岩体力学-第6讲-岩石边坡工程 共78页
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边坡工程 ppt课件
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。
岩石力学边坡
蔡路军 4
a
b
c
d
图1-1
2007-06-12
e
f
斜坡块体运动主要类型示意图
蔡路军 5
a.山崩（崩塌）；b.滑坡；c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变
武汉科技大学理学院工程力学系
滑坡动态图
2007-06-12
武汉科技大学理学院工程力学系
蔡路军
6
青 海 化 隆 至 循 化 公 路 危 岩 体
WUST
同江至三亚高速公路福建八尺门互通3#滑坡全貌
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 33
WUST
京珠高速公路粤北段K108滑坡
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 34
WUST
京珠高速公路粤北段K152滑坡
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 35
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 20
WUST
二郎山隧道西引道滑坡张裂缝
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 21
WUST
云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 22
WUST
云南元磨高速公路K259三箐公隧道进口滑坡
2007-06-12 武汉科技大学理学院台湾某地的边坡整治效果图
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 55
水利水电工程－小湾水电站右岸局部边坡
2007-06-12 武汉科技大学理学院工程力学系 蔡路军 56
水利水电工程－三峡工程局部边坡
WUST
黄河李家峡水电站2#滑坡
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图1-1
2007-06-12
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斜坡块体运动主要类型示意图
蔡路军 5
a.山崩（崩塌）；b.滑坡；c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变
武汉科技大学理学院工程力学系
滑坡动态图
2007-06-12
武汉科技大学理学院工程力学系
蔡路军
6
青 海 化 隆 至 循 化 公 路 危 岩 体
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同江至三亚高速公路福建八尺门互通3#滑坡全貌
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京珠高速公路粤北段K108滑坡
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京珠高速公路粤北段K152滑坡
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二郎山隧道西引道滑坡张裂缝
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云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡
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云南元磨高速公路K259三箐公隧道进口滑坡
2007-06-12 武汉科技大学理学院台湾某地的边坡整治效果图
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水利水电工程－小湾水电站右岸局部边坡
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水利水电工程－三峡工程局部边坡
WUST
黄河李家峡水电站2#滑坡
工程地质学-第六章岩质边坡
综合评估
综合多种方法对加固后的边 坡进行评估，得出较为准确 的评估结果，为后续的工程 设计和施工提供依据。
04 岩质边坡的监测与预警
监测内容与方法
变形监测 通过测量边坡的位移、倾斜、沉 降等参数，评估边坡的稳定性。 方法包括全站仪测量、GPS监测、 裂缝尺等。
声波监测 利用声波在岩石中的传播速度和 波形变化，判断边坡内部的裂隙、 破碎带等结构特征。
准确性和完整性。
数据处理与分析
03
建立数据处理中心，对采集的数据进行实时处理、分析，提取
关键信息，为预警提供依据。
预警系统运行与维护
数据采集与传输
确保传感器正常运行，数据能够实时、准确地传输到数据处理中心。
预警阈值调整
根据实际监测数据和工程经验，适时调整预警阈值，提高预警的准 确性和可靠性。
系统维护与升级
稳定性计算模型
01
02
03
极限平衡法
基于力的平衡原理，通过 计算岩体的滑动力和抗滑 力，评估边坡的稳定性。
有限元法
通过建立边坡的有限元模 型，模拟岩体的应力分布 和变形过程，预测可能的 破坏模式和稳定性状况。
离散元法
针对岩体的离散性质，模 拟岩块之间的相互作用和 运动过程，评估边坡的整 体稳定性。
工程地质学-第六章岩质边坡
目录
• 岩质边坡的定义与分类 • 岩质边坡的稳定性分析 • 岩质边坡的加固与防护 • 岩质边坡的监测与预警 • 岩质边坡工程实例分析
01 岩质边坡的定义与分类
定义
总结词
岩质边坡是指由岩石构成的边坡，其稳定性对工程安全至关重要。
详细描述
岩质边坡是由各种岩石（如沉积岩、岩浆岩、变质岩等）构成的边坡，其特点是岩石的物理、化学和力学性质较 为稳定，不易发生风化、侵蚀等现象。岩质边坡的稳定性对于工程安全具有重要意义，特别是在山区、河流两岸 等地区，岩质边坡的稳定性问题尤为突出。
第6课 岩石边坡工程
第6章岩石边坡工程§6.1概述边坡按成因可分为自然边坡和人工边坡。
天然的山坡和谷坡是自然边坡，此类边坡是在地壳隆起或下陷过程中逐渐形成的。
通常发生较大规模破坏是自然边坡。
人工边坡是由于人类活动形成的边坡，其中挖方形成的边坡称为开方边坡，填方形成的称为构筑边坡，后者有时也称为坝坡。
人工边坡的几何参数可以人为控制。
边坡按组成物质可分为岩质边坡和土质边坡。
岩坡失稳与土坡失稳的主要区别在于土坡中可能滑动面的位置并不明显，而岩坡中的滑动面则往往较为明确，无需像土坡那样通过大量试算才能确定。
岩坡中结构面的规模、性质及其组合方式在很大程度上决定着岩坡失稳时的破坏形式；结构面的产状或性质稍有改变，岩坡的稳定性将会受到显著影响。
因此，要正确解决岩坡稳定性问题，首先需搞清结构面的性质、作用、组合情况以及结构面的发育情况等，在此基础上不仅要对破坏方式做出判断，而且对其破坏机制也必须进行分析，这是保证岩坡稳定性分析结果正确性的关键。
典型的边坡如图6-1所示。
边坡与坡顶面相交的部位称为坡肩；与坡底面相交的部位坡趾或坡脚；坡面与水平面的夹角称为坡面角或坡倾角；坡肩与坡脚间的高差称为坡高。
图6-1 边坡示意图边坡稳定问题是工程建设中经常遇到的问题，例如水库的岸坡、渠道边坡、隧洞进出口边坡、拱坝坝肩边坡以及公路或铁路的路堑边坡等，都涉及到稳定性问题。
边坡的失稳，轻则影响工程质量与施工进度；重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，不论土木工程还是水利水电工程，边坡的稳定问题经常成为需要重点考虑的问题。
§6.2岩石边坡破坏6.2.1 岩石边坡的破坏类型岩坡的破坏类型从形态上可分为崩塌和滑坡。
所谓崩塌是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
其特点是，在崩塌过程中，岩体中无明显滑移面。
崩塌一般发生在既高又陡的岩坡前缘地段，这时大块的岩体与岩坡分离而向前倾倒，如图6-2(a)所示；或者，坡顶岩体由于某种原因脱落翻滚而在坡脚下堆积，如图6-2(b)和(c)所示。
边坡工程第六章PPT学习教案
制土坡剖面图，并在图上注明
土的指标c， ， 的数值。
② 选圆心—个O和可半能Wi径的Rb滑h。i 动面ab，确定
③ 将滑动土体进行竖向分条与编 号，N使i 计Wi c算os 方i 便T而i 准Wi确sin。i
④ 计算每一土条第8页的/共47页自重Wi（包括 土条顶面的荷载）。
⑥ 计算滑动力矩 MT T1R T2R ⑦ 计算抗滑力矩
边坡工程第六章
会计学
1
§6.1 圆弧形破坏的条件
破坏条件
1 土体或岩体中的单个颗粒与边坡尺寸相比极其小时，而且这 些颗粒不是互相咬合的；或者是完整均质的土体或岩体。
2 当某一个连续圆弧面上的剪应力超过了岩土体的抗剪强度时， 或者说满足了M-C准则时。
第1页/共47页
边坡稳定性分析方法的 分类
极限平衡法； 解析法； 数值计算方法：
解：
1）取滑动圆弧：下端通过坡脚 A点，上端坡顶取吊塔基础 外 缘 B 点 ， 半 径 R ＝ 10.0m ，圆心为O点。
2）取土条宽b=R/10=1m。 3）土条编号：作圆心O点的垂
线，垂线处为0条。依次向 上编号为1，2，3，…共9 条。
第15页/共47页
4）计算滑动面长度：
AB
由于
sin
2
摩阻力
Ni tan
总粘聚力 cbL/kN
5.6
15.8
23.9
31.1
32×11.76
34.9
×
29.7 1.0=376.32
21.9
60.3
38.2
261.4
7）土坡稳定安全系数
n
F
MR MT
Wi cos i tan cL
i 1 n
边坡工讲义程06
当对支护结构变形量容许值要求较高、或岩层边坡施 工期稳定性较差、或土层锚固性能较差、或采用了钢绞线和 精轧钢时，宜采用预应力锚杆。但预应力作用对支承结构的 加载影响、对锚固地层的牵引作用以及相邻构筑物的不利影 响应控制在安全范围之内。
设计的锚杆必须达到所设计的锚固力要求，防止边坡 滑动剪断锚杆，锚杆选用的钢筋或钢绞线必须满足有关国家 标准，特别是预应力钢绞线，除了满足Gl3／T 5224—95标准 外，还必须获得IS09002国际质量认证；同时必须保障钢筋或 钢绞线有效防腐，以避免锈蚀导致材料强度降低。
1-台坐；2-锚具；3-承压板；4-支档结构；5-自由隔离层；6-钻孔；7-对 中支架；8-隔离架；9-钢绞线；l0-架线环；ll-注桨体；12-导向帽；Lr-自 由段；La-锚固段
按是否预先施加应力分为预应力锚杆(索)和非 预应力锚杆(索)：非预应力锚杆是指锚杆锚固后不 施加外力，锚杆处于被动受载状态；预应力锚杆是 指锚杆锚固后施加一定的外力，使锚杆处于主动受 载状态。
(4)锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定 板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡，如图 6.10所示。
(5)锚杆与钢筋混凝土面板联合使用形成锚板支护结构， 适用于岩石边坡。锚杆在边坡支护中主要承担岩石压力，限 制边坡侧向位移，而面板则用于限制岩石单块塌落并保护岩 体表面防止风化。锚板可根据岩石类别采用现浇板或挂网喷 射混凝土层。
非预应力锚杆长度一般不要超过l6m，单锚设计吨位 一般为l00～400kN，最大设计荷载一般不超过450 kN。预应 力锚杆(索)长度一般不要超过50m，单束锚索设计吨位一般 为500～2500kN，最大设计荷载一般不超过3000kN，预应力 锚索的间距一般为4～10m。
§6.1.3 锚杆(索)在边坡处治中的应用
第六章岩石边坡工程_岩石力学-5
10
第6章 岩石边坡工程
俄罗斯东西伯利亚米尔金刚矿场
11
第6章 岩石边坡工程
美国宾翰峡谷铜矿场
12
第6章 岩石边坡工程
• 填方：堤、坝、路基、堆料 小浪底土石坝
13
第6章 岩石边坡工程
天生桥一级面板堆石坝
14
第6章 岩石边坡工程
15
第6章 岩石边坡工程
§6.2 岩石边坡破坏
6.2.1 岩石边坡的破坏类型
24
第6章 岩石边坡工程
25
第6章 岩石边坡工程
四千立方米山石阻断渝宜高速
26
第6章 岩石边坡工程
南川县甑子岩崩塌
27
第6章 岩石边坡工程
崩塌壁
乌江鸡冠岭崩塌
崩塌堆积前缘 大块石 （部分被后期泥石流覆盖）
28
第6章 岩石边坡工程
巫溪县南门湾危岩崩塌
29
第6章 岩石边坡工程
2007年4月4日319国道重庆彭水段山体崩塌
三峡库区山高谷深，暴雨集中，自然条件和地质条件复 杂，是地质灾害多发地区。库区地质灾害主要有崩塌、滑
坡、泥石流和塌岸等，地质灾害点多，部分地质灾害规模
巨大。对库区地质灾害进行有效的防治是保护库区人民生命 财产安全，实现库区社会长治久安及经济、环境和谐发展的 十分重要的工作。
38
第6章 岩石边坡工程
新滩滑坡
42
第6章 岩石边坡工程
新 滩 滑 坡
43
第6章 岩石边坡工程
2003年7月13日，三峡水库开始蓄水，由约100m上升到135m期间，湖北 秭归县沙镇溪发生千将坪滑坡，滑坡体积达1500万m3，造成24人死亡， 1100多人无家可归。
千将坪滑坡
《岩石力学(含边坡工程)》
qd d b1
qd — 顶板压力集度；
d — 顶板岩石的容重
2021/3/3
一级建造师考前培训
第7页
侧帮压力计算：
❖ 普氏地压学说的适用性
qb
( d b1
b
z
)
tan
2
(
4
b 2
)
qb — 侧帮所受水平地压集度
b — 侧帮岩石容重
z — 计算点到侧帮顶端的距离
— 侧帮岩石的似内摩擦角
一级建造师考前培训
第15页
2021/3/3
(3) 边坡工程监测
❖ 边坡监测的内容 ➢ 大面积边坡移动监测； ➢ 边坡表面局部岩体移动监测； ➢ 岩体内部位移的监测 ➢ 地声监测
❖ 监测方法 ➢ 表面移动：经纬仪、光电测距仪； ➢ 内部位移：钻孔中监测仪； ➢ 地 声：地震仪
(4) 滑坡防治方法 ❖ 重力处理 ❖ 改善岩性 ❖ 支护结构
说明：理论上，可根据支护与围岩共同作用曲线确定合 的支护时机、支护刚度、支护压力等，但实际难以实现，
围岩—支护的共同作用原理更多的限于定性指导意义。
2021/3/3
一级建造师考前培训
第4页
1H414012巷道地压与立井地压估算方法
(1)地压：作用于支护结构上的压力
(2)普氏地压
❖ 普氏拱：顶板破碎岩石形成的自承载拱。
一级建造师考前培训
第8页
(3)立井地压估算
❖ 修正的普氏立井地压公式
Pks
(
k 1 i 1
i
hi
)
tan
2
(
4
k
2
);
Pkx
k
(
i 1
i
岩体力学-第6讲-岩石边坡工程
几个概念提法
• 岩质边坡 土质边坡 • 岩石边坡 岩质边坡 • 露天矿边坡 路堑边坡 路堤边坡 坝坡 岸坡
边坡工程与经济建设
• 边坡与露天矿工程
维持边坡稳定、增大坡脚、减小采方
• 边坡与水利水电工程
近坝边坡的永久稳定性 库岸边坡的变形失稳与地质灾害
• 边坡与交通工程
路堑边坡和路堤边坡变形失稳
• 边坡与房屋建筑工程
平面滑动
平面滑动
平班水电站进 场所公路滑坡
云荞水库趾 板边坡滑坡
千将坪滑坡
洪家渡水电站进 场公路滑坡
楔体滑动
• 当两个软弱面相交，切割岩体形成四面 体时，就可能出现楔形滑动 • 如果两个结构面的交线因开挖而处于出 露状态，不需要地形上或结构上的解除 约束即可能产生滑动。
楔体滑动
青兰山边坡
锦屏库区
N1 N 2 W cos S cos sin 2
j
2 1
2
1 2
FS
sin t an j ( ) 1 t an S sin 2
FS
( N1 N 2 ) tan j W sin S
2 1
tan j sin(90 ) tan j 2 2 2 sin 1 tan S 2
边坡稳定影响因素
• 2、坡形坡率变化
• 河流、水库及湖海的冲刷及淘刷，使岸坡外形发生变 化。当侵蚀切露坡体底部的软弱结构面，使坡体处于 临空状态，或侵蚀切露坡体下伏软弱层的顶面时，使 坡体失去平衡，最后导致破坏。 • 人工削坡时未考虑岩体结构特点，切露了控制斜坡稳 定的主要软弱结构面，形成或扩大了临空面，使坡体 失去支撑，会导致斜坡的变形与破坏。
平面破坏分析
岩土工程课件岩土边坡工程
5
4 边坡工程中的人工神经网络方法
人工神经网络（简称NN-Neural network）是指由大量简单神经 元经广泛互连构成的一种计算结构，它是一种广义的并行处理系统。 人脑的认知模式被认为是一种并行的分布式模式，神经网络采用类似 于人大脑的神经网络的体系结构来构造模型仿真人大脑的功能，即把 对信息的储存和计算推理同时储存在一个单元里。因此，在某种程度 上神经网络被认为可以模拟生物神经系统的工作过程。特别是通过抽 象、简化和模拟手段，神经网络部分反映了人脑的某些功能特征，且 具有高度非线性、自组织、自学习、动态处理、联想记忆、容错性等 特征。近年来，人工神经网络开始应用于边坡工程的稳定性分析和评 价，对于解决复杂的边坡系统工程的稳定性问题提供了一条新的途径。
❖ 锚杆不仅可用于临时性支护结构，在永久性建筑工程中应 用比较广泛。
10
锚杆技术是建筑工程中的一项实用 新技术，在国内外得到了广泛的、 愈来愈多的运用。
应用实例
11
深圳黄贝岭边坡工程
12
居民住宅边坡
13
14
15
16
17
18
山西省运城～三门峡高速公路
K14+200高边坡（高64m）治理后
❖ 验收试验
验收试验的木的是为了检验锚杆在超过实际拉力并接 近极限拉力条件下的工作性能，及时发现锚杆设计施工 中的缺陷，并判定工程锚杆是否符合设计要求。验收试 验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不得少于最初施 做的3根。
❖ 试验结果的分析曲线
施工完成后待砂浆达到70%以上的强度才能进行抗拔
试验，试验开始时每级荷载按事先预计极限荷载的1/10
34
❖ 锚杆的破坏形式 锚杆的破坏形式通常有4种： ①锚拉杆被拉断； ②拉筋(锚拉杆)从筋浆界面处脱出； ③锚固体从浆土界面处脱出； ④连锚带岩土一起拔出。
4 边坡工程中的人工神经网络方法
人工神经网络（简称NN-Neural network）是指由大量简单神经 元经广泛互连构成的一种计算结构，它是一种广义的并行处理系统。 人脑的认知模式被认为是一种并行的分布式模式，神经网络采用类似 于人大脑的神经网络的体系结构来构造模型仿真人大脑的功能，即把 对信息的储存和计算推理同时储存在一个单元里。因此，在某种程度 上神经网络被认为可以模拟生物神经系统的工作过程。特别是通过抽 象、简化和模拟手段，神经网络部分反映了人脑的某些功能特征，且 具有高度非线性、自组织、自学习、动态处理、联想记忆、容错性等 特征。近年来，人工神经网络开始应用于边坡工程的稳定性分析和评 价，对于解决复杂的边坡系统工程的稳定性问题提供了一条新的途径。
❖ 锚杆不仅可用于临时性支护结构，在永久性建筑工程中应 用比较广泛。
10
锚杆技术是建筑工程中的一项实用 新技术，在国内外得到了广泛的、 愈来愈多的运用。
应用实例
11
深圳黄贝岭边坡工程
12
居民住宅边坡
13
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山西省运城～三门峡高速公路
K14+200高边坡（高64m）治理后
❖ 验收试验
验收试验的木的是为了检验锚杆在超过实际拉力并接 近极限拉力条件下的工作性能，及时发现锚杆设计施工 中的缺陷，并判定工程锚杆是否符合设计要求。验收试 验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不得少于最初施 做的3根。
❖ 试验结果的分析曲线
施工完成后待砂浆达到70%以上的强度才能进行抗拔
试验，试验开始时每级荷载按事先预计极限荷载的1/10
34
❖ 锚杆的破坏形式 锚杆的破坏形式通常有4种： ①锚拉杆被拉断； ②拉筋(锚拉杆)从筋浆界面处脱出； ③锚固体从浆土界面处脱出； ④连锚带岩土一起拔出。
岩体力学在边坡工程中的应用PPT教学课件
⑤岩石分条上铅垂侧水平力不计
⑥边坡简化为如图8-12应力状态
第24页/共31页
3、K值计算
K L c tan Ni
L --滑移面的T总i 弧长
Ni，Ti---岩条单元滑动面上的正应力和剪应力
4、存在裂隙水压力时
计算 K值公式中的Ni，Ti变成 Ni/和T/
其中：T/ --岩条单元重量引起的剪应力和
渗透力之和。
N
/ i
Ni
li
li和 --岩条单元滑动面长度和静水压力。
第25页/共31页
第26页/共31页
六、岩块流动的力学分析
高应力下的脆性破坏，通过应力分析和 强度条件判定期稳定状态。
发生脆性破坏的条件：P P
24R 3Rc
t
七、边坡岩层曲折分析
要点 当边坡坡面有顺向的岩层分布，而
且岩层厚度不大时，如果沿着岩层有垂直节 理切割，也就是使岩层成为长细柱体结构沿 着坡面分布，在沿坡面倾向的重力分量作用 下，导致岩层弯曲破坏。
W cos
W cos tan
图8-8 平面剪切破坏
第10页/共31页
（1）滑动体的体积： W rH 2 sini 2 sin i sin
（2）滑移面AB上
总粘结力：C
H
s in
致滑力：W sin 总摩擦力：W cos tan
（3）稳定系数： K
CH
s in
W cos tg
W s in
符合库仑方程
第13页/共31页
U动-面水浮上压力产力生在的滑
V上-张的性水断压裂力面
W cos
W
V cos
V sin W sin
第14页/共31页
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图 6-2 岩 崩 类 型
（ a ） 倾 倒 破 坏 ；（ b ） 软 硬 互 成 坡 体 的 局 部 崩 塌 和 坠 落 ；
（ c） 崩 塌 破 坏
1— 砂 岩 ； 2— 页 岩
图 6-3 岩 滑 类 型 （ a ） 平 面 破 坏 ；（ b ） 楔 形 破 坏
（ c） 旋 转 滑 动
平面剪切滑坡及其分类
• 常见于反倾或陡倾层状结 构边坡岩体中。
崩塌破坏
• 崩塌是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。 • 其特点是，在崩塌过程中，岩体中无明显滑移面。 • 崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
崩塌的发生过程
崩塌破坏
四川北川150万方山体崩塌
平面滑动
• 平面滑动是一部分岩体在重力作用下沿着某一软弱面 (层面、断层、裂隙)的滑动。
岩体力学
岩石边坡工程
俞缙
Ph.D. H.Wang
主要内容
岩石边坡工程概述 岩石边坡破坏类型 边坡稳定影响因素 岩石边坡稳定分析 岩石边坡防护加固 岩石边坡监测预警
基本概念
• 边坡是自然斜坡和人工边坡的统称，是人类生存及工 程活动最常见的自然地质环境之一。
平面滑动
平面滑动
平班水电站进 场所公路滑坡
云荞水库趾 板边坡滑坡
千将坪滑坡
洪家渡水电站进 场公路滑坡
楔体滑动
• 当两个软弱面相交，切割岩体形成四面 体时，就可能出现楔形滑动
• 如果两个结构面的交线因开挖而处于出 露状态，不需要地形上或结构上的解除 约束即可能产生滑动。
楔体滑动
青兰山边坡
锦屏库区
路堑边坡和路堤边坡变形失稳
• 边坡与房屋建筑工程
斜坡基础的稳定问题
主要内容
岩石边坡工程概述 岩石边坡破坏类型 边坡稳定影响因素 岩石边坡稳定分析 岩石边坡防护加固 岩石边坡监测预警
岩石边坡破坏类型
倾倒破坏
岩崩
崩塌坠落 崩塌
岩 石
平面滑动
边
坡 破
岩滑
楔体滑动
坏
类
型
旋转滑动
溃屈
错落
岩崩与岩滑
• 滑面的倾角必须大于滑面的内摩擦角，否则无论坡角 和坡高的大小如何，边坡都不会滑动。
• 平面滑动不仅要求滑体克服滑面底部的阻力，而且还 要克服滑面两侧的阻力。
• 在软岩（例如页岩）中，如果滑面倾角远大于内摩擦 角，则岩石本身的破坏即可解除侧边约束，从而产生 平面滑动。
• 在硬岩中，如果结构面横切到坡顶，解除了两侧约束 时，才可能发生平面滑动。
主要内容
岩石边坡工程概述 岩石边坡破坏类型 边坡稳定影响因素 岩石边坡稳定分析 岩石边坡防护加固 岩石边坡监测预警
边坡稳定性分析方法简介
1）定性分析方法
（1） 地质分析法（历史成因分析法） （2）工程地质类比法 （3）图解法 （4）边坡稳定专家系统
2） 定量评价方法
（1） 极限平衡法 （2） 数值分析方法
• 人工削坡时未考虑岩体结构特点，切露了控制斜坡稳 定的主要软弱结构面，形成或扩大了临空面，使坡体 失去支撑，会导致斜坡的变形与破坏。
边坡稳定影响因素
• 4、外力作用导致边坡失稳
• 区域构造应力的变化、地震、爆破、地下静水 压力和动水压力，以及施工荷载等，都使斜坡 直接受力，对斜坡稳定的影响直接而迅速。
边坡稳定影响因素
• 1、结构面效应
• 现象：
• 由于结构面的不同组合，有些边坡在陡坡角和几百米 高条件下是稳定的，许多平缓边坡仅高几十米就破坏
• 破坏机理：
• 顺坡向结构面周边的应力集中，导致破坏产生
边坡稳定影响因素
• 2、坡形坡率变化
• 河流、水库及湖海的冲刷及淘刷，使岸坡外形发生变 化。当侵蚀切露坡体底部的软弱结构面，使坡体处于 临空状态，或侵蚀切露坡体下伏软弱层的顶面时，使 坡体失去平衡，最后导致破坏。
三峡船闸边坡
三峡水电站 尾水出口边坡
旋转滑动
• 旋转滑动的滑面通常呈弧形
• 一般产生于： • 非成层的均质岩体 • 破碎岩石
旋转滑动
漫湾“三洞”滑坡
漫湾左坝肩滑坡
天荒坪大溪滑坡
京福高速南平段
溃屈（岩层曲折）
• 边坡开挖坡面临空，导致顺坡 向剪应力增大，而层间结合力 又很小，致使上部坡体沿软弱 结构面蠕滑，坡脚岩体剪切而 呈纵向弯曲状，在应力和变形 增长到一定程度时，岩桥被剪 断，边坡产生破坏。
• 徐邦栋：
• 在一定的结构面组合下，如变形体 的后缘是沿一组陡而深的结构面发 育时，往往变形体比不动体破碎。 由于变形体在压力增大的条件下， 先自行下错压密，同时挤压中前部， 直到形成向临空面倾斜的底部破碎 带
主要内容
岩石边坡工程概述 岩石边坡破坏类型 边坡稳定影响因素 岩石边坡稳定分析 岩石边坡防护加固 岩石边坡监测预警
• 溃屈破坏主要发育在中、陡倾 岩体，且当岩层倾角与坡角大 致相近时，坡脚岩层因剪切变
蔡美峰 《岩石力学与工程》 形而呈鼓起状，同时产生层面 拉裂、脱层等现象。
错落
• 王恭先：
• 错落是指被陡倾的构造结构面与后 山完整岩体分开的风化破碎岩体， 因坡脚受冲刷或人工开挖而被压缩， 引起的坡体以垂直下错为主的变形 现象
边ห้องสมุดไป่ตู้稳定性分析步骤
• 一、几何边界条件分析
• 赤平投影、实体比例投影、失稳模式识别
• 二、受力条件分析
• 岩体重力、静水压力、动水压力、建筑荷载及震动力
• 三、确定计算参数
• 试验数据、反算数据和经验数据
• 四、稳定性系数的计算
• 重点介绍刚体极限平衡法
• 五、稳定性评价
• 合理的安全系数
• 岩石边坡即指坡体物质主要为岩石组成的边坡。
几个概念提法
• 岩质边坡 土质边坡 • 岩石边坡 岩质边坡 • 露天矿边坡 路堑边坡 路堤边坡
坝坡 岸坡
边坡工程与经济建设
• 边坡与露天矿工程
维持边坡稳定、增大坡脚、减小采方
• 边坡与水利水电工程
近坝边坡的永久稳定性 库岸边坡的变形失稳与地质灾害
• 边坡与交通工程
蔡美峰 《岩石力学与工程》
斜坡块体运动主要类型示意图
c
a
b
e
f
d
王恭先：a.山崩（崩塌）；b.滑坡；
c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变
边坡破坏类型
陈祖煜 《岩质边坡稳定分析》
倾倒破坏
倾倒破坏
• 倾倒变形是在边坡开挖卸 荷后，经应力重分布，坡 体表层向外回弹松弛，使 得坡体上部前缘开始向临 空方向作悬臂弯曲，并逐 渐向坡内发展，同时岩层 之间发生错动并伴有拉裂， 最后形成坡体失稳