四种坡面形态对斜坡应力分布影响

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不同坡形对应力场的影响

不同坡形对应力场的影响

不同坡形对应力场的影响影响斜坡应力分布的因素主要是岩石的初始应力、坡形和斜坡岩土体特征的影响,其中坡形的影响主要体现在坡高、坡脚和坡面形态等。

以下主要介绍常见坡面形态(直线形、凸形、凹形、阶梯型)的影响:1.直线形对应力场的影响直线形斜坡是最常见的斜坡形态,其在水平向的应力在坡底集中,向上层和沿坡面向上减小。

垂直方向上的应力也在坡底集中,远离坡面和向下方向上,垂直方向上的应力会逐渐增大。

主压应力线从平行坡面向内偏转,过坡底后又渐渐变为水平,呈向内凹形(如图1)。

图1 直线形坡的应力分布示意图2.凸形坡对应力场的影响凸形斜坡是常见四种坡形中最不稳定的。

其基本应力分布和直线形类似,但凸起部分的岩体,垂直于坡面的应力向内增加的速率明显大于直线形坡形。

在凸起部分,应力集中现象明显(如图2)。

图2 凸形斜坡应力分布示意图3.凹形坡对应力场的影响对于凹形坡,其水平应力变化与前两种类似,竖直和沿坡面垂直方向上的应力变化的变化率较前两种偏小。

应力集中在凹形坡面中凹处最低的位置,其主应力线较前两种更贴近于坡面(如图3)。

图3凹形坡形应力分布示意图4.阶梯形坡对应力场的影响阶梯形斜坡和以上三种相比有部分明显不同,在每级阶梯上的应力分布基本与直线形斜坡的应力分布相同,水平应力在坡顶面处远远大于垂直应力,随着其远离坡面其垂直向的应力逐渐增大。

应力在坡脚和两级阶梯连接处发生应力集中现象,但是由于阶梯形坡形相当于直线形坡形卸荷后的形态,阶梯形每级受应力小于同等状态下的直线形坡形(如图4)。

图4 阶梯型受力分布示意图5.总结根据以上对不同坡形的应力分布,可以看出,凸形斜坡最不稳定,然后是直线形和凹面形,最稳定的是阶梯形斜坡。

凸形斜坡相对于直线形是增加了坡面上的荷载,使其应力集中现象更加突出,也更不稳定。

同理,凹形相对直线形是减轻了部分荷载,因此也相对比较稳定。

阶梯形相对于直线形,不仅是卸荷,而且将其分为两部分,因此是最为稳定的。

土木工程师-专业基础(岩土)-工程地质-地貌和第四纪地质

土木工程师-专业基础(岩土)-工程地质-地貌和第四纪地质

土木工程师-专业基础(岩土)-工程地质-地貌和第四纪地质[单选题]1.下列地层中,透水性最弱的是()。

[2019年真题]A.河床沉积物B.河漫滩沉积物C.山麓坡积物D.(江南博哥)沙漠沉积物正确答案:B参考解析:经常受洪水淹没的浅滩称为河漫滩,是由河流横向环流作用形成。

平原区河流河漫滩发育且宽广,常在河床两侧凸岸分布。

山区河流比较狭窄,河漫滩的宽度较小。

河漫滩的堆积物,下层是河床相冲积物粗砂和砾石,上部是河漫滩相细砂和黏土,构成了河漫滩的二元结构。

因其沉积物岩性较细,故河漫滩沉积物的透水性最弱。

[单选题]2.河流冲积物“二元结构”的特征是()。

[2019年真题]A.上宽下窄B.上窄下宽C.上粗下细D.上细下粗正确答案:D参考解析:经常受洪水淹没的浅滩称为河漫滩,是河流横向环流作用形成的。

平原区河流河漫滩发育且宽广,常在河床两侧凸岸分布。

山区河流比较狭窄,河漫滩的宽度较小。

河流冲积物下层为颗粒较粗的河床相冲积物,上层是较细的河漫滩相冲积物,这种上细下粗的结构,构成了河流冲积物的二元结构。

[单选题]3.距离现代河床越高的古阶地的特点是()。

[2018年真题]A.结构越粗B.结构越细C.年代越新D.年代越老正确答案:D参考解析:河流下切侵蚀,使原先的河谷底部(河漫滩或河床)超出一般洪水位以上,呈阶梯状分布在河谷谷坡地。

阶地由阶地面、阶地陡坎、阶地的前缘、后缘组成。

阶地按上下层次分级,级数自下而上按顺序确定,愈向高处年代愈老。

[单选题]4.河流冲积物二元结构与河流的下列作用有关的是()。

[2017年真题]A.河流的裁弯取直B.河流的溯源侵蚀C.河床的竖向侵蚀D.河床的侧向迁移正确答案:D参考解析:经常受洪水淹没的浅滩称为河漫滩。

平原区河流河漫滩发育且宽广,常在河床两侧凸岸分布。

山区河流比较狭窄,河漫滩的宽度较小。

河漫滩的堆积物,下层是河床相冲积物粗砂和砾石,上部是河漫滩相细砂和黏土,构成了河漫滩的二元结构。

试论述斜坡中的应力分布特征

试论述斜坡中的应力分布特征

试论述斜坡中的应力分布特征斜坡是一种常见的地质形态,它在自然界中广泛存在,并且在人类的建设活动中也经常遇到。

在斜坡中,应力分布是一个重要的问题,它直接关系到斜坡的稳定性和安全性。

本文将试论述斜坡中的应力分布特征。

我们需要理解斜坡的基本概念。

斜坡是地表或地下的一个倾斜面,它的形成可以是自然的,也可以是人工建造的。

斜坡的稳定性取决于多个因素,其中一个重要因素就是应力分布。

斜坡中的应力分布是一个复杂的问题,它受到多个因素的影响。

首先,斜坡的自重是一个主要的力量来源。

斜坡越高,自重就越大,对斜坡造成的应力也就越大。

其次,土体的力学性质也对应力分布起着重要作用。

不同类型的土体具有不同的力学性质,其应力分布也会有所不同。

最后,斜坡底部的支撑条件也会影响应力分布。

如果斜坡底部有坚硬的岩石支撑,应力会得到一定的分散和转移。

在斜坡中,应力分布一般呈现出以下特征。

首先,斜坡上部的应力较小。

这是因为斜坡上部距离底部较远,自重对其造成的影响较小。

其次,斜坡底部的应力较大。

底部受到斜坡上部土体的压力,同时还要承受自重和外部荷载的作用,因此应力较大。

再次,斜坡中部的应力逐渐增大。

这是因为中部距离上部和底部的距离相对较近,既受到上部土体的压力,又要承受下部土体的压力,应力逐渐增大。

最后,斜坡的边坡处应力也较大。

这是由于边坡处土体的受力情况特殊,既要承受上部土体的压力,又要承受侧向土体的压力,应力较大。

斜坡中的应力分布特征对斜坡的稳定性和安全性有着重要影响。

如果斜坡上部的应力过大,土体可能会发生破坏,导致滑坡等灾害。

如果斜坡底部的应力过大,可能会导致地基沉降或破坏,进而影响斜坡的稳定性。

斜坡中部和边坡处的应力过大也可能引发土体破坏,对斜坡造成不利影响。

因此,在斜坡的设计和施工过程中,需要合理地考虑和控制应力分布,确保斜坡的稳定性和安全性。

斜坡中的应力分布特征是一个重要的问题,它直接关系到斜坡的稳定性和安全性。

斜坡上部的应力较小,底部的应力较大,中部和边坡处的应力也较大。

6.1边坡岩体应力分布的特征-华电

6.1边坡岩体应力分布的特征-华电

斜坡中的剪应力及主应力迹线
二滩坝址初始地应力场主应力分布图
The END
(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。
边坡岩体结构面上应力集中
第一节 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。
三、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。

斜坡张力带分布示意图
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。

工程地质学基础——斜坡变形破坏_OK

工程地质学基础——斜坡变形破坏_OK
(4) 植被方面
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
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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

试论述斜坡中的应力分布特征

试论述斜坡中的应力分布特征

试论述斜坡中的应力分布特征斜坡是一种具有一定角度的坡面结构,其应力分布特征是研究斜坡稳定性的重要内容之一。

在斜坡中,应力是沿着坡面方向和垂直于坡面方向变化的,不同位置的应力大小和方向会对斜坡的稳定性产生重要影响。

斜坡的坡面与水平面夹角会直接影响沿坡面方向的应力分布。

斜坡越陡,重力的分力沿坡面方向会增大,从而导致沿坡面方向的应力增大。

而斜坡越平缓,重力的分力沿坡面方向会减小,从而导致沿坡面方向的应力减小。

因此,斜坡的坡度对应力分布具有重要影响。

斜坡的坡面与垂直方向夹角也会影响垂直于坡面方向的应力分布。

斜坡越陡,垂直于坡面方向的应力会增大,因为重力分力的垂直分量会增加。

而斜坡越平缓,垂直于坡面方向的应力会减小,因为重力分力的垂直分量会减小。

因此,斜坡的坡度对垂直方向的应力分布也具有重要影响。

斜坡中还存在着剪切应力。

剪切应力是沿着坡面方向产生的,其大小取决于斜坡的坡度和材料的内摩擦角。

斜坡越陡,剪切应力越大,因为坡面的切向力会增加。

而斜坡越平缓,剪切应力越小,因为坡面的切向力会减小。

材料的内摩擦角也会影响剪切应力的大小,内摩擦角越大,剪切应力越大。

在斜坡的应力分布中,最大的应力通常出现在坡顶附近。

这是因为坡顶处受到了沿坡面和垂直于坡面方向的应力叠加,导致应力达到最大值。

而沿坡面和垂直于坡面方向逐渐向下移动,应力逐渐减小。

在斜坡的底部,由于坡面的切向力较小,应力也相对较小。

总体而言,斜坡中的应力分布特征受到斜坡的坡度、坡面与水平面夹角以及材料的内摩擦角等因素的影响。

研究斜坡的应力分布特征有助于评估斜坡的稳定性,并采取相应的措施来防止斜坡的滑坡和崩塌等灾害事故的发生。

北科大考研初试《岩石力学》问答题

北科大考研初试《岩石力学》问答题

北京科技大学硕士学位研究生入学考试《岩石力学》问答题1.什么是全应力-应变曲线?各个阶段的特征是什么?画图说明。

全应力-应变曲线:能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性,特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。

分为四个阶段(1)孔隙裂隙压密阶段:在此阶段时间横向膨胀较小,试件体积随荷载增大而减小;(2)弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段:该阶段的应力-应变曲线成近似直线型;(3)非稳定破裂发展阶段:进入本阶段后,微破裂的发展出现了质的变化,破裂不断发展,直至试件完全破坏,试件由体积压缩转为扩容,轴向应变和体积应变速率增大。

(4)破裂后阶段:裂隙快速发展,交叉且相互联合,形成宏观断面。

此后,岩块变形主要表现为沿宏观裂面的块体滑移。

试件承载力随变形增大迅速下降,但不降到零。

2.为什么普通材料试验机得不出全应力-应变曲线?全应力应变曲线有什么用途?由于材料试验机的刚度小,在试件压缩时,其支柱上存在很大的变形和变形能,在试件快要破坏时,该变形能突然释放,加速试件破坏,从而得不出极限压力后的应力-应变关系曲线。

全应力-应变曲线的用途:(1)揭示试件破裂后仍有一定承载力(2)预测蠕变的破坏(3)预测岩爆(4)预测循环加载下的岩石破坏第二蠕变阶段:如曲线中bc段,应变速率保持不变,故又称为等速蠕变阶段。

第三蠕变阶段:如曲线中cd段,应变速率迅速增加直到岩石破坏,故又称为加速蠕变阶段。

4.简述维护岩石地下工程稳定的基本原则(新奥法)。

(1)合理利用和充分发挥岩体强度A.避免岩石强度的损坏B.充分发挥岩体的承载能力C.加固岩体(2)改善围岩的应力条件A.选择合理的隧道断面形状和尺寸B.选择合理的位置和方向C.采用卸压方法(3)合理支护(4)强调检测和信息反馈(5)注重涌水处理:堵水、输水。

5.围岩-支护作用的共同原理是什么?它对围岩支护有什么指导意义?A.围岩周边位移和支护反力成反变关系;B.支架的支护力与支架变形成正变关系;C.围岩特性曲线与支架特性曲线的交点是围岩与支架的工作点,构成共同作用关系,二者共同承载;D.在一定变形范围内,围岩变形越大所需支护力越小。

边坡工程

边坡工程
15.07.2020
边坡工程
资源环境学院
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第1节、概述 第2节、斜坡中的应力分布特征 第3节、斜坡变形破坏的基本类型 第4节、影响斜坡稳定性的因素 第5节、斜坡稳定性的工程地质评价方法
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第1节 概述
斜坡统指地表一切具有侧向临空面的地质体,包括天然斜 坡和人工边坡。
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4.地震作用的影响
地震对边坡稳定性的影响较大。在地震的作用下,首先 使边坡岩体的结构发生破坏或变化,出现新的结构面,或 使原有结构面张裂、松弛,饱水砂层出现振动液化,地下 水状态亦有较大的变化。在地震力的反复振动冲击下,边 坡沿结构面发生位移变形,直至破坏。
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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。
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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。
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(4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布,
并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力 的传递,这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。

岩土工程勘察之斜坡场地

岩土工程勘察之斜坡场地

斜坡场地.1 概述斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体,是地壳表层广泛分布的一种地貌形式。

一般可分为天然斜坡和人工边坡。

斜坡具有不同的发展演化阶段,表现为多种变形破坏形式。

斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面和坡底面等各项要素。

8.2 斜坡中的应力分布特征和斜坡变形破坏类型8.2.1斜坡中的应力分布特征其总的特征可概括为四个方面:(1)斜坡面附近的主应力迹线均明显偏转(2)由于应力分异结果,在坡面附近产生应力集中带。

不同部位应力状态是不同的(3)坡体内的最大剪应力迹线也发生变化(4)坡面处处于二向应力状态。

影响斜坡应力分布的因素主要有坡体内初始应力分布、坡形和岩土体性质及结构8.2.2斜坡变形破坏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(一)斜坡变形:按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种形式1)拉裂2)蠕滑3)弯折倾倒(二)斜坡破坏:斜坡破坏的形式主要为崩塌和滑坡1)崩塌2)滑坡8.3 崩塌8.3.1崩塌的形成条件1)岩性:A 在厚层坚硬脆性岩体中B 近于水平状产出的软硬相间岩层组成的陡坡2)构造节理和成岩节理3)地形4)风化作用5)冰劈作用在上述诸条件制约下,崩塌的发生还与短时的裂隙水压力、采矿以及地震或爆破震动等触发8.3.2崩塌的破坏力和落点崩塌运动的特点是质点位移矢量铅直方向较水平方向要大得多,而且崩塌体与母体是完全脱离的。

对于具体崩塌体来说,坠落、跳跃、滚动、滑动等运动形式可能同时存在,所以运动速度最好能通过实验观测来确定。

崩塌块体的落点可以按向下抛射物体的运动规律进行推导求得。

8.3.3崩塌的岩土工程勘察要点崩塌勘察以工程地质测绘为主,测绘的比例尺宜采用1∶500~1∶1 000当崩塌区下方有工程设施和居民点时,应对岩体张裂缝进行监测。

崩塌区的岩土工程勘察应确定崩塌的范围和危险区,并对工程场地的适宜性作出评价和提出防治方案测绘时应查明的内容是:①崩塌区的地形地貌及崩塌类型、规模、范围,崩塌体的尺寸和崩落方向;②崩塌区的岩性特征、风化程度和地下水的活动情况;③崩塌区的地质构造、岩体结构面(断裂、节理、裂隙等)发育情况;④气象、水文和地震活动情况;⑤历史上崩塌危害及当地防治崩塌的经验等。

第五章 斜坡变形破坏解析

第五章 斜坡变形破坏解析
第五章 斜坡变形破坏
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:

1斜坡应力场的基本特征

1斜坡应力场的基本特征

一、斜坡应力场地基本特征斜坡成坡过程中,临空面周围地岩体发生卸荷回弹(图上),引起应力重分布和应力集中等效应(图下).据有限元研究,斜坡成坡后,岩体地应力状态较以前发生了以下几个主要方面地变化:(1)由于应力地重分布,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地构造应力场条件下,其总地特征表现为愈靠近临空面,最大主应力愈接近于平行临空面,最小主应力则与之近于正交(图下).(2)由于应力分异地结果,在临空面附近造成应力集中带.但坡脚区和坡缘(斜坡面与坡顶面地交线)区情况有所不同.具体体现在:坡脚附近最大主应力(相当于临空面地切向应力)显著增高,且愈近表面愈高(图下);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.(3)与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原先地直线变为近似圆弧线,弧地下凹面朝着临空方向.(4)坡面处由于径向压力实际等于零,所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡走向方向地σ时),向内渐变为两向或三向(考虑σ时)状态.2影响斜坡岩体应力分布地主要因素(1)原始应力状态地影响:岩体地原始应力状态中,水平剩余应力地大小对坡体应力状态地影响尤为显著.它不但使主应力迹线地分布形式有所不同(图-下),而且明显地改变了各应力值地大小,尤其对坡脚应力集中带和张力带地影响最大.在坡脚区,根据图-可见,坡底地切向应力最大值约相当于原始水平应力地三倍左右.当有侧向水平应力时,该值成倍增高,如当σ=ρ时,该值可达-ρ,与σ地情况相比,相差十分悬殊.(2)坡形地影响:研究表明,坡高并不改变应力等值线图像,但坡内各处地应力值,均随坡高增高而线性增大.坡角明显改变应力分布状况.随坡角变陡,坡面附近张力带范围也随之扩大和增强(图),成坡过程中,位移矢量离面趋势也变得更加明显(图上);坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高(图).圆形和椭圆形矿坑边坡,坡脚最大剪力仅只有一般斜坡地二分之一左右.(3)斜坡岩体特征和结构特征地影响:研究表明,岩体地弹性模量对均质坡地应力分布并无明显影响.岩体地泊松比( μ)可以改变σ、τ地大小,但是当斜坡中侧向剩余应力很高时,这种影响也就被掩盖了.可见,均质坡中,岩体材料性质对应力分布地影响是很微弱地.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.当组成坡体地岩土体强度不能适应此应力分布时,就产生了斜坡地变形破坏作用.尤其是大规模地工程建设.使自然斜坡发生急剧变化.斜坡地稳定程度也变化极大,往往酿成灾害.斜坡地变形与破坏,实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾地发展演化所决定地.由于斜坡变形破坏,给人类和工程建设带来地危害在国内外不乏其例.在我国由于特殊地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.自然斜坡地变形破坏,是山区主要地工程动力地质作用.我国广大地西南、西北地区这一作用尤为突出,灾害频发,而且近余年来有进一步加重地趋势.如:年月,四川省云阳县鸡扒子滑坡,使长江严重阻航;年月,甘肃省东乡县洒勒山滑坡,摧毁了个村庄,人畜伤亡惨重;年月.湖北省姊归县新滩滑坡,使新滩古镇毁于一旦,并影响长江航道;年月,四川省巫溪县城岩崩,造成了严重地生命财产损失;年月,四川省华金山普降暴雨,遭致崩滑余处.而其中地马鞍山岩崩物质被洪水冲下,使溪口镇个厂矿和个村蒙难.自然斜坡由于人类工程、经济活动而产生地斜坡破坏往往是灾难性地.如年月日所发生地意大利瓦依昂水库左岸大滑坡,是由于水库蓄水造成潜在滑动面上空隙水压力增大,而导致业已发生蠕动地左岸山体突然下滑,体积达(.—.)激起高地巨大涌浪,高地洪波溢过坝顶冲向下游,约有人丧生,该水库也失去效用.又如年月,我国湖北省远安县盐池河磷矿岩崩酿成地惨案,则是由于坡脚部位开拓水平采矿巷道,使坡体地应力状态发生急剧变化.而导致坡肩部位产生多条拉裂缝所致.人工边坡变形破坏,见诸于报道地主要是水利水电工程边坡、铁路路堑和露天采坑边帮地失稳.如抚顺煤矿和大冶铁矿露天采坑,都曾发生过失稳事故.对生产和生命财产造成一定地损失.由于斜坡变形破坏对人类工程、经济活动和生命财产地危害较大,所以它是工程地质学研究地主要课题之一.也是环境地质学和灾害地质学研究地重要内容.第二节斜坡中地应力分布特征斜坡中地应力分布特征决定了斜坡变形破坏地形式和机制,对斜坡稳定性评价和合理防治措施也有一定意义.所以首先要了解斜坡形成后坡体中应力分布地特征.一、斜坡中应力状态地变化天然岩土体中应力分布是比较复杂地,除普遍存在地自重应力外,有时还有构造应力、热应力、地下水应力等.一般认为:当仅存在自重应力地情况下,未形成斜坡前岩土体中地主应力(初始应力)是呈铅直与水平状态地,即铅直应力为最大主应力,水平应力为最小主应力,此时岩土体内地最大剪应力与最大、最小主应力多呈交角.在斜坡形成过程中,由于侧向临空面地产生,坡面附近地岩土体发生卸荷回弹,引起应力重分布和应力分异、应力集中等效应.根据弹性力学有限单元分析和光测弹性试验,均可确定坡体在尚未发生明显变形或破坏之前地应力状态.其总地特征可概括为个方面(图-).即:()无论什么样地天然应力场.斜坡面附近地主应力迹线均明显偏转,表现为愈接近坡面,最大主应力愈与之平行,而最小主应力与之近乎正交,向坡体内逐渐恢复初始状态.()由于应力分异结果,在坡面附近产生应力集中带.不同部位应力状态是不同地.在坡脚附近,最大主应力(表现为切向应力)显著增高,而最小主应力(表现为径向应力)显著降低,甚至可能为负值.由于应力差大,于是形成了最大剪应力增高带,最易发生剪切破坏.在坡肩附近.在一定条件下坡面地径向应力和坡顶地切向应力可转化为拉应力(应力值为负值).形成一张力带(图-).当斜坡愈陡则此带范围愈大.因此坡肩附近最易拉裂破坏.()由于主应力偏转,坡体内地最大剪应力迹线也发生变化.由原来地直线变为凹向坡面地圆弧状(图-).()坡面处地径向应力实际为零,所以坡面处处于二向应力状态.二、影响斜坡应力分布地因素.岩体初始应力地影响主要指地是水平构造应力存在地影响.水平构造应力能使斜坡应力集中和分异现象加剧.它对斜坡坡肩附近张力带地发展影响尤为明显.水平构造应力量值愈大测影响愈大(图-).在新构造运动强烈地地区,岩体中常存在较大地水平构造应力,对斜坡稳定性地影响是不容忽视地..坡形地影响坡高、坡角、坡底宽度和斜坡平面形态等.对斜坡应力分布均有一定影响.坡高不改变坡体中应力等值线地图形.但坡高愈大,应力量值愈大.坡角大小可以改变斜坡中应力分布地图像.坡脚附近地剪应力集中带和坡肩附近地张力带.其范围和量值是随着坡角增大而增大地.也就是说,陡峻地斜坡更易发生变形破坏.坡底宽度地影响可以用/值来表征.随着/值地减小,坡脚地剪应力增大.实际资料表明,当>.时.这种影响就减弱,以至不发生变化了(图-).所以值很小地高山峡谷地带.坡脚剪应力集中现象是非常明显地;尤其当水平构造应力较大时,由于水平挤压力地作用,坡脚应力集中带极强,更易发生斜坡变形破坏.斜坡平面形态可分为平直形、内凹形和外凸形等.一般地说,内凹形斜坡由于其两侧地支撑作用.应力条件较好,即坡脚地剪应力较小.所以露天采坑地平面形态大多是椭圆形地,且其长轴尽量平行于最大水平地应力方向..岩土体性质和结构地影响岩土体地弹性模量对均质坡体应力分布无多大影响,但泊松比一定程度上可影响坡体应力分布.结构面对坡体应力分布地影响十分明显,这是因为结构面地存在使坡体中应力分布出现不连续现象,在这些面地周边成为应力集中带或发生应力阻滞现象.这种情况在坚硬岩体斜坡中尤为明显.结构面地产状、性质及组合关系不同,对斜坡稳定性地影响是不同地.在上述诸因素影响下,坡体应力分布是相当复杂地.对一个具体地斜坡来说,必须进行认真地分析研究.第三节斜坡变形破坏地类型斜坡地变形与破坏,可以说是斜坡发展演化过程中两个不同地阶段,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.一、斜坡变形斜坡变形按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种型式. .拉裂在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内,形成地张裂隙变形型式称拉裂.这种现象在由坚硬岩土体组成地高陡斜坡坡肩部位最常见,它往往与坡面近乎平行(见图-),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.拉裂地空间分布特点是: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地卸荷回弹所致,这种拉裂通常称为卸荷裂隙.拉裂地危害性是: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地..蠕滑斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向地缓慢剪切变形称蠕滑.蠕滑发生地部位,在均质岩士体中一般受最大剪应力迹线(见图-)控制,而当存在软弱结构面时,往往受缓倾坡外地软弱面所控制.当斜坡基座由很厚地软弱岩土体组成时,则坡体可能向临空方向塑流挤出,称之为深层蠕滑.当坡体内各局部剪切面(蠕滑面)贯通.且与坡顶拉裂缝也贯通时,即演变为滑坡.蠕滑往往不易被人们察觉,因为它不像拉裂变形那样暴露于地表,一般均产生于坡体内.所以要加强监测,并采取措施控制蠕滑,使之不向滑坡方向演化..弯折倾倒由陡倾板(片)状岩石组成地斜坡,当走向与坡面平行时,在重力作用下所发生地向临空方弯折倾倒.特征是:弯折角约°°,弯折倾倒程度由地面向深处逐渐减小,一般不会低于坡脚高程;下部岩层往往折断.张裂隙发育.但层序不乱,而岩层层面间位移明显;沿岩层面产生反坡向陡坎.其发展过程如图-所而这种斜坡变形现象在天然斜坡或人工边坡均可见到.弯折倾倒地机制,相当于悬臂梁在弯矩作用下所发生地弯曲.弯折倾倒发展下去,可形成崩塌、滑坡.二、斜坡破坏斜坡破坏地型式主要为崩塌和滑坡..崩塌斜坡岩上体被陡倾地拉裂面破坏分割,突然脱离母体而快速位移,翻滚、跳跃和坠落下来,堆于崖下,即为崩塌.按崩塌地规模,可分为山崩和坠石.按物质成分,又可将崩塌分为岩崩和土崩.崩塌地特征是:一般发生在高陡斜坡地坡肩部位;质点位移矢量铅直方向较水平方向要大得多;崩塌发生时无依附面;往往是突然发生地,运动快速..滑坡斜坡岩上体沿着贯通地剪切破坏面所发生地滑移现象.称为滑坡.滑坡地机制是某一滑移面剪应力超过了该面地抗剪强度所致.滑坡地规模有地可以很大,达数亿至数十亿立方米.滑坡地特征是:通常是较深层地破坏,滑移面深入到坡体内部以至坡脚以下;质点位移矢量水平方向大于铅直方向;有依附面(即滑移面)存在;滑移速度往往较慢,且具有“整体性”.滑坡是斜坡破坏型式中,分布最广、危害最为严重地一种.世界上不少国家和地区深受滑坡灾害之苦,如欧洲阿尔卑斯山区、高加索山区,南美洲安第斯山区,日本、美国和我国等.并且,它经常与地震区伴生.第四节崩塌崩塌是斜坡破坏地一种型式,它对房屋、道路等建筑物常带来威胁.酿成人身安全事故.尤其对交通线路地危害最严重,我国宝成、成昆、襄渝铁路和川藏公路沿线崩塌灾害常影响线路正常运营.因此,对崩塌地形成和运动学特征需很好地进行研究.一、崩塌地形成条件.崩塌一般发生在厚层坚硬脆性岩体中.这类岩体能形成高陡地斜坡.斜坡前缘由于应力重分布和卸荷等原因,产生长而深地拉张裂缝,并与其他结构面组合,逐渐形成连续贯通地分离面.在触发因素作用下发生崩塌(图-).组成这类岩体地岩石有砂岩、灰岩、石英岩、花岗岩等.此外.近于水平状产出地软硬相间岩层组成地陡坡,由于软弱岩层风化剥蚀形成四龛或蠕变,也会形成局部崩塌(图-).. 构造节理和成岩节理对崩塌地形成影响很大.硬脆性岩体中往往发育有二组或二组以上地陡倾节理,其中与坡面平行地一组节理常演化为拉张裂缝.当节理密度较小,但延展性、穿切性较好时,常能形成较大体积地崩塌体.此外.大规模地崩塌(山崩)经常发生在新构造运动强烈、地震频发地高山区.. 崩塌地形成又与地形直接相关.崩塌一般发生在高陡斜坡地前缘.发生崩塌地地面坡度往往大于°,尤其是大于°地陡坡.地形切割愈强烈、高差愈大,形成崩塌地可能性愈大,并且破坏也愈严重..风化作用也对崩塌形成有一定影响.因为风化作用能使斜坡前缘各种成因地裂隙加深加宽,对崩塌地发生起催化作用.此外,在干旱、半干旱气候区,由于物理风化强烈,导致岩石机械破碎而发生崩塌.高寒山区地冰劈作用也有利于崩塌地形成.在上述诸条件制约下,崩塌地发生还与短时地裂隙水压力以及地震或爆破震动等触发因素有密切关系.尤其是强烈地地震,常可引起大规模崩塌,造成严重灾祸.湖北省远安县境内地盐池河磷矿灾难性山崩,是崩塌形成诸条个人收集整理-ZQ件制约地典型实例.该磷矿位于一峡谷中.岩层为上震县统灯影组()厚层块状白云岩及上震旦统陡山沱组()含磷矿层地薄至中厚层白云岩、白云质泥岩及砂质页岩.岩层中发育有两组垂直节理,使山顶部地灯影组厚层白云岩三面临空.地下采矿平巷使地表沿两组垂直节理追踪发展张裂缝.类比法就是将所要研究地斜坡或拟设计地人工边坡与已研究过地斜坡或人工边坡进行类比,以评价其稳定性或确定其坡角和坡高.类比时必须全面分析研究工程地质条件和影响斜坡稳定性地各项因素,比较其相似性和差异性.相似性愈高,则类比依据愈充分,所得结果愈可靠.类比地基础是相似,只有相似程度较高才可进行类比.所以类比法一定要充分做好工程地质调查研究工作,而且要有丰富地实践经验.11 / 11。

第8章斜坡稳定性

第8章斜坡稳定性

1.滑移面为平面情况的稳定性计算
W H
K=F/S=(cH/sin+Wcostg)/(Wsin
F:抗滑阻力
S:推滑力
后缘被拉裂面分割,空隙水压力作用时:
K=[(Wcos-UVsin)tg+cA]/(Wsin+Vcos)
2. 弧形滑和散体斜坡中。
K
M1
R(L C tg N )
4.由坡面向内,受力状态由两向转化为三向。
二、影响斜坡岩体应力分布的主要因素
1.原始应力状态的影响:水平构造残余应力加 剧应力集中(坡脚、坡面、坡顶应力集中带)。
2.坡形(坡面几何形态)的影响: 坡角增加,坡面及坡顶张力带的范围扩大, 坡脚应力集中带τmax随之增高 坡底的宽度:当W<0.8H时,坡脚τmax随 底宽缩小而急剧增高;当w>0.8H时,为 常值。
•斜坡变形组合形式
蠕滑—拉裂
滑移—压致拉裂
弯曲—拉裂
塑流—拉裂
滑移—弯曲
二、斜坡破坏的主要类型及特征 1.崩塌:斜坡前缘被陡倾的结构面分割的岩体, 在重力作用下突然脱离母体翻滚而下的过程。
60o以上的陡坡前 缘 风化作用 地下水 地震
巫峡崩塌使建筑物毁坏交通中断
西陵峡人工采石造成的斜坡破坏
3.斜坡岩体结构面的影响:使岩体不均匀、不 连续,结构面周边出现应力集中或应力阻滞。
σ1 σ1
σ1
σ1 σ1∥结构面
σ1 σ1┴结构面
σ1 σ1斜交结构面
第二节 斜坡的变形破坏方式
一、斜坡坡体的卸荷回弹和蠕动变形
•卸荷回弹 : 由坡体内积存的弹性应变能释放而产生 的坡体向临空方向回弹膨胀。
• 蠕变:在坡体应力(以自重应力为主)长期作用下发 生的一种缓慢而持续的变形。

1斜坡应力场的基本特征

1斜坡应力场的基本特征

一、斜坡应力场的基本特征斜坡成坡过程中,临空面周围的岩体发生卸荷回弹(图9-2上),引起应力重分布和应力集中等效应(图9-2下)。

据有限元研究,斜坡成坡后,岩体的应力状态较以前发生了以下几个主要方面的变化:(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,最大主应力愈接近于平行临空面,最小主应力则与之近于正交(图9-2下)。

(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。

具体体现在: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9-2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。

(3)与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线,弧的下凹面朝着临空方向。

(4)坡面处由于径向压力实际等于零,所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡走向方向的σ2 时),向内渐变为两向或三向(考虑σ2时)状态。

2影响斜坡岩体应力分布的主要因素(1)原始应力状态的影响:岩体的原始应力状态中,水平剩余应力的大小对坡体应力状态的影响尤为显著。

它不但使主应力迹线的分布形式有所不同(图 9-2下),而且明显地改变了各应力值的大小,尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。

在坡脚区,根据图9-2可见,坡底的切向应力最大值约相当于原始水平应力的三倍左右。

当有侧向水平应力时,该值成倍增高,如当σL=3ρgh时,该值可达7-10ρgh ,与σL=0 的情况相比,相差十分悬殊。

(2)坡形的影响:研究表明,坡高并不改变应力等值线图像,但坡内各处的应力值,均随坡高增高而线性增大。

坡角明显改变应力分布状况。

随坡角变陡,坡面附近张力带范围也随之扩大和增强(图9-3),成坡过程中,位移矢量离面趋势也变得更加明显(图9-2上);坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高(图9-4)。

工程地质学--第八章斜坡变形破坏工程地质研究

工程地质学--第八章斜坡变形破坏工程地质研究
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 带或发生应力滞。
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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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(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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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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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)

工程地质学复习资料

工程地质学复习资料
18.泥石流分类:按泥石流物质组成划分:水石流型泥石流、泥石流型泥石流,泥水流型泥石流;按泥石流流域形态:标准型,河谷型,山坡型;按泥石流流体性质分类:粘性,稀性泥石流
三、简答:
1简述活断层的研究意义:活断层的活动可设为一类地质病害,可以对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意义上讲,活断层的工程地质研究就是要研究活断层与工程建筑的关系,评价其对建筑物的破坏作用;活断层错动变形对建筑物的直接破坏:活断层对区域地质环境的影响如地震、区域地壳稳定、水库地震等。对活断层进行研究充分掌握其活动特征,合理评价其对工程的影响,有时可以安全有效的降低工程设计标准,节省投资。
8.滑坡的识别方法:航片解译、地面地质测绘、勘探
9.崩塌的形成条件:厚层坚硬脆性岩体、构造竭力成岩节理、地形、风化作用
10.岩溶的形态(1)形成地下和地表的各种奇特的地貌形态:石芽、溶沟、溶孔、落水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原、峰林、孤峰、溶丘、干谷、溶洞、暗河、地下湖(2)形成独特的水文地质现象,水文地质条件复杂化:透水性增大,流态、动态及不均匀性增大等。
12.影响斜坡应力分布的因素:岩石初始应力、坡形(坡高坡角坡底宽度斜坡平面形态)、岩土性质和结构(泊松比)
13.简述斜坡稳定性评价方法:1、自然历史分析法2、工程地质类比法3、图解法4、数学力学计算法
14.滑坡预测(空间位置:地段、规模、类型、运动方式、运动速度、可能危害)滑坡预报(时间:区域型中长期预报、场地性短期预报;宏观征兆预报、观测资料预报)
1.活断层一般是指现今正在活动的断层,或近期曾活动过、不久将来可能重新活动过的断层。后者也称为潜在活断层。
2.活断层错动速率是反映活断层活动强弱,断层所在地区应变速率大小的重要数据,可以用重复精密的地形测量和第四纪沉积物年代及其错位量确定。

滑坡

滑坡
滑坡分类:1、 按滑动面与层面的关系分类(1)无层滑坡:均质、无层理的岩土体(2)顺层滑坡:沿岩层面发生滑动的滑坡。(3)切层滑坡:滑动面与岩层层面斜交的滑坡。多发生在岩层近于水平的平迭坡,构造面控制2.按滑坡的动力学特征分类:(a)推动式滑坡 (b)牵引式滑坡 (c)混合式滑坡 (d)平移式滑坡3、按岩土体类型分类:土体滑坡,岩石滑坡
4. 按滑动面深度分类(1) 浅层滑坡(&lt;6m)(2) 中层滑坡(6-20m)(3) 厚层滑坡(20-50m) (4) 巨厚层滑坡(&gt;50m)5. 按滑坡时代划分(1)今滑坡(全新世末至今)(2)新滑坡(Q43) (3)老滑坡 (Q42-1)(4)古滑坡 (Q4-Q1)(5)始滑坡(第三系) 影响斜坡稳定性的因素:一、内在因素 1. 岩土类型及性质--决定抗滑力的根本因素 强度、自稳能力:坚硬岩石&gt;半坚硬岩石&gt;松散土坡2.岩体结构与地质构造:(1) 平迭坡 (2) 逆向坡(3)横交坡:主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直,稳定性较好,很少发生大规模的滑坡。(4) 斜交坡:主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小,稳定性就越差。 (5) 顺向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致?&gt;?时,稳定性最差,极易发生顺层滑坡,&lt;?时,稳定性较好3. 地形地貌: 斜坡坡度越大、越高,斜坡稳定性越差。 二、外部因素:1. 地震:附加应力2. 降水:三种效应 (1) 水平推力--侧向水压力 (2) 浮托力--减小滑动面上的有效应力(3) 软化效应--降低岩土体的抗剪强度 (3)水库(河流)水作用:动水压力、冲刷、掏空作用 滑坡防治指的是预防与治理两方面:
上述各项措施,可归纳为“档、排、削本形式有:拉裂、蠕动、弯曲倾倒;斜坡破坏的基本形式有:崩塌和滑坡。

简述斜坡中应力分布特点

简述斜坡中应力分布特点

简述斜坡中应力分布特点斜坡是指地面倾斜的一种地形形态,它在地质工程中具有重要的应用价值。

在斜坡中,由于地面倾斜,会产生较大的重力作用,导致地面内部发生应力分布的变化,这种应力分布特点对于斜坡的稳定性具有重要的影响。

斜坡中的应力分布特点主要包括以下几个方面:1. 应力随深度增加而增大:在斜坡中,由于重力作用,地面上方的土体会对地面下方的土体施加压力,使得地面内部的应力随着深度的增加而增大。

这是由重力作用引起的自重应力效应。

2. 应力随距离增加而减小:在斜坡中,地面上方的土体对地面下方的土体施加的压力会随着距离的增加而减小。

这是由于地面上方的土体与地面下方的土体之间存在一个剪切面,剪切面上的剪切力会导致土体的应力随距离的增加而减小。

3. 应力沿斜坡面方向分布不均匀:由于斜坡的倾斜,地面上方的土体对地面下方的土体施加的压力会随着斜坡面的倾角变化而变化。

斜坡面越陡,地面上方的土体对地面下方的土体施加的压力就越大;斜坡面越缓,地面上方的土体对地面下方的土体施加的压力就越小。

4. 应力沿水平方向分布不均匀:斜坡面上的土体受到水平方向的约束,使得土体在水平方向上产生水平应力。

由于斜坡面的倾斜,水平应力在斜坡面上的分布也会不均匀。

以上是斜坡中应力分布的一些特点。

这些特点是由斜坡的地形形态和重力作用等因素共同决定的。

在实际工程中,了解斜坡中应力分布的特点对于评估斜坡的稳定性和设计合理的支护措施具有重要的意义。

在斜坡的中心扩展下,应力分布的特点可能会发生一些变化。

中心扩展是指斜坡上方的土体在斜坡面上向外扩展的现象。

在中心扩展下,斜坡上方的土体会对斜坡面上的土体施加更大的压力,从而使得斜坡面上的应力分布更加不均匀。

此外,中心扩展还会导致斜坡的倾角增加,进一步加大斜坡面上的应力。

因此,在斜坡的中心扩展下,应力分布的特点可能会更加明显,需要更加谨慎地进行斜坡的评估和设计。

斜坡中的应力分布特点对于斜坡的稳定性具有重要的影响。

工程地质学

工程地质学

1、名词解释:活断层:指目前正在活动的断层,或是近期曾有过活动而不久的将来也许会重新活动的断层。

地震级:通常地震学上所说的地震的大小。

是依据地震释放出来的能量多少来划分的,释放的能量越大,震级就越大。

——震级是um(微米)的对数来表达的。

区域稳定性:指在内、外力动力地质作用下,现今一定区域地壳表层的相对稳定限度及其对工程建筑安全的影响限度。

地震效应:地震作用影响所及的范围内,地表出现的各种震害和破坏。

滑坡体:与母体脱离通过滑动的部分岩体。

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。

地面沉降:地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面减少的现象。

渗透变形:岩土体在地下水渗透力(动水压力)的作用下,部分颗粒或整体发生移动,引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。

表现为鼓胀、浮动、断裂、泉眼、沙浮、土体翻动等。

流土:在渗流作用下,一定体积中的土颗粒同时发生移动,或一定体积的土体发生悬浮隆起和顶穿现象。

管涌:在渗流作用下单个土颗粒发生移动的现象,工程界称为潜蚀。

正常固结土:假如抽水前土层不同深度处的固结限度都与土中现有的天然有效应力此相适应,那么这种土层就称为正常固结的土层。

工程地质问题:工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。

地震烈度:衡量地震所引起的地面震动强烈限度的尺度。

与地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件有关。

土洞:是由于地表水和地下水对上层的溶蚀和冲刷而产生空洞;空洞的扩展,导致地表陷落的地质现象。

工程地质条件:与工程建筑物有关的地质条件的综合。

地质因素涉及岩土类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料。

临界水力梯度:渗流水出逸面处开始发生流土或管涌时的界线梯度即在渗流作用下,土粒开始发生移动时的水力坡度。

渗透力:渗透作用于土体的力叫做渗透力。

地质超前预报:运用一定的技术和手段,收集地下工程所在岩土体的有关系信息,运用相应的理论和规律对这些资料和信息进行分析、研究,对施工掌子面前方岩土体情况,不良地质体的工程部位及成灾也许性做出解释、预测和预报,从而有针对性地进行地下工程的施工。

不同角度的坡面截面

不同角度的坡面截面

不同角度的坡面截面一、坡面的截面形态对地质灾害的影响地质灾害是一种地质过程导致的自然灾害,其中包括山体滑坡、崩塌、泥石流等。

而坡面的截面形态是地质灾害发生的重要因素之一。

不同角度的坡面截面形态会对地质灾害的发生和发展产生不同的影响。

1. 陡坡的截面形态陡坡的截面形态一般呈现出较为陡峭的倾斜度,这种形态容易引发山体滑坡、崩塌等地质灾害。

这是因为陡坡在地形上的高差较大,坡面的土壤结构较弱,容易受到重力的作用而发生滑坡、崩塌等现象。

此外,陡坡的坡面形态也会影响水分的分布,加重土壤的饱和度,进一步加剧地质灾害的发生。

2. 平缓坡的截面形态平缓坡的截面形态呈现出较为平缓的倾斜度,相对于陡坡来说,平缓坡的坡面形态更加稳定。

这种形态对于地质灾害的发生具有一定的缓解作用。

平缓坡的坡面形态使得土壤结构相对稳定,抗滑性能较好。

此外,平缓坡的坡面形态也有利于水分的分布,减少土壤的饱和度,降低地质灾害的风险。

3. 波浪坡的截面形态波浪坡的截面形态呈现出一种波浪状的曲线,这种形态在地质灾害中有着特殊的作用。

波浪坡的坡面形态可以增加土壤的稳定性,减少滑坡、崩塌等地质灾害的发生。

波浪坡的坡面形态还可以增加土壤的抗冲蚀性能,降低水流对土壤的侵蚀作用。

二、不同角度的坡面截面形态的应用领域不同角度的坡面截面形态在工程领域有着广泛的应用。

1. 道路工程中的应用在道路工程中,选择合适的坡面截面形态是确保道路安全和稳定性的重要环节。

根据具体的地形条件和工程要求,选择合适的坡面截面形态可以降低地质灾害的风险,提高道路的使用寿命。

2. 建筑工程中的应用在建筑工程中,选择合适的坡面截面形态对于建筑物的基础稳定性至关重要。

通过合理设计坡面截面形态,可以减少地质灾害对建筑物的影响,保证建筑物的安全和稳定。

3. 水利工程中的应用在水利工程中,合理设计坡面截面形态可以提高水利设施的安全性和稳定性。

通过选择适当的坡面截面形态,可以减少水流对土壤的冲蚀,降低水利工程的维护成本。

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四种坡面形态对斜坡应力分布影响
1.四种坡面形态
按斜坡形态分类,可以将斜坡分为直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡以及阶梯形斜坡(图1)。

图1四种坡面形态
(1)直线形斜坡:在横向上,较为平缓,有植被覆盖;纵向上,斜坡坡面较陡,近乎直线。

故称为直线形斜坡。

(2)凸形斜坡:凸形斜坡坡面表现为凸凹起伏,总体呈外凸形。

(3)凹形斜坡:在纵向上,呈向内凹的弧线形,其凹面朝向临空面。

(4)阶梯形斜坡:阶梯形坡面,即在纵向高程上呈逐级递减,总体形态呈阶梯形,在每级斜坡上,有其独有的坡面要素。

2.坡形对斜坡应力分布影响
坡高、坡角、坡底宽度和斜坡平面形态等,对斜坡应力分布均有一定影响。

图2斜坡坡面要素
坡高不改变坡体中应力等值线的图形,但坡高愈大,应力量值愈大。

坡角大小可以改变斜坡中应力分布的图像。

坡脚附近的剪应力集中带和坡肩附近的张力带,其范围和量值是随着坡角增大而增大的。

也就是说,陡峻的斜坡更易发生变形破坏。

图3坡角最大剪应力与坡角和坡底宽(W)关系图解坡底宽度的影响可以用W/H值来表征。

随着W/H值的减小,坡脚的剪应力增大。

实际资料表明,当W>0.8H时,这种影响就减弱,以至不发生变化了。


以W/H值很小的高山峡谷地带,坡脚剪应力集中现象是非常明显的;尤其当水平构造应力较大时,由于水平挤压力的作用,坡脚应力集中带极强,更易发生斜坡变形破坏。

图4斜坡中最大剪应力迹线示意图
实线--主应力迹线;虚线--最大剪应力迹线
受坡形影响:坡高越高,坡内拉应力越高;坡角越大,拉应力范围越大,切向应力值越高;坡脚处拉应力随底宽的缩小而急剧增大,坡脚处τ基本不随底宽的变化而变化。

斜坡平面形态可分为直线形、凹形、凸形以及阶梯形等。

一般地说,内凹形斜坡由于其两侧的支撑作用,应力条件较好,即坡脚的剪应力较小。

所以露天采坑的平面形态大多是椭圆形的,且其长轴尽量平行于最大水平地应力方向。

结合坡面形态(图1)、坡面要素(图2)、坡角最大剪应力与坡角和坡底宽(W)关系图解(图3)及斜坡中最大剪应力(图4)综合分析得出如下结论:
(1)直线形斜坡:由于直线形坡面陡峻,坡角较大,易发生破坏;
(2)凸形斜坡:凸形由于坡角较大,受应力切向应力和剪应力影响较大,极不稳定,易发生破坏;
(3)凹形斜坡:内凹形斜坡由于其两侧的支撑作用,应力条件较好,即坡脚的剪应力较小,凹形坡有利于坡体稳定;
(4)阶梯形斜坡:阶梯形斜坡,其坡面呈现出分级状,各级的应力分布取决于各级坡角及坡底宽度、分级高度,其稳定性较好。

斜坡形态对应力分布影响取决于多个方面,实际生活中,可能是多种坡形的复杂组合,我们应该结合具体的坡形要素坡角、坡高、坡底宽度,参考力学规律,进行合理化评估。

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