(完整版)工程地质学_第六章岩质边坡

崩塌过程示意图
❖ 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。
❖ 滑坡的危害还表现在不仅是将要发生的滑坡会 给建筑物造成危害，而且表现在已经发生过的滑坡 地段，对兴建水利水电工程也十分不利。
❖ 这是因为已发生过滑坡的地段，常常有再次发 生的可能，而滑动过的岩体即滑坡体往往疏松破碎、 杂乱无章，强度低、透水性强、稳定性差，无论是 做为坝肩岩体、水库岸坡、隧洞围岩，还是做为道 路路基和码头等都是不利的。
边坡岩体中常存在有这样那样的软弱结构面。 它们在岩体重力和各种自然营力的长期作用下
修筑道路、桥梁、高峡 或人为的影响下，常常会发生变形破坏，使岩体突
建坝、深谷修库以及露 然崩倒或下滑，大量土石岩块涌向坡脚或河谷，冲
天采矿等。
垮道路、桥梁，掩埋厂矿房屋以及破坏施工现场，
其中尤其是水利水 从而造成中断施工、延长工期、改变设计、增加投
❖ （3）坡底宽度。 ❖ （4）边坡的平面形态对应力也有明显影响，凹形
边坡，应力集中程度明显减弱。因此，凹形坡有利 于坡体稳定，而凸形坡则相反。
❖ 3、岩体结构的影响 ❖ 岩体结构特征对边坡应力分布的影响主要表现
在因岩体的不均性和不连续性，使其沿软弱面的周 边出现应力集中或应力阻滞现象。 ❖ (1)软弱面与坡体主压应力轴平行时，将在软弱面的 端点部位或应力阻滞部位出现拉应力集中和剪应力 集中，使之出现软弱面两侧的张裂和剪切破裂。 ❖ (2)软弱面与坡体主压应力垂直时，将发生平行于软 弱面的拉应力或于端点部位出现垂直软弱面的压应 力，这将有利于软弱面的压密或稳定。 ❖ (3)软弱面与坡体主压应力轴斜交时，沿软弱面主要 为剪应力集中，并于端点部位或应力阻滞部位出现 拉应力，致使斜坡极易沿结构面发生剪切滑动。 ❖ (4)在软弱面交汇处，应力受到阻滞，压应力和拉应 力强烈集中，容易发生变形和破坏。在一定条件下， 可逐步扩展为滑动面，使斜面破坏
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。
❖ 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
❖ 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 ❖ （1）随着坡高的增加，坡内应力值也随着呈线性
增大，但不改变应力等值线的图像。
❖ （2）坡角变陡，拉应力的范围随之增大，切向应 力值增高，坡脚附近最大剪应力值也随着加大。
坡脚的现象，称做崩塌。其规模大小悬殊，大规模的岩体崩塌也 称山崩，其体积可达数千万甚至上亿立方米。小规模的崩塌称坠 石，一般其体积仅数立方米或数十立方米。在坚硬岩体中发生的 崩塌也称岩崩，而在土体中发生的则称土崩。此外，尚有坍方或 塌方一词，这是泛指边坡的各种破坏现象，包括崩塌、滑坡以及 其过渡类型塌滑等，是铁路和公路工程的常用语。 ❖ 崩塌下来的岩块、碎石，大小混杂堆积于坡脚或山麓斜坡上，称 为崩积物，有时形成倒锥体形的堆积称做岩堆，或倒石堆。 ❖ 岩崩的形成机理，一般有下列三种。 ❖ (1)边坡被陡倾裂隙深切，在外力及自重力的作用下逐渐向坡 外倾斜、弯曲，陡倾裂隙被拉开，岩体下部因弯曲而被拉裂、折 断，进而倾倒崩塌。 ❖ (2)在坚硬岩层的下部存在有软弱岩层，当它发生塑性蠕变 (塑性流动或剪切蠕变)时，则可导致上部岩层深陷、下滑、拉裂 以至倾倒崩塌。 ❖ (3)下部有洞穴或采空，岩体沉陷、陷落，将边部岩体挤出， 倾倒崩塌。
这种裂隙多呈层状向坡体内发育，形成松弛张裂带或 称卸荷带，其宽度和深度均可达百米以上，它主要取 决于河谷下切深度、地应力及岩体结构等。在河谷底 部也可出现卸荷裂隙，形成大致平行于谷底的松形，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，有表层蠕动和深层 蠕动两种类型。 ❖ 表层蠕动主要表现为边坡 表部岩体发生弯曲变形，多 是从下部未经变动的部分向 上逐渐连续向临空方向弯曲， 甚至倒转、破裂、倾倒。
电工程，为要多蓄水多
资等危害。 大规模的边坡破坏事故甚至可堵塞江河、中断
发电就要选择在具有高 航运、毁坏大坝、水电站，并危及下游人民生命财
陡斜坡的深山峡谷中筑 产的安全。
坝建库。
部分水电工程高边坡
岩质边坡按结构分类
6.2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。其范围随坡角和平行于河谷 的水平应力的增加而增大。
第六章 岩质边坡稳定性分析
6.1概述 6.2边坡岩体应力分布的特征 6.3边坡岩体变形破坏的类型及特征 6.4 影响边坡稳定性的因素 6.5岩质边坡稳定性的评价方法 6.6不稳定边坡的防治措施
6.1概述
在山区进行的各种工程
建筑常常是在天然斜坡
岩体上兴建，或是在兴
建中需要开挖出高陡的
边坡。
例如，依山傍水开 凿运河渠道、穿山越岭
6.3边坡岩体变形破坏的类型及特征
边坡变形破坏形式分类
岩土体运动方式分类示意图
❖ 一、松弛张裂
❖ 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。