工程地质学基础——斜坡变形破坏
第五章斜坡变形破坏
（a）重力场 条件（N＝ 0.33）；
（b）以水平 应力为主的构 造应力场条件 下（N＝3）
•
(2)由于应力分异的结果，在临 空面附近造成应力集中带。但坡脚 区和坡缘(斜坡面与坡顶面的交线) 区情况有所不同： • 坡脚附近最大主应力(相当于临 空面的切向应力)显著增高，且愈近 表面愈高(图5.2下)；最小主应力 (相当于径向应力)显著降低，于表 面处降为零，甚至转为拉应力。因 而，这一带是斜坡中应力差或最大 剪应力最高的部位，形成一最大剪 应力增高带，通常是斜坡中最容易 发生变形和破坏的部位，往往因此 而产生与坡面或坡底面平行的压致 拉裂面。 • 坡缘附近，在一定条件下，坡 面的径向应力和坡顶面的切向应力 可转为拉应力，形成一张力带(图 5.4)。因而，这些部位的岩体容易 被拉裂形成与坡面近于平行的拉裂 图5.4 斜坡张力带分布状况 及其与水平剩余应力（σL）、 面。
• 5.2 斜坡应力分布特征
坡底宽度对坡脚应力状态也有较大影响： 当W<0.8H时，坡脚最大剪应力随底宽缩小而 急剧增高（图5.4）；而当W>0.8H时，则保持 为一常数（称残余坡脚应力），且与一般斜坡 情况一样。可见，“高宽比”较小的高山峡谷 区，特别当存在垂直河谷方向的较大水平剩余 应力时，坡脚和谷底一带可形成一极强的应力
集中带；
• 5.2 斜坡应力分布特征
斜坡平面形态对其应力状态也有明显影 响：三维分析表明，凹形坡应力集中明显减 缓；圆形或椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应 力仅只有一般斜坡的二分之一左右；当水平 地应力平行于椭圆形矿坑长轴时，应力集中 程度较平行于短轴方向缓和。这些特征对露 天采坑边坡设计，具有重要意义。
(1)由于应力的重分布，斜坡周围主应力迹线 发生明显偏转。无论是在重力场条件下，还 是在以水平应力为主的构造应力场条件下， 其总的特征表现为愈靠近临空面，最大主应 力愈接近平行于临空面，最小主应力则与之 近于正交(图5.2下)向坡体内部逐渐恢复到原 始应力状态。
浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施
浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施斜坡在各种内、外地质营力作用下，不断地改变着坡高和坡角，使坡体内应力分布发生变化。
当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时，就产生了斜坡的变形破坏作用。
尤其是大规模的工程建设．使自然斜坡发生急剧变化。
斜坡的稳定程度也变化极大，往往酿成灾害。
斜坡的变形与破坏，实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。
由于斜坡变形破坏，给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。
在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约，斜坡地质灾害分布广泛，活动强烈，危害严重。
因此了解斜坡变形破坏产生的原因和主要类型以及其防治措施对于我们土木工程专业的学生显得尤其重要。
1斜坡变形破坏的类型(The type of slope deformation and failure)斜坡的变形与破坏，可以说是斜坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们是一个累进破坏过程。
这个过程对天然斜坡来说时间往往较长，而对人工边坡来说时间则较短暂。
1.1斜坡变形(Slope deformation)斜坡变形按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种型式。
1.1.1拉裂(Tensile crack)在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内，形成的张裂隙变形型式称拉裂。
这种现象在由坚硬岩土体组成的高陡斜坡坡肩部位最常见，它往往与坡面近乎平行（见图一），尤其当岩体中陡倾构造节理较发育时，拉裂将沿之发生、发展。
拉裂的空间分布特点是：上宽下窄，以至尖灭；由坡面向坡里逐渐减少。
拉裂还有因岩体初始应力释放而发生的卸荷回弹所致，这种拉裂通常称为卸荷裂隙。
拉裂的危害性是：岩土体完整性遭到破坏；为风化营力深入到坡体内部以及地表水、雨水下渗提供了通道。
它们对斜坡稳定均是不利的。
图一斜坡拉裂示意图1.1.2蠕滑(Creep slip)斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形称蠕滑。
蠕滑发生的部位，在均质岩士体中一般受最大剪应力迹线（见图二）控制，而当存在软弱结构面时，往往受缓倾坡外的弱面所控制。
工程地质学 斜坡工程
这是斜坡形成过程中因应力分异所造成的一类变形破 裂结构面。它与岩体在拉应力、压应力和剪应力条件下的 变形破裂面是相当的。
按应力分异后的受力状况和破裂机制可分为拉裂面 （图5-7中1）、压致拉裂面（图5-7 中2~3）和剪裂面（图 5-7中4）三类。
第四章 斜坡工程
2）差异回弹破裂（结构）面 这是斜坡形成过程中因差异回弹所造成的一类变形
第四章 斜坡工程
4.2.2 影响斜坡应力分布的因素 1）初试应力状态 （水平构造应力σL）
水平构造应力剩余应力的大小使坡体中主应力迹线的 分布形式有所不同，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肩张力带的影响最大。
第四章 斜坡工程
2）坡形
①坡高：不改变应力等值线图象，但应力值随坡高↑ 而线 性↑ 。 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（见上图）。
第四章 斜坡工程
3）岩土体性质和结构特征
土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在 部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。能较真 实地反映天然土层的变形特性。
其缺点是载荷试验设备笨重、历时长和花钱多，且深层土的 载荷试验在技术上极为困难，故常常需要根据压缩模量的资料来 估算土的变形模量。
第四章 斜坡工程
4.1 概述 4.2 斜坡中的应力分布特征 4.3 斜坡浅表生改造现象 4.4 斜坡变形破坏基本类型 4.5 斜坡稳定性影响因素 4.6 斜坡稳定性评价 4.7 斜坡地质灾害防治
第四章 斜坡工程
第四章 斜坡工程
第四章 斜坡工程
第四章 斜坡工程
工程地质学基础——斜坡变形破坏_OK
马刀树、醉汉林
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(5) 滑动面的鉴别及研究 勘探：钻探
变形监测：钻孔倾斜仪
23
三 滑坡分类
1 按岩土体类型分类
土体滑坡
（1）粘性土滑坡 （2）黄土滑坡 （3）堆填土滑坡 （4）堆积土滑坡
2 .按滑坡的动力学特征分类（巴岩甫石洛滑夫，坡190（（3）56））破完碎整石岩滑石坡滑坡 (a)推动式滑坡 (b)牵引式滑坡 (c)混合式滑坡 (d)平移式滑坡
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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。
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3. 斜坡岩土体特性和结构特征的影响:
2. 地质结构
结构面－－结构面的产状、力学性质、规模 沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关 不同构造部位滑坡差别：如在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的 勺形；沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布
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按结构面的产状与临空面的关系，可分为：
(1) 平迭坡：主要软弱结构面为水平的 (2) 逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反 (3) 顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致
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
第六章斜坡变形破坏工程地质研究 .ppt.Convertor
2004年12月11日晚10时30分左右，甬台温高速公路柳市附近突发达大面积山体滑坡事故，致使温州大桥白鹭屿至乐成镇一段的高速公路双向车道全部瘫痪。
苏沟口南丹江二级阶地前缘滑坡(H12)。
镜向东。
①竹林关洲河北滑坡（H18）
典型滑坡危险性评估
②竹林关镇东岭乡下西坡滑坡（H15）
④丹凤下碥滑坡（H5）
第8章斜坡变形破坏工程地质研究
1、基本概念
2、斜坡应力分布特征
3、影响斜坡应力分布因素
我国滑坡和泥石流分布图
20
20
边坡概念
1.边坡是指地壳表层一切具有侧向临空面的地质体.
2.斜坡变形破坏又称斜坡运动，是一种动力地质现象。
是指地表斜坡岩土体在自重应力和其它外力作用下所产生的向坡外的缓慢或快速运动。
可以分为
自然边坡:如:山坡,海岸,河湖岸等;
人工边坡:如:路堑,矿坑,人工开挖基坑等;
二、斜坡中的应力分布特征
斜坡周围主应力迹线发生偏转
斜坡临空面附近造成应力集中：坡脚、坡肩
坡体：
坡脚：
三、影响斜坡应力分布的因素
岩体初始应力
坡形
岩土体特性和结构特征
斜坡岩土体在自重应力为主的坡体应力长期作用下,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。
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）
两种深层蠕滑的区别：
①不是沿一个统一的滑动面，受软弱基座控制
②有统一滑动面，受软弱结构面控制。
第四章斜坡变形破坏工程地质研究 ppt课件
机制：某一滑移面上的剪应力超过了该面的抗剪强度。
特点：较深层的破坏，滑移面深入到坡体内部以至坡脚以 下，质点位移Sx>Sy；有依附面（滑移面），滑移速度比较 慢，且具有整体性。
滑坡
香港1900年建市，1977年成立土力工程署 港岛1972 Po Shan 滑坡 (20,000 m3)(67 死、20 伤)
5、地形地貌 直接影响边坡内的应力分布特征，进 而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。
6、地震 产生地震惯性力 7、人为因素
Fs＝1.4
Fs＝2.5
17.1m 7.3m
33.5m
18°
7.3m 123.1m
H=28.6m 33.5m
F t ＝ 2 . 5 0 ( S S R F E M )
一、应力状态的变化
在岩土体中进行开挖，形成人工边坡后， 由于开挖卸荷，在近边坡面一定范围内的 岩土体中，发生应力重分布作用，使边坡 岩土体处于重分布应力状态。
边坡岩土体为适应重分布应力状态，将发 生变形和破坏。因此，研究边坡岩土体重 分布应力特征是进行稳定性分析的基础。
❖ 边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应 力与坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正 交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。
2、蠕变变形（蠕滑）
边坡中的应力对于人类工程活动的有限时间来说，可以认 为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下，边坡的 变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。
当边坡内的应力未超过岩土体的长期强度时，则这种变形 所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边坡的整 体失稳。
这种破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的，几乎所有的边 坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。
(2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度 ❖ 坡高不改变应力等值线的形状，但
工程地质学基础
深度，震中距，能量所决定。
是地震的基本参数之一。
通过场地内的工程地质条件与地质分析相结合进行对工程问题的分析及解答方法。
即 dp=dQ 时，土体颗粒处于悬浮状态，发生流土，此时的水的水力梯度叫做临界水力梯度。
而不久的将来可能会重新活动的断层。
在自重应力和其他外力作用下所产生的向坡下的快速运动；斜坡破坏的型式只要有崩塌和滑坡。
(综合) (斜坡变形进一步发展，破裂面不断扩大并互相贯通，使斜坡岩土体的一部份分离开来，发生较大位移，这就是斜坡的破坏。
)强这种混合溶蚀增强效应称混合溶蚀效应。
与工程建造有关的地质要素的综合，包括：地形地貌、岩土类型及其工程性质、地质结构、水文地质、物理地质现象和天然建造材料六个方面。
地基沉降、水库渗漏等。
斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面(带)产生的向坡外以水平运动为主的运动或者现象。
饱水砂、粉砂土在振动力的作用下，抗剪强度丧失的现象。
岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤其明显而突出，这种周期即为该岩土体的卓越周期。
卓越周期的实质是波的共振。
指在今后一定时间(普通按100 年考虑) 和一定地区范围内普通场地条件下可能遇到的最大烈度。
它是由地震部门根据历史地震资料及地区地震地质条件等的综合分析给定的，对一个地区地震危（wei）险性作出的概略估计，作为工程抗震的普通依据。
是指目前正在活动着的断层，或者是近期曾经有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。
是指由于人类修筑水库工程，水库蓄水所引起的地震活动，称为水库诱发地震。
斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，蓦地脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象或者运动称为崩塌。
亦称喀斯特。
karst下地质环境中存在着天然洞穴或者人工采掘活动所留下的矿洞，巷道或者采空区而引起的，若排汇表现形式是局部范围内地表岩土体的开裂、不均匀下沉和蓦地陷落。
和人类活动所形成的灾害性地质事件。
工程地质学名词解释
工程地质学：是地质学的分支学科，它研究与工程建设相关的地质问题、为工程建设服务，属于应用地质学的范畴。
工程地质学的研究对象：整套的研究核心是工程建设与地质环境二者之间的相互制约和相互作用。
工程地质条件：指与工程建筑有关的地质因素的综合。
工程地质问题：是指工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾。
区域稳定性：是指在内外动力作用下，现今一定区域地壳表层的相对稳定程度以及其对工程建筑安全的影响程度。
区域稳定性评价：全面研究分析一定地区地壳结构和地质灾害分布规律的基础上，结合内外动力地质作用，岩土体介质条件及人类工程活动诱发或叠加的地质灾害对工程建筑物的相互作用和影响分析，评估不同地方现今地壳及其表层的稳定程度差异与潜在危险性。
结构面：岩体中的地质界面，指岩体中具有一定方位和厚度、两向延伸的地质界面。
结构体：由结构面所切割成的岩石块体，即岩块。
岩体结构：岩体是由结构面和结构体共同组成的结构形态，不同类型的基本单元在岩体内组合、排列的形式。
活断层：目前正在活动着的断层，或是近期曾有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。
深大断裂：指的是切穿岩石圈、地壳或基底的断裂，其延伸长度达数十、数百、甚至数千公里，切割深度为数公里至百余公里。
地震:在地壳表层，因弹性波传播所引起的振动作用或现象。
震源机制：地震发生的物理过程或震源物理过程。
震源参数:地震发生时，震源处的一些特征量或震源物理过程的一些物理量。
地震震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来决定。
地震烈度：是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。
地震效应：在地震作用影响所及的范围内，于地面出现的各种震害或破坏。
斜坡：是地表广泛分布的一种地貌形式，是地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。
人工边坡：是指由于某种工程活动而开挖或改造形状的斜坡，如路堑、露天矿坑边帮、渠道边坡、基坑边坡、山区建筑边坡等。
浅表生改造：以斜坡岩体为代表的处在地壳浅表圈层部位的岩体，在地貌形成演化过程中，其表生改造过程与地貌形成演化过程是密切联系的，实质上是一个卸荷过程。
第6章 斜坡变形破坏PPT课件
11 10
1.簸箕形；2.舌形；3.椭圆形；4.长椅形；5.倒梨形；6.牛角形； 7.平行四边形；8.菱形；9.树叶形；10.叠瓦形；11.复合形
兰州大学土木工程与力学学院
地质灾害学
纵断面特征（滑坡勘察中纵剖面如何选择？）
a
b
c
d
e
a.圆弧形；b.平面形；c、d.折线形；e.软岩挤出形
兰州大学土木工程与力学学院
兰州大学土木工程与力学学院
地质灾害学
三、斜坡变形破坏地质力学机制模式与典型演进图式
模式类型
典型演进图示及阶段划分 a.初期 b.中期 c.晚期（加速蠕变→破坏）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
判据
A 蠕滑拉裂
B 滑移压致拉裂
C1 滑移拉裂
C2 旋转滑移拉裂
D1 滑移弯曲（平面）
D2 滑移弯曲（椅型面）
根据潜在滑动面扰动贯通程度按弧形滑面验算
当 1 sin( j ) sin j
2sin cj cos j
3 sin(2 j ) sin j 3[sin(2 j ) sin j ]
时，有变形可能；进入c可按弧形面考虑
按滑移体在后缘拉裂带（缝）拉应力值判断，旋转式
β＞β0时启动
增大滑体重量和下滑力；减少滑带土强度和抗滑力；灌入裂缝产生静水压力；提 高地下水位
自 然 因 素
地下水变化
增加滑带土孔隙水压力减小抗滑力；增大动水压力和下滑力；潜蚀或溶蚀滑带减 小抗滑力
河流冲刷 增大斜坡高度和坡脚陡度和应力；减小抗滑支撑力
地震
增大下滑力；减小抗滑力；滑带土液化
崩塌加载 增大坡体重量和下滑力；增大地表水下渗
域达40分钟。
工程地质学基础断判题——吉林大学-知识归纳整理
知识归纳整理工程地质学基础断判题（1）地震等级是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。
A错误B正确正确答案:A（2）活断层的错动速率是不均匀的，临震前往往加速，地震后又逐渐减缓（）A错误B正确正确答案:B（3）岩溶区库坝址挑选的基本原则是：充分利用隔水层，岩溶发育微弱的岩层或有利的水文地质条件（）A错误B正确正确答案:B（4）塑性变形是指外力撤去后可以恢复的变形，是可逆的变形。
A错误B正确求知若饥，虚心若愚。
正确答案:A（5）饱水土的压缩过程是孔隙水压力消散的过程（）A错误B正确正确答案:B（6）岩溶亦称喀斯特，是指地壳表层水与可溶性岩石之间发生的以溶蚀作用为主的地质作用及其所产生的现象的总称。
A错误B正确正确答案:B（7）由于土层本身分量产生的应力，称之为土的附加应力。
A错误B正确正确答案:A（8）潜蚀、真空吸蚀、高压水气的冲爆、重力、振动、建造荷载、溶蚀作用都可能引起地表塌陷。
A错误B正确千里之行，始于足下。
正确答案:B（9）工程地质比拟法属于斜坡稳定性评价的定量分析想法（）A错误B正确正确答案:A（10）含水率是个绝对指标，只能表明土中的含水量，而不能反映土中孔隙被水充满的程度。
（）A错误B正确正确答案:B（11）细粒土由于浸水而发生崩解散体的性能，称为崩解性（）A错误B正确正确答案:B（12）细粒土产生膨胀主要是由强结合水的增加而引起的（）A错误B正确正确答案:A求知若饥，虚心若愚。
（13）黄土在一定压力作用下受水浸湿后，结构迅速破坏而产生显著附加沉降的性能称为湿陷性。
A错误B正确正确答案:B（14）天然密度是指土的孔隙中彻底没有水时的密度（）A错误B正确正确答案:A（15）土的抗剪强度是指土体反抗剪切破坏的极限强度（）A错误B正确正确答案:B（16）在一定的土体中，结构相对均一的土层单元体的形态和组合特征，称为土的构造（）A错误B正确正确答案:B千里之行，始于足下。
（17）水在土孔隙中渗透流动的性能，称为土的毛细性（）A错误B正确正确答案:A（18）膨胀率是指细粒土由于浸水而发生崩散解体的性能。
工程地质学基础综合测试题答案解析地大考试
综合测试试题一一、名词解释(20分）1．活断层2．砂土液化3．混合溶蚀效应4．卓越周期5．工程地质条件二、填空题（20分)1．活断层的活动方式有和。
2．工程地质学的基本研究方法有自然历史分析法、数学力学分析法、和等。
3．斜坡变形的形式较多，主要有、、三种.4．按滑坡动力学性质分类，可分为、、性所多余的约束。
三、判断题（共20分,每题4分）1．水库蓄水前,河间地块存在地下分水岭，蓄水后将不会产生库水向邻谷的渗漏.2．斜坡变形的结果将导致斜坡的破坏。
3．在岩土体稳定性评价中，由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定，通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值，此即稳定性系数.4．地震烈度是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来确定.5．用标准贯入试验判定砂土液化时，若某一土层的实际贯入击数大于临界贯入击数，则该土层液化。
四、问答题（40分)1．识别滑坡的标志有哪些?2．试述场地工程地质条件对震害的影响？3、从地质方面、地形地貌方面识别活断层的标志有哪些？4．简述新构造运动对岩溶发育的影响。
试题一答案一、名词解释1、活断层：指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层（即潜在活断层）.2、砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。
3、混合溶蚀效应:不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀能力有所增强的效应。
4、卓越周期:地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射，将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用,某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。
5、工程地质条件:与工程建筑物有关的地质条件的综合,包括：岩土类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料六个方面。
工程地质学课件第二章斜坡变形
§3斜坡变形破坏的类型
斜坡的变形与破坏，是斜坡发展演化过 程中两个不同的阶段
变形属量变阶段，破坏是质变阶段，它 们是一个累进破坏过程。
这个过程对天然斜坡来说时间往往较长， 而对人工边坡来说时间则较短暂。
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一、斜坡变形 deformation
斜坡变形按其机制可分为 1.拉裂(tensile crack) 2.蠕滑(creep slip) 3.弯折倾倒 (bend toppling)
6
1.自然斜坡变形破坏
是山区主要的工程动力地质作用 我国广大的西南、西北地区这一作用尤
为突出，灾害频发，而且近10余年来有 进一步加重的趋势
7
2.自然斜坡人为破坏
自然斜坡由于人类工程、经济活动而产 生的斜坡破坏往往是灾难性的
8
3.人工边坡
主要是水利水电工程边坡、铁路路堑和 露天采坑边帮的失稳
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二、斜坡破坏 (Slope failure)
斜坡岩土体中的局部变形滑移，使分裂面逐渐发展， 互相连接，并与外界贯通，使部分岩土体沿一连续 的分离面与坡体分离，分离的岩土体在连续降雨、 地震或坡脚掏空等触发因素影响下，以一定的加速 度进行运动，此时斜坡就完成了变形至破坏的转变
Ch2斜坡变形工程地质研究
§1概述 §2斜坡中的应力分布特征 §3斜坡变形破坏的类型 §4崩塌 §5滑坡 §6影响斜坡稳定性的因素 §7斜坡稳定性评价方法 §8滑坡的预测预报 §9斜坡变形破坏的防治
1
§1概述
一、概念 二、斜坡要素 三、斜坡的变形破坏作用
2
一、概念
斜坡：系指地壳表部一切具有侧向临空 面的地质体
阿尔及尔由珊瑚灰岩构成的陡坡，由于下面的泥灰岩浸水软化， 使斜坡产生蠕动，最后经过长期变形转变为块体滑坡，裂隙发 育的灰岩也形成大块体陷进软化的泥岩中
第五章 斜坡变形破坏解析
第一节 概述 第二节 斜坡应力分布特征 第三节 斜坡变形破坏类型 第四节 崩塌 第五节 滑坡 第六节 影响斜坡稳定性的因素 第七节 斜坡稳定性的评价 第八节 斜坡变形破坏的防治
第一节 概述
斜坡上的土石体在自身重力作用下，有自动降低其重力 势能的趋势。在自然降低其势能的长期地质变化过程 中，边坡土石体会不断产生变形，并促使边坡土石体 从逐渐出现一些微观破坏发展到最后出现许多断裂、 裂隙面，使原有边坡体的稳定性大大降低。这些低稳 定性的边坡体如果受到诸如地震、地表水和地下水冲 刷、水动力作用以及某些人为因素影响时，就可能会 在极短的时间内失去平衡和稳定，并发生突然滑塌或 其它形式的破坏，形成严重的地质灾害。自然边坡的 破坏常是各种地质因素长期综合作用的结果，整个作 用过程是一个缓慢、渐进的过程，但其最后的破坏却 具有突发的特点，并常常具有很大的毁坏性和灾难性。 边坡体的最后破坏常是由其它因素触发引起的，如暴 雨、地震及人类的不当工程活动等。
坡角：随坡角变大，坡面附近张力带范围也随之扩大和 增强。
坡底宽度：可用W(谷底宽度）/H（坡高）值表征，计算 标明，当W/H小于0.8时，随此值减小，坡脚剪应力增 大；而当其值大于0.8时，影响减弱以至不变化。
斜坡平面形态可分为平直形、内凹形和外凸形等。一般 内凹形斜坡由于两侧的支撑作用，应力集中程度明显 减弱，坡脚的剪应力较小。圆形和椭圆形边坡坡脚最 大剪应力仅为一般斜坡的一半。
第二节 斜坡应力分布特征
一.斜坡应力状态的变化
原始应力状态：
一般认为，仅在自重应力的
情况下，未形成斜坡前岩 土体中的主应力（初始应
H
1
Байду номын сангаас
力）呈铅直与水平原始状应态力，状态：
工程地质学--第八章斜坡变形破坏工程地质研究
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中国地质大学工程学院 贾洪彪
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工程地质学概论:第八章 斜坡变形破坏工程地质研究
第三节 斜坡运动的基本形式
崩塌（falling）
滑坡（sliding） 表层流动（surfer flow）
②有统一滑动面，受软弱结构面控制
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工程地质学概论:第八章 斜坡变形破坏工程地质研究
(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，称为弯曲倾倒。
H
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。
H
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工程地质学概论:第八章 斜坡变形破坏工程地质研究
2.在临空面附近造成应力集中,但在坡脚区和坡顶及坡 肩附近情况有所不同:
陡坡>60º
缓慢的不连续变形
多数导致崩塌,少数导致滑坡
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工程地质学概论:第八章 斜坡变形破坏工程地质研究
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工程地质学概论:第八章 斜坡变形破坏工程地质研究
二、斜坡的破坏
1.崩塌 陡坡上的岩土体所产生的以下落运动为主（移动、滚动、跳 跃）的破坏现象。（土崩、岩崩）
斜坡变形破坏
滑体是沿滑面向下滑动，即有依附面存在； 质点位移矢量水平方向大于铅直方向，且具有“整体
性”； 地下水往往是滑坡发生的主导因素。
滑坡要素
滑坡示意图 1-滑坡体；2-滑动面；3-滑动带；4-滑坡床；5-滑坡后壁； 6-滑坡台地；7-滑坡台地陡坎；8-滑坡舌；9-张拉裂缝；10-滑
外在因素包括水的作用、风化作用、地震及人为因素等，它们是 通过内在因素对斜坡稳定性起破坏作用，促进斜坡变形的发生和 发展。但是有的外在因素上述因素中，对斜坡稳定性起关键作用的因素叫主导因素，某 些突然出现的（如地震、特大暴雨等）使稳定性已接近失稳状态 的坡体突然破坏的因素叫触发因素。
式是多种多样的，但就破坏机制来说，不外乎拉 断破坏和剪切破坏两种方式，所以斜坡破坏主 要有以拉断破坏为主的崩塌和以剪切破坏为主的 滑坡两种类型。
（一）崩塌
陡峻斜坡上的块状岩土体高速倾倒、翻 滚、坠落于坡脚的现象称为崩塌。
其特点是：失稳岩体在铅直方向的位移矢量比水平 方向大。
产生在土体中的崩塌叫土崩。产生在岩体中的崩塌 叫岩崩。规模巨大，涉及到山体的崩塌叫山崩。产 生在河、湖或海岸上的崩塌叫岸崩。
岩体结构破坏、物理力学性质变坏、稳定性下降
八、地下水
1、地下水的物理化学作用 （1）土坡和岩坡的软弱面，在水的浸泡下发生
崩解、软化、泥化，抗剪强度降低。 （2）地下水在岩体或土体中流动时，要对岩体
或土体发生机械、化学潜蚀，使斜坡岩体或土 体强度降低。
（二）水压力的影响
1、滑体不透水
由不透水岩层组成的岩质斜坡 或土坡，滑体及滑床都是不透 水的，而滑面是相对透水的， 斜坡将承受静水压力的作用。
(整理)《工程地质学基础》习题集-9.
《工程地质学基础》绪论一、名词解释1)工程地质学：地质学的一个分支学科，是一门研究与工程建设相关的地质环境问题，是工程科学和地质学相交叉的一门边缘学科。
2)地质工程(Geoengineerig)：指以地质体为工程结构．以地质体为工程的建筑材料，以地质环境为工程的建筑环境修建的一种工程。
3)工程地质条件（Engineering geological condition）：指与工程建筑物有关的地质因素的综合。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面，是一个综合概念。
4)工程地质问题（Engineering geological problem）：工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。
五、简答1)工程地质学的任务是什么？①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；②论证建筑物所存在的工程地质问题，并进行定性和定量评价，做出确切结论；③选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地工程地质条件对建筑物配置提出建议；④研究工程建筑物建成后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，提出利用和保护地质环境的对策和措施；⑤根据所选定地点的工程地质条件和存在的问题，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常施工和使用所应注意的地质要求；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
2)工程地质学的研究方法是什么？工程地质学的研究方法主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。
自然历史分析法即为地质学的方法，它是工程地质学最基本的一种研究方法。
工程地质学所研究的对象——地质体和各种地质现象，是自然地质历史过程中形成的，而且随着所处条件的变化，还在不断地发展演化着。
查明各项自然地质条件和各种地质现象以及它们之间的关系，预测其发展演化的趋势及结果。
数学力学分析法是在自然历史分析的基础上开展的，对某一工程地质问题或工程动力地质现象在进行自热历史分析之后，根据所确定的边界条件和计算参数，运用理论公式或经验公式进行定量计算。
斜坡的变形与破坏教学课件
6.3 斜坡的变形与破坏
峡谷地区卸荷发育示意图
中国矿业大学资源与地球科学学院
6.3 斜坡的变形与破坏
砂岩中的柱状节理（松弛张裂）
中国矿业大学资源与地球科学学院
6.3 斜坡的变形与破坏
中国矿业大学资源与地球科学学院
6.3 斜坡的变形与破坏
• 斜坡蠕变：是斜坡在坡体应力的长期作用下发生一种缓慢而 持续的变形，这种变形包含某些局部破裂。
6.3 斜坡的变形与破坏—崩塌
崩塌的形成条件
1）地貌条件：陡坡、高坡 2）岩性条件：厚层坚硬脆性岩体——灰岩、砂岩 3）岩体结构：一般有一组主要的结构面近乎直立 4）其它条件：降水、地下水、温差、振动、地震
中国矿业大学 中国矿业大学资源与地球科学学院 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY
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。
6.3 斜坡的变形与破坏—滑坡识别
标识一：地形地貌 双沟同源（圈形椅）
中国矿业大学资源与地球科学学院
6.3 斜坡的变形与破坏—滑坡识别
滑坡八大形态要素
6.3 斜坡的变形与破坏—滑坡识别
滑坡后缘
下游侧边界
上
游
侧
边
界
峨眉山观音岩水库右坝肩滑坡
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三、滑坡识别
方法一、航片解释
工程地质学 03斜坡变形破坏的工程地质研究
第四章 斜坡变形破坏的工程地质研究
第四章 斜坡变形破坏的工程地质研究
5.斜坡稳定性问题分析的任务与研究意义 斜坡稳定问题工程地质分析包括两个相互联 系的基本任务：
一方面要对与人类工程活动有关的天然斜坡 或已建成的人工边坡的稳定状况、演化趋势及成 灾可能性作出评价和预测；
另一方面为设计合理的边坡及制定有效的整 治措施提供依据。
天然斜坡：沟谷岸坡、山坡 人工边坡：露采边坡、基坑边坡
岩坡：岩石边坡
高坡
土坡：土质边坡
按高度H 中坡
低坡
岩坡M ≥15m 土坡H ≥ 10m 岩坡8m ≤H<5m 土坡5m ≤H<10m 岩坡H< 8m 土坡H< 5m
第四章 斜坡变形破坏的工程地质研究
按坡角大小
陡坡 >=30 中坡15 <= <30 缓坡<15
第四章 斜坡变形破坏的工程地质研究
二、斜坡中的应力分布特征
斜坡在形成过程中，其内部原有的应力状 态发生变化，引起应力重分布和应力集中等效 应。为适应这种应力状态的变化，斜坡将发生 不同形式和不同规模的变形和破坏，这就是推 动斜坡演变的内在原因。
各种自然营力和人类工程活动也可造成斜 坡外形、内部结构及应力状态的变化，这些营 力则是推动斜坡演变的外部因素。
第四章 斜坡变形破坏的工程地质研究
1、斜坡中应力 分布特征
（1）斜坡面附 近的主应力迹线均 明显偏转，表现为 愈接近坡面，最大 主应力1愈与坡面 平行，而最小主应 力3与坡面近似正 交，向坡体内逐渐 恢复到原始状态。
第四章 斜坡变形破坏的工程地质研究
（2）由于应力分异结果，
在坡面附近产生了应力集中
坡面形态：内凹型，外凸型，直线型，复合型
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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
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，库水迅猛泻向下游。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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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。
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。
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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
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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：
＝
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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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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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(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。
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。
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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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. 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。
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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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。
(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）