边坡工程 ppt课件
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《道路边坡工程防护》课件
评估边坡的稳定性，确定防护等级和措施
3. 方案设计
根据分析结果，制定防护方案
4. 施工图设计
细化设计方案，编制施工图
5. 施工与验收
按照施工图进行施工，并进行验收
稳定性分析方法
定性分析
通过现场勘查，了解边坡的地质结构、岩土 性质、水文条件等，评估边坡的稳定性
定量分析
运用力学原理，建立边坡稳定性计算模型，通过计 算得出边坡的安全系数等参数
边坡稳定性的影响因素
地质构造
断层、节理、裂隙等地质构造 对边坡稳定性有显著影响。
地下水
地下水活动可能导致边坡失稳 ，如滑坡、泥石流等。
气候条件
降雨、风化、冻融等气候因素 对边坡稳定性产生影响。
人为因素
工程活动如开挖、爆破等可能 破坏边坡稳定性。
边坡破坏的类型与机理
滑坡
边坡上的岩土体在重力作用下沿一定的滑动 面整体向下滑移。
数值模拟
利用数值计算软件，模拟边坡在不同工况下 的变形和应力状态，预测边坡的稳定性
设计方案的比选与优化
比选原则
综合考虑安全、经济、环保、持久等 要素，选择最优方案
1. 结构优化
根据边坡防护要求，优化防护结构的 尺寸、材料等参数
2. 材料优化
选用耐久性好、成本低、环保的材料
3. 施工工艺优化
采用先进的施工工艺和技术，提高施 工效率和质量
02 随着科技的发展，边坡防护技术不断进步，出现 了多种新型防护技术和材料。
03 目前，生态防护技术已成为边坡防护的重要发展 方向，强调与自然环境的和谐共存。
02
边坡工程的基本概念
边坡的定义与分类
定义
边坡是自然或人工形成的斜坡，其倾 斜角度大于自然休止角。
3. 方案设计
根据分析结果，制定防护方案
4. 施工图设计
细化设计方案，编制施工图
5. 施工与验收
按照施工图进行施工，并进行验收
稳定性分析方法
定性分析
通过现场勘查，了解边坡的地质结构、岩土 性质、水文条件等，评估边坡的稳定性
定量分析
运用力学原理，建立边坡稳定性计算模型，通过计 算得出边坡的安全系数等参数
边坡稳定性的影响因素
地质构造
断层、节理、裂隙等地质构造 对边坡稳定性有显著影响。
地下水
地下水活动可能导致边坡失稳 ，如滑坡、泥石流等。
气候条件
降雨、风化、冻融等气候因素 对边坡稳定性产生影响。
人为因素
工程活动如开挖、爆破等可能 破坏边坡稳定性。
边坡破坏的类型与机理
滑坡
边坡上的岩土体在重力作用下沿一定的滑动 面整体向下滑移。
数值模拟
利用数值计算软件，模拟边坡在不同工况下 的变形和应力状态，预测边坡的稳定性
设计方案的比选与优化
比选原则
综合考虑安全、经济、环保、持久等 要素，选择最优方案
1. 结构优化
根据边坡防护要求，优化防护结构的 尺寸、材料等参数
2. 材料优化
选用耐久性好、成本低、环保的材料
3. 施工工艺优化
采用先进的施工工艺和技术，提高施 工效率和质量
02 随着科技的发展，边坡防护技术不断进步，出现 了多种新型防护技术和材料。
03 目前，生态防护技术已成为边坡防护的重要发展 方向，强调与自然环境的和谐共存。
02
边坡工程的基本概念
边坡的定义与分类
定义
边坡是自然或人工形成的斜坡，其倾 斜角度大于自然休止角。
边坡工程
15.07.2020
边坡工程
资源环境学院
实用文档
第1节、概述 第2节、斜坡中的应力分布特征 第3节、斜坡变形破坏的基本类型 第4节、影响斜坡稳定性的因素 第5节、斜坡稳定性的工程地质评价方法
15.07.2020
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第1节 概述
斜坡统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜 坡和人工边坡。
实用文档 15.07.2020
4.地震作用的影响
地震对边坡稳定性的影响较大。在地震的作用下，首先 使边坡岩体的结构发生破坏或变化，出现新的结构面，或 使原有结构面张裂、松弛，饱水砂层出现振动液化，地下 水状态亦有较大的变化。在地震力的反复振动冲击下，边 坡沿结构面发生位移变形，直至破坏。
15.07.2020
表层蠕动多发生在陡倾层状岩层或陡倾结构面发育的岩体 中，层面或结构面走向与斜坡面走向平行或交角很小。一 般反坡向倾斜或倾角大于60º者更易发生。
深层蠕动是由于坚硬岩层组成的边坡底部存在较厚的软弱
岩层时，由软弱岩层发生塑性流动而引起的长期缓慢的边
坡蠕动变形。
15.07.2020
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15.07.2020
15.07.2020
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15.07.2020
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一、应力状态的变化
• 在岩土体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖 卸荷，在近边坡面一定范围内的岩土体中，发生应 力重分布作用，使边坡岩土体处于重分布应力状态。
• 边坡岩土体为适应重分布应力状态，将发生变形和 破坏。因此，研究边坡岩土体重分布应力特征是进 行稳定性分析的基础。
15.07.2020
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(4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，
并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力 的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。
边坡工程
资源环境学院
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第1节、概述 第2节、斜坡中的应力分布特征 第3节、斜坡变形破坏的基本类型 第4节、影响斜坡稳定性的因素 第5节、斜坡稳定性的工程地质评价方法
15.07.2020
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第1节 概述
斜坡统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜 坡和人工边坡。
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4.地震作用的影响
地震对边坡稳定性的影响较大。在地震的作用下，首先 使边坡岩体的结构发生破坏或变化，出现新的结构面，或 使原有结构面张裂、松弛，饱水砂层出现振动液化，地下 水状态亦有较大的变化。在地震力的反复振动冲击下，边 坡沿结构面发生位移变形，直至破坏。
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表层蠕动多发生在陡倾层状岩层或陡倾结构面发育的岩体 中，层面或结构面走向与斜坡面走向平行或交角很小。一 般反坡向倾斜或倾角大于60º者更易发生。
深层蠕动是由于坚硬岩层组成的边坡底部存在较厚的软弱
岩层时，由软弱岩层发生塑性流动而引起的长期缓慢的边
坡蠕动变形。
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一、应力状态的变化
• 在岩土体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖 卸荷，在近边坡面一定范围内的岩土体中，发生应 力重分布作用，使边坡岩土体处于重分布应力状态。
• 边坡岩土体为适应重分布应力状态，将发生变形和 破坏。因此，研究边坡岩土体重分布应力特征是进 行稳定性分析的基础。
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(4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，
并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力 的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。
边坡工程第二章
岩块恰好处于处于极限平衡状态时：
W sin cA W cos tan
若粘结力等于零，则
水压对抗剪强度的影响
将一个开口的啤酒桶盛满 水放在倾斜木板上。假设桶底 和木板间的粘结力等于零，盛 有水的桶将沿木板下滑的条件：
1
水压对抗剪强度的影响
将桶底穿孔，这样水就流入桶底和木板 之间的间隙中，并产生水压u或上举力U。 滑动阻力 ： R W cos 2 U tan
边坡主应力等值线图
1) 主应力迹线发生了明显偏转；
2) 在临空面附近（尤其是在坡脚处）出现应力 集中现象；
3) 最大剪应力迹线变为凹向临空面的弧形分布； 4) 在临空面附近，岩体近似处于单轴应力状态 ；
5) 在坡顶和坡面岩体中局部出现拉应力，其分布 受变形模量和泊桑比强烈控制，尤以泊桑比的影 响最为显著。
滑体特征：滑坡体上有三级反倾的平台，分别是滑坡后壁下台
面、滑坡中部台面和滑坡下部台面，在反倾的滑坡中部台面和滑坡 下部台面后部均有岩石陡壁，中部台面后部岩石陡壁约30米高，出 露侏罗系中统砂岩。滑坡下部台面位于砖厂一带。 滑坡体上裂缝极为发育，主要是中张裂缝，平行于滑坡滑动方向
陡壁
体积2000余万立方米
作用于边坡上的静水压力
岩质边坡张裂隙充水时的静水压力
1 Pw H L w 2
作用于边坡上的静水压力
作用于滑体底部滑动面(或软弱结构面)上的 静水压力
动水压力；
浮托力。
地震影响
地震对边坡稳定性的影响较大。强烈地 震时由于水平地震力的作用，常引起山崩、 滑坡等边坡破坏现象，国内外都有大量实例。
滑坡体上裂缝极为发育， 主要是中张裂缝，平行于 滑坡滑动方向，该特征说 明滑坡滑动的动力源主要 是滑坡体后部推压。
边坡工程第2章--边坡的类型及其破坏特征课件
2.1 边坡分类 2.2 边坡地质结构 2.3 边坡的破坏特征
2.1 边坡分类
边坡的分类方法很多，常见的分类方法有按照 边坡的成因、介质材料、高度、用途、使用年限、 结构特征以及破坏模式等。
2.1.1 按边坡成因分类
边坡按成因可以分为自然边坡与人工边坡两种。 自然边坡分为： 剥蚀边坡 (构造型、丘陵型)、 侵蚀边坡、(岸蚀边坡、沟蚀边坡)、 塌滑边坡。 人工边坡又可分为： 挖方边坡 (由山体开挖形 成的边坡，如路堑边坡、露天矿边坡)、 填筑边坡 (填方经压实形成的边坡，如路堤边坡、渠堤边坡 等)
单一平面式结构面滑坡示意图 单一弧形结构面滑坡
双结构面楔形破坏滑坡 典型多结构面折面特征细分为三个破坏模式： 错落挤压 剪切式破坏模式、碎裂岩体压裂式破坏模式和类均 质岩体弧形破坏模式。
典型错落挤压剪切式滑坡断面图 1 、挤压剪切带； 2、错落构造面； 3、错落体； 4、完整岩 体； 5 、原地面线； 5＇、错落后的地面线； 6、岸坡堆积
边坡坍塌可划分为： 溜塌、堆塌、滑塌。
典型公路边坡溜塌现场
典型山体滑塌现场
典型公路边坡堆塌现场
表2.3 常见边坡破坏类型及特征
表2.3 常见边坡破坏类型及特征(续)
2.3.1 崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然 脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地 质现象。产生在土体中者称土崩，产生在岩体中者 称岩崩。
崩塌的规模大小、物质组成、结构构造、活动 方式、运动途径、堆积情况、破坏能力等千差万别， 但其形成机理是有规律的，根据崩塌的破坏机理， 将崩塌划分为倾倒式崩塌、滑移式崩塌、鼓胀式崩 塌、拉裂式崩塌和错断式崩塌等五种破坏模式。
完全平面式顺层滑坡示意图
前缘剪出式顺层滑坡 示意图
边坡工程ppt课件
9
图1 顺层边坡示意图
10
当边坡的岩层倾向与边坡坡向相反或接近相反 时(此时岩层走向与边坡走向一致或近于一致)， 虽然局部受节理切割影响易造成零星垮落，但 边坡的整体安全性较好，不易发生大规模的滑 坡(图2)
图2 切层边坡示意图
11
另外当边坡的岩层倾向与边坡坡向斜交时，边坡的
安全性介于上述两种情况之间。边坡以岩层倾向与 边坡坡向相同为主，故边坡容易失稳。岩层倾向与 边坡坡向一致，边坡安全性差，岩层倾向与边坡坡 向相反，边坡安全性好。
(2)岩性：风化速度受岩性控制。不同岩石的风 化速度不同，它们的风化程度亦不一样。加上 其它各种因素的相互影响和共同作用，边坡变 形破坏明显增加，说明岩石风化速度对边坡安 全性的影响较显著。尤其是软质岩类岩石边坡 与硬质岩类岩石边坡相比，发生边坡变形破坏 的可能性较大，速度较快，即岩石以软岩为主 的边坡，边坡比较容易失稳；反之，边坡的安 全性较好。
边坡工程
1
一、边坡工程概述 二、高切坡工程 三、路堤边坡 四、边坡稳定性分析方法 五、边坡工程防护技术及加固处理方法 六、边坡工程设计理论的未来发展方向
2
第一部分 边坡工程概述 1、边坡的分类 2、影响边坡稳定的因素 3、边坡工程研究的意义
3
1、边坡形态与分类
（1）成因 自然边坡和人工边坡
（2）岩性 岩质边坡（由岩石构成，又分为顺层边
15
水对边坡岩体安全性的影响程度与组成边坡岩 体的岩性有关，硬质岩由于它的力学性质较强， 故岩体完整性比较好，水一般沿着岩层面流动， 主要是通过减少岩层间的摩擦系数和内粘聚力 来破坏边坡的安全性.而对于软弱岩体，由于岩 体的力学性质较差，当岩体受水侵蚀时，岩体 容易软化，岩体力学性质迅速降低，故在降雨 时软弱岩体边坡的安全性较差。
图1 顺层边坡示意图
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当边坡的岩层倾向与边坡坡向相反或接近相反 时(此时岩层走向与边坡走向一致或近于一致)， 虽然局部受节理切割影响易造成零星垮落，但 边坡的整体安全性较好，不易发生大规模的滑 坡(图2)
图2 切层边坡示意图
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另外当边坡的岩层倾向与边坡坡向斜交时，边坡的
安全性介于上述两种情况之间。边坡以岩层倾向与 边坡坡向相同为主，故边坡容易失稳。岩层倾向与 边坡坡向一致，边坡安全性差，岩层倾向与边坡坡 向相反，边坡安全性好。
(2)岩性：风化速度受岩性控制。不同岩石的风 化速度不同，它们的风化程度亦不一样。加上 其它各种因素的相互影响和共同作用，边坡变 形破坏明显增加，说明岩石风化速度对边坡安 全性的影响较显著。尤其是软质岩类岩石边坡 与硬质岩类岩石边坡相比，发生边坡变形破坏 的可能性较大，速度较快，即岩石以软岩为主 的边坡，边坡比较容易失稳；反之，边坡的安 全性较好。
边坡工程
1
一、边坡工程概述 二、高切坡工程 三、路堤边坡 四、边坡稳定性分析方法 五、边坡工程防护技术及加固处理方法 六、边坡工程设计理论的未来发展方向
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第一部分 边坡工程概述 1、边坡的分类 2、影响边坡稳定的因素 3、边坡工程研究的意义
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1、边坡形态与分类
（1）成因 自然边坡和人工边坡
（2）岩性 岩质边坡（由岩石构成，又分为顺层边
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水对边坡岩体安全性的影响程度与组成边坡岩 体的岩性有关，硬质岩由于它的力学性质较强， 故岩体完整性比较好，水一般沿着岩层面流动， 主要是通过减少岩层间的摩擦系数和内粘聚力 来破坏边坡的安全性.而对于软弱岩体，由于岩 体的力学性质较差，当岩体受水侵蚀时，岩体 容易软化，岩体力学性质迅速降低，故在降雨 时软弱岩体边坡的安全性较差。
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平面式滑移
楔移体滑移
圆弧式滑移
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
鼓胀式崩塌
陡坡上不稳定岩体之下存在较厚的软弱岩层，上部岩体重力 产生的压应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被挤出，发 生向外鼓胀。随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体不断下沉和外移， 同时发生倾斜，一旦重心移出坡外即产生崩塌。
崩塌发生 崩塌体脱离母岩，沿坡面翻滚、跳跃、互相撞击，最后堆
于坡脚 。伴有崩塌气浪。
崩塌Байду номын сангаас类
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
1、倾倒式崩塌
从力学特性来 看分为五类
2、滑移式崩塌 3、鼓胀式崩塌 4、岩块流动
5、岩层曲折
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
崩塌的形成机理
潜在崩塌体形成 成岩过程：沉积、岩浆活动和变质作用形成含原生裂隙的
岩体。 构造运动：构造变形、破坏作用形成构造裂隙。 新构造运动：形成陡峭的地形和表生裂隙。
潜在崩塌体的位移 外部环境作用下，顺分离面位移，重心临空。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
➢ 崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块 体，突然脱离母体以垂直运动为主、 翻滚跌跃而下的现象与过程
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
倾倒式崩塌
在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等陡坡上，岩体以垂 直节理或裂隙与稳定的母岩分开。通常坡脚遭受掏蚀，在重力作 用下或有较大水平力作用时，岩体因重心外移倾倒产生突然崩塌。
以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒。崩塌途径： ①在重力作用下，长期冲刷掏蚀直立岩体的坡脚，由于偏压 失去重心，使直立岩体倾斜，最终导致崩塌； ②当附加特殊的水平力（地震力、静水压力、动水压力以及 冻胀力等）时，岩体可倾倒破坏； ③当坡脚由软岩层组成时，雨水软化坡脚产生偏压，引起崩 塌； ④直立岩体在长期重力作用下，产生弯折，也可导致崩塌。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
➢滑坡
滑坡：边坡上的岩土体在自然或人为因素的影响下失去稳定，沿 一定的破坏面整体下滑的现象，是一种常见的边坡失稳而产生的 地质灾害。
（1）滑坡的分类（滑坡分类见P27 表2.5）
（2）滑坡的特征
滑坡的类型很多，但无论哪种类型，均有一个共同点：在滑 坡体内都有意相对软弱的带（面），其强度比在它之上的滑体和 在它之下的滑床的岩土强度小，滑坡就是滑体沿着该软弱带（面） 由剪切破坏发展而产生的。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
（3）滑坡的破坏模式分类
由于变形破坏的复杂性和表现形式的多样性，滑坡的破坏模 式有很多，按滑体的组成物质，可分为两大类：岩质滑坡和土质 滑坡。
岩质滑坡：在岩层斜坡中发生滑坡造成的灾害。大多沿岩层 层面、断裂破碎带、节理裂隙密集带以及强度较低、塑性变形较 强的软弱夹层发生滑动。以软硬相间的层状、薄层状沉积岩以及 片理化岩石分布区最为发育。平面形态多为纵长式或纵横均等式 或近似梯形。在剖面上由于不同滑动面各部分滑速不均一,在滑动 体上形成多级台阶,并且在滑坡壁上出现滑坡擦痕或擦沟。岩质滑 坡滑动规模相差悬殊,经常有大型和巨型滑坡,因此造成严重危害。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
拉裂式崩塌
陡坡由软硬相间的岩层组成时，由于风化作用或河流的冲刷 掏蚀作用，上部坚硬岩层在坡面上常常突悬出来。突出的岩体通 常发育有构造节理或风化节理，在长期重力作用下，分离面逐渐 扩展。一旦拉应力超过连接处岩石的抗拉强度，拉张裂缝就会迅 速向下发展，最终导致突出的岩体突然崩落。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
滑移式崩塌
临近斜坡的岩体内存在软弱面倾向与坡向相同，则 软弱面上覆的不稳定岩体在重力作用下具有向临空面滑 移的趋势，当岩体的重心滑出陡坡，产生突然的崩塌。 降水渗入岩体裂缝中产生的静、动水压力以及地下水对 软弱面的润湿作用都是岩体发生滑移崩塌的主要诱因。
P29①顺层（层面）滑坡、P20②构造结构面滑坡、P31③同生面滑 坡。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
土质滑坡
土质滑坡按主滑面（带）特征可细分为6个破坏模式：堆积土层 沿基岩顶面破坏模式、类均质土体内户型破坏模式、残积土层沿 着原岩结构面破坏模式、沿不同堆积结构面破坏模式、沿老滑动 面破坏模式和沿填土界面破坏模式。
崩塌特征
岩坡的崩塌常发生于高、陡边坡的前缘地段。
高陡斜坡和陡倾裂隙，是由于斜坡前缘的裂隙卸荷作用、由 基座蠕动造成斜坡解体而形成。
这些裂隙在表层蠕动作用下，进一步加深、加宽，并促使坡 脚主应力增强，坡体蠕动进一步加剧，下部支撑力减弱，从 而引起崩塌。
崩塌形成的岩堆给其后侧坡脚以侧向压力，再次发生崩塌的 突坡处上移。所以，崩塌具有使斜坡逐次后退、规模逐渐减 小的趋势。
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
错断式崩塌
长柱或板状不稳定岩体的下部被剪断，从而发生错断崩塌。 悬于坡缘的帽沿状危岩，后缘剪切面的扩展，剪切应力大于 危岩与母岩连接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌。 锥状或柱状岩体多面临空，下伏软基抗剪强度小于危岩体自重 产生的剪应力或软基中存在的顺坡外倾裂隙与坡面贯通时，发生 错断-滑移-崩塌。
P32——P34①、②、③、④、⑤、⑥
➢错落
01 边坡破坏特征 02 崩塌 03 滑坡 04 错落 05 坍塌
错落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面发生整 体下坐位移。它的特征是垂直位移量大于水平位移量。错落体比 较完整，大体上保持了原来的结构和产状。其底部一般有一层松 软破碎、且具有一定的厚度的软弱垫层，被压缩的软弱垫层的范 围成为错落带，错落带由上向下运动的岩土体成为错落体。