工程地质学基础——斜坡变形破坏

按坡角 大小
陡坡 >=300 中坡150<= <300
低坡
岩坡H< 8m 土坡H< 5m
B
A
缓坡 <150
坡面形态：内凹型，外凸型
直线型，复合型
斜坡的基本要素
(1)坡面AC (2)坡肩A
(3)坡顶AB (4)坡脚C
(5)坡高H (6)坡角 2021/(37/)7坡体M
MH
C
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1963年10月夜间发生在意大利北部山区的Vajont水库，被公认为是世界上最严重 的滑坡灾害。 该水库库容10亿立方米，坝高267米，是当时世界上最高的双曲拱坝。
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(3) 坡底宽度：当W<0.8H时,坡脚最大剪应力随底宽 而急剧 。当W>0.8H 时，则保持为一常值（称为“残余坡角应力”）
(4) 坡面形态：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。
圆形和椭圆形边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜坡的1/2。
当水平应力坡形于椭圆形矿坑长轴时，应力集中较缓和。
第三章 斜坡变形破坏工程地质研究
第一节 概述
斜坡——指地表一切具有侧向 空面的地质坡体，是一类广泛的地貌类型。 斜坡变形破坏是地质发展演化的重要过程。
天然斜坡：沟谷岸坡、山
坡…… 人工边坡：露采边坡、基坑边
坡…… 类型
岩坡 土坡
按高度H
高坡
岩坡M 15M 土坡H 10m
中坡
岩坡8m H<5m 土坡5m H<10m
斜坡岩土体在自重应力为主的长期作用下,向临空面方向的缓慢而持续的变形。
A. 表层蠕滑：斜坡浅层岩土体在重力的长期作用下，向临空面方向缓慢变形
构成一个剪变带，其位移由坡面向坡内逐渐降低直至消失。
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B .深层蠕滑：主要发育在斜坡下部或坡体内部。
按其形成机制特点可分为两种：
① 软弱基座蠕滑 ② 坡体蠕滑（受软弱结构面控制）
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第三节 斜坡变形破坏的基本形式
一、斜坡变形
斜坡受到侵蚀卸荷作用和开挖卸荷等作用所产生的应力释放效应，而引起的斜坡 表层岩土体的弹塑性回弹和蠕变位移。
形式：
(1) 卸荷回弹 卸荷、初始应力释放
侧应力减弱
产生张裂面
(2) 拉裂
斜坡形成过程中，在坡面和坡顶形成的张力带中拉应力集中形成拉张裂缝。 (3) 蠕滑
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远安盐池河 磷矿崩塌
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第二节 斜 坡 应 力 分 布 特 征
原始应力状态：
＝
1
H
＝
3
1－
H
一 重分布应力的特点：
1 .斜坡周围主应力迹线发生明显偏 转: 愈接近临空面,最大主应力1愈接 近平行于临空面,3与之正交,向 坡内逐渐恢复到原始状态。
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2.滑坡
斜坡岩土体依附于内在的或潜在的贯通结构面，在外力作用下，失去原来的平 衡状态，产生了以水平运动为主的滑动现象。
3.两者的区别： ①运动方式 ②破坏形式 ③是否脱离母体，存在滑动面 ④规模、速度
变形破坏地质模型：——
崩塌：——
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第四节 滑 坡
一、滑坡的基本要素
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3 . 与主应力迹线偏转相联系,坡 体内最大剪应力迹线由原来 的直线变成近似圆弧线,弧的 下凹方向朝着临空方向。
4 . 坡面处由于侧向压力趋于零, 实际上处于两向受力状态,而向坡 内逐渐变为三向受力状态。
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二 影响斜坡应力分布的因素
1. 岩体初始应力的影响 初始应力场、尤其水平剩余应力使坡体中主应力迹线的分布形
(3) 弯曲倾倒：
由陡坡或直立板状岩体组成的斜坡,当岩层走向与坡面 走向大致相同时，在自重的长期作用下，由前缘开始向临空 方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展的变形，称为～。
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二、斜坡破坏
崩塌
滑坡
表层流动 落石
1. 崩塌
陡坡上的岩土体产生以下落运动为主（移动、滚动、跳跃）的破坏现象。（土 崩、岩崩）
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2. 在坡脚及坡肩附近形成应力集中区
(1) 坡脚附近最大主应力显著增高,且愈近表 面愈高;最小主应力显著降低。 这一带是坡体中应力差或最大剪应力最高 的部位，形成最大剪应力增高带，往往产 生与坡面或坡底面平行的压裂面。
(2) 在坡顶面和坡面的某些部位,坡面的径 向应力和坡顶面的切向力可转化为拉应力, 形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。
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滑动带：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆 弧状、平面状和阶梯状等（下页图）。
滑坡床：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。
滑坡体：与母体脱离经过滑动的部分岩体。
滑坡周界：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界
线。
滑坡壁：滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁， 其坡角多为35-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见 铅直方向的擦痕。
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3. 斜坡岩土体特性和结构特征的影响:
岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布无明显影响. 泊松比可改变主应力和剪应力的分布,引起张力带变化。随着 增高，坡 面和 坡顶的张力带逐渐 扩展；而在坡底则反之， 增高，张力带收缩。 结构面的产状、性质的差别，使斜坡中的应力分布出现了不连续性，在 不连续面或软弱面的周边形成应力集中或发生应力阻滞。
滑坡台阶：滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的 错台。
滑坡舌：滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、 河流。最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。
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.滑坡洼地（湖) 主滑线
滑坡裂隙：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不 同，在各部位产生不同力学性质的裂隙。
水库蓄水造成水库岸坡地下水位的相应抬高，地质环境发生了急剧变化，2.6亿 立方米的石灰岩山体以20M/S以上的速度滑入水库。
最大涌浪 高度250M，越过坝顶高度达150M，库ห้องสมุดไป่ตู้迅猛泻向下游。洪水摧毁了 下游数公里以内的5个村庄，2600人在梦中死亡。该水库也因滑坡填入而报废。
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式有所不同，明显改变了各应力值的大小；使应力分异现象加剧, 尤其对坡脚应力集中带和坡面张力带的影响最大。
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2. 坡形的影响
（1） 坡高：不改变应力等值线图象，应力随坡高而增高。
(2) 坡角：坡角变化明显改变了应力分布图象。随坡角变陡，张力带的范围有所 扩大，坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。