1_第一讲(边坡工程概述)

中国中铁科学研究院有限公司

廖小平研究员

5.

边坡工程监测预警技术（第五讲）

1.边坡工程定义

成的；

Ø人工边坡则是人类为了满足生产、生活的需要，在建设过程中对地形地势进行改造形成的。

Ø

“边坡工程”即是指在边坡场地进行人类工程活动与建设或改造的一个工程体系，主要包括其成因机制、稳定性分析、工程状态、活动规律、发展趋势、工程对策和工程可靠与安全的研究。

来了巨大损失，边坡工程的稳定性问题日

益突出。国际上将滑坡、泥石流和火山，

地震并列为

三大全球性地质灾害。

边坡变形破坏运动学特征

Ø坍：水冲岸塌。坍塌、坍方。

Ø错：相对摩擦运动、互不碰上。错落。

Ø滑：以平滑、连续的动作来移动。滑坡。

Ø溜：沿沟槽灵活地滑动。溜坍。

Ø流：因水而动，或者随水流而移动。流石、流泥。

落。

Ø滑：以平滑、连续的动作来移动。

滑坡。

Ø溜：沿沟槽灵活地滑动。溜坍。

Ø流：因水而动，或者随水流而移动。

流石、流泥。

倾倒Ø溃屈

错落

型，硬质岩剥落较缓慢，而软质岩则相对较

严重。岩石特征、气候和地形条件是控制岩

石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的

矿物组成和结构构造，不同矿物的溶解性差

异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿

物的粒度，又决定了岩石的易碎性和表面积。

对道路安全影响不大，但是由于长期风化剥

落，将使边坡岩体形成巨大的洼崖腔，使上

部硬质岩体形成危岩。

强风化层，颗粒较粗，粘粒含

量很少，易崩解，抗冲刷能力

很差，因此在雨季期间流石流

泥现象十分严重，大量坡面冲

刷物流向碎落台或路面，堵塞

排水沟，常在坡面形成密集的

冲刷沟槽，并导致喷播草仔流

失而影响坡面绿化效果。

坡面冲刷

一种是由于结构面切割形成的

小型楔体；土块的来源通常为

坡顶覆盖层的解体物质。

Ø掉块落石的体积较小，其破坏

力也不髙；但高边坡的掉块落

石，其能量也不可低估，构成

较大的安全威胁。

Ø崩塌可以分为滑移型崩塌、倾

倒型崩塌和错断式崩塌三种类

型。

Ø崩塌按物质可分类土崩、岩崩、

以及雪崩(自然坡体)。规模大者

称为山崩，河库岸边称为崩

岸，还有堤崩等。

Ø常见于反倾或陡倾层状结构边坡岩体中。

Ø

这种破坏模式在沉积岩地区的反倾地层中较为多见，似层状构造的火成岩也有发现。

溃屈

Ø

溃屈破坏主要发育在等坡顺倾层状岩石边坡中，当岩层倾角与坡角大致相近时，坡脚岩层因剪切变形而呈鼓起状，同时产生层面拉裂、脱层等现

象。

于坡脚的坡体病害现象。Ø具有富水性和突发性。Ø

在路堑边坡工程中常见。

成的。一旦降雨使坡面岩土饱和时，基质吸力急剧消失，岩土强度降低，并产生动静水压作用，容易形成溜坍病害。

流塑状

。

边坡滑坡

Ø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

Ø近年来，随着高速公路建设向山区延伸和发展，由于其技术等级较高，且我国山区地形条件困难、地质结构复杂、地质环境背景脆弱，深挖高填十分普遍，边坡工程问题日益突出。同时也遭遇了不少边坡工程失败和损失。

边坡的变形破坏机理

Ø有关边坡的变形破坏机理研究方面，国外开展的较早，并在上世纪70年代得到了系统总结。主要着重典型破坏模式。Ø上世纪80年代以来，在边坡变形破坏的力学机理解释和特征规律的研究方面，中国学者作出了较为突出的贡献。

Ø上世纪末至本世纪初，利用现代数值计算技术的发展成果和逐步完善的岩土工程测试与试验技术，分别从边坡的坡体结构类型、变形发育特征、破坏力学本质、以及失稳原因与规律等方面，对重点边坡工程的变形破坏机理进行定量的剖析研究，希望总结归纳得到较为可靠的定性结论。

Ø近二十年来，耗散结构论、协同理论、突变理论、混沌理论、分形理论等非线性科学理论的发展为边坡工程稳定性评价带来了更多的手段和方法，在边坡失稳的突变模型和灰色系统模型、滑面形成的自组织临界过程描述、边坡岩体的分形描述以及人工神经网络理论等方面取得了一些开创性的成果。高边坡设计。中铁西北科学研究院在福建等山区高速公路高边坡工程建设生产实践过程中，系统提出“动态设计理念和信息化施工技术”，并结合高边坡专项设计程序，在近千处高边坡工程实践中成功应用。

建设规模的扩大和发展，要求提高边坡防护等级，确保道路交通的畅通和安全，路堑边坡的防护与加固技术得以逐步重视并开展广泛的研究与实践，特别是近十年来，岩土锚固技术的发展和进步使得在路堑高边坡设计中大量应用。

完善，定量化计算水平和准确性较低。

Ø边坡开挖松弛的力学原理、变形破坏模式和数值模拟计算研究不够深入。

Ø边坡锚固工程的适用条件及其耐久性尚需深入研究。