岩质边坡稳定性的工程地质研究

自重作用下边坡主应力分布 存在初始水平构造
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应力下边坡应力分布
斜坡中最大剪应力迹线（虚线）
和主应力迹线（实线）示意图
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二、影响边坡岩体应力分布的主要因素
1.原始应力状态的影响 岩体中的原始应力对边坡应力分布有很大影响，尤其是垂
直于河谷方向的水平构造应力的影响更为显著。 2.坡形的影响 3.岩体结构的影响
堆积体：崩塌以自由坠落为其主要
运动形式，岩块在斜坡上翻滚滑动
并相互摩擦破碎后堆积于坡脚，形
碎石
成岩堆或崩积体。
地貌：岩堆（倒石堆，倒石锥）
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崩塌的形成机理
❖ ①边坡被陡倾裂隙深切 ❖ ②软弱相间的岩层 ❖ ③下部有洞穴和采空现象
错落 崩塌
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崩落实例
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盐池河崩塌山体示意图
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四、滑坡
边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏 面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。
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四、地下水的作用
地下水对边坡稳定的影响关系极大，绝大多数滑坡都与地 下水的活动有关。许多滑坡、崩塌均发生在降雨之后，就是 因降水渗入岩土体后，产生不良影响所致。地下水的作用主 要表现为：
圆弧状滑动面
平面状滑动面
阶梯状滑动面
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1. 滑坡的形态特征
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1. 滑坡的形态特征
滑坡台阶 滑坡体
滑坡壁
滑坡舌
滑坡床
滑动面（带）
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滑坡特征示意图
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2. 滑坡的分类
（1）根据滑动面与岩层构造之间的关系分类：
顺层滑坡ຫໍສະໝຸດ Baidu
切层滑坡
均质滑坡
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2. 滑坡的分类
（2）根据滑动带的力学性质
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3.滑动面的形成机制
表层蠕动 边坡表层岩体发生弯曲变形
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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表层蠕动
溃屈
倾倒
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深层蠕动
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三、崩塌
高陡的边坡岩体突然发生倾倒崩 落，岩块翻滚撞击而下，堆积于坡 脚的现象，称做崩塌。
类型：规模巨大的山区崩塌，称为 山崩；小型崩塌，成为坠石。
(1)滑动面受最大剪应力面控制：在滑动破坏之前，坡体内 没有既定的软弱面作为滑面。当剪应力超过岩体的强度极 限时，就将大致沿着最大剪应力面发生剪切滑动，常成弧 形并在斜坡的上缘附近转为陡倾的拉裂面。 (2)滑动面受已有软弱结构面控制：坡体中有软弱结构面或 软弱夹层存在，并能构成有利于滑动的结构面(或几个面的 组合面)产生滑动。因此软弱结构面的抗剪强度和产状起控 制作用，而不决定于岩石本身的强度，岩质边坡的破坏绝 大多数都是属于这种情况。
第六章 岩质边坡稳定性分析
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第六章 边坡稳定性的工程地质研究
概述
6.1 边坡岩体应力分布的特征
6.2 边坡变形破坏的类型与特征
6.3 影响边坡稳定性的因素
6.4 岩质边坡稳定性的评价方法
6.5 不稳定边坡的防治措施
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思考与作业
概述
边坡包括自然边坡和人工边坡两种类型。 自然边坡：在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡、海岸 陡崖等； 人工边坡：人类工程活动形成的规模不同、陡缓不等的斜坡，例 如道路工程中的工程中的路堑、路堤边坡，房屋、桥梁工程的基 坑边坡，露天矿山的边坡，水电工程中的运河渠道边坡，船闸、 溢洪道边坡、引水隧洞进、出口边坡、土石坝边坡及坝肩边坡等。
深切峡谷地区，陡峭的岸坡是容易发生边坡变形和破坏的 地形条件。通常，坡度越陡、坡高越大，对稳定越不利。崩 塌现象均发生在坡度大于60º的斜坡上。而滑坡现象虽在陡 坡地形发育较多，但在较缓的边坡上也可发生，这主要决定 于滑动面的性质。
二、地层岩性的影响
地层和岩性对边坡稳定性的影响很大。软硬相间，并有软
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6.3 影响边坡稳定性的因素
内在因素：岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应 力等。它们常常起着主要的控制作用。
外在因素：地表水和地下水的作用、地震、风化作用、 人工挖掘、爆破以及工程荷载等。其中地表 水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃 的外在因素，其他大多起着触发作用。
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一、地貌条件的影响
边坡要素
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2010年 地质 灾害类型构成
边坡稳定性的工程地质分析意义：
(1)通过勘察对边坡的稳定性做出评价和预测； (2)为设计合理的工程边坡和制定有效的防治措施提供地质依据4。
6.1 边坡岩体应力分布的特征
一、边坡形成后应力状态的变化
(1)斜坡岩体的主应力迹线发生明显的偏转，总的特征为愈接近 边坡，最大主应力愈接近平行于斜坡临空面；而最小主应力则 愈与坡面近正交。 (2)在坡脚与河谷底部形成应力集中带。 (3)与主应力偏转相联系，最大剪应力迹线也发生偏转，呈凹向 临空面的弧线。在最大、最小主应力差值最大的部位(一般在坡 脚附近)，相应形成一个最大剪应力区，因而在这里容易发生剪 切变形破坏 。 (4)在坡顶和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平应力 显著减小，甚至可出现拉应力，因而可形成一个拉应力带。其5 范围随坡角和平行于河谷的水平应力的增加而增大。
化、泥化或易风化的夹层时，最易造成边坡失稳。地层岩性
的不同，所形成的边坡变形破坏类型及能保持稳定的坡度也
不同。
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三、地质构造与岩体结构的影响
地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应力 等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素之一。褶皱、断裂 发育地区，常是岩层倾角大，甚至陡立，断层、节理纵横切 割，构成岩体中的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑动 的条件，并直接控制着边坡破坏的形成和规模。
常见的边坡变形破坏主要类型有：卸荷变形、蠕动变形、 崩坍、滑坡等。
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一、卸荷变形
在边坡形成过程中，由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或人 工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸坡 岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂 隙，一般称作边坡卸荷裂隙。
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二、蠕动变形
蠕动变形，是指边坡岩体主要在重力作用下向临空 方向发生长期缓慢的塑性变形的现象。
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边坡岩体结构面上应力集中
6.2 边坡变形破坏的类型与特征
边坡变形：指坡体只产生局部的位移和微破裂，岩块只出现 微量的变化，没有显著的剪切位移或滚动，因而 边坡不至引起整体失稳。
边坡破坏：指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体 产生整体滑动、滚动或转动。
二者在边坡变化过程中是相互密切联系的。边坡破坏前， 边坡岩体总要经历一个从徐变到巨变的变形过程。