯(cuò)動(dòng)、超復(fù)）剖面特征（剖面能反映滑體組成、結(jié)構(gòu)、滑動(dòng)面形態(tài)、滑坡發(fā)生過(guò)程與特性）土質(zhì)滑坡（土層中滑面為圓弧形、巖層面為折線、直線型）巖質(zhì)滑坡（順向坡多為直線、折線；逆向坡多為折線）半巖質(zhì)滑坡（滑動(dòng)面多呈折線形、圓弧形）C滑速

式中：U為滑體長(zhǎng)；b為后緣相對(duì)前緣的變形；h為滑體平均厚度；E為滑體彈模；M為滑體質(zhì)量；H滑體重心落差；f為滑面摩擦系數(shù)最大滑速預(yù)測(cè)計(jì)（估）算：式中：R為滑面巖土殘、峰值比；F1為滑體區(qū)滑段面積；F2為抗滑段面積d最大滑距：當(dāng)V=0時(shí)：（4）滑坡識(shí)別（判別）滑坡識(shí)別的依據(jù)（滑坡要素與特征）新滑坡識(shí)別仍有活動(dòng)的老滑坡識(shí)別（形態(tài)、裂縫、剪出口地下水、與兩側(cè)穩(wěn)定邊坡比較）已穩(wěn)定的老滑坡識(shí)別（形態(tài)、滑坡微地貌、前緣地層與兩側(cè)比較）1.2.3滑坡分類（1）分類原則與國(guó)內(nèi)外分類簡(jiǎn)述（2）滑坡單因子分類：滑體組成物；成因（主要外因）；滑坡規(guī)模；動(dòng)力學(xué)特征；運(yùn)動(dòng)速度（3）滑坡多因子分類與命名：黃土暴雨小型牽引式慢速滑坡（2）崩塌形成條件分析1.3.2崩塌的分類與基本特征（1）崩塌分類(2)崩塌基本特征基本要素堆積特征半圓錐形大小不等雜亂無(wú)章無(wú)平臺(tái)、洼地、槽溝之分多個(gè)崩塌相連成崩塌群1.3.3崩塌－－滑坡－－碎屑流（泥石流）災(zāi)害鏈（1）災(zāi)害鏈的形成特征①地形特征②物質(zhì)條件斜坡中上部有豐富的物質(zhì)（強(qiáng)風(fēng)化巖體、巨厚殘、坡、崩積物）③多種構(gòu)造重造作用④水作用（多大暴雨、久雨、久晴）⑤地震作用（Ⅵ度以上強(qiáng)地震區(qū)）⑥具有周期性規(guī)律（2）崩塌、滑坡、碎屑流相互作用規(guī)律①崩塌體高速撞擊加載②滑坡快速啟動(dòng)高速滑移③塊體碰撞、碎裂－－能量交換高速流動(dòng)④底床變緩、阻力大、堆積地質(zhì)構(gòu)造：石炭－－二迭系深變質(zhì)花崗片麻巖拉薩－－波密褶皺帶北東林芝斷裂和北西波密斷裂交界處地震活動(dòng)強(qiáng)烈，近100年發(fā)生中強(qiáng)地震14次，年均降雨1086.1mm1902年發(fā)生1次周期100年左右

1.4溜砂坡基礎(chǔ)知識(shí)1.4.1溜砂坡的概念（1）風(fēng)化剝落與溜沙坡（2）溜砂坡定義：高陡巖質(zhì)邊坡因強(qiáng)風(fēng)化作用產(chǎn)生大量的砂、碎屑，在自重作用下運(yùn)動(dòng)到坡腳堆積成的錐狀地形稱為溜砂坡。在溜砂坡前緣坡腳開挖可引起溜砂坡重新溜動(dòng)。（3）溜砂坡基本要素1.4.2溜砂坡的形成（1）溜砂坡形成環(huán)境①地形：高陡高山區(qū)深切河谷兩岸上部坡度60°以上，下部30°以下②地層巖性：花崗巖、砂巖、玄武巖、千枚巖、板巖、白云巖、巨厚冰水堆積層③地質(zhì)構(gòu)造：斷裂構(gòu)造內(nèi)地層破碎④氣候：干燥少雨環(huán)境，年降雨量500mm以下（2）溜砂坡的形成過(guò)程與演變規(guī)律①形成過(guò)程砂源區(qū)——溜動(dòng)區(qū)——堆積區(qū)——砂坡形成——砂坡再次運(yùn)動(dòng)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)周期性②砂坡演化的地質(zhì)歷史規(guī)律溜砂坡形成演化也有周期性地殼演化周期性川藏公路、西藏境內(nèi)通隆藏布流域現(xiàn)處相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期（升、降平衡）四川的岷流域也是這樣，整個(gè)青藏、川藏高原都是上升幅非常少。所以溜砂坡的活動(dòng)也處在一個(gè)非常緩慢時(shí)期。③人類活動(dòng)堆溜砂坡的影響a、人為開挖修路、修房等引起砂坡堆積b、過(guò)度放牧、破壞表部植被，砂堆復(fù)活1.4.2溜砂坡分類（1）按物質(zhì)粒度組成分粒狀碎屑溜砂坡（花崗巖、砂巖）片狀碎屑溜砂坡（千枚巖、片巖、板巖）塊狀碎石溜砂坡（玄武巖、白云巖）（2）按溜砂坡規(guī)律（面積）分小型溜砂坡＜5000m2中型溜砂坡5000－10000m2大型溜砂坡10000－50000m2特大型溜砂坡＞50000m2（3）按砂坡的活動(dòng)性分強(qiáng)活動(dòng)溜砂坡（砂坡上無(wú)任何植被）中強(qiáng)活動(dòng)溜