(完整版)土质边坡稳定性分析及破坏机理

二、土质边坡破坏形式及破坏机理
• 整体失稳：崩塌、滑坡、坍塌
破坏类型
外形特征
运动特征
破坏机理
崩塌
圆弧 滑动
滑 坡
平面 滑动
坍塌
崩塌是发生在高陡边坡体上的岩土块 体自高处滑出、倾倒或崩坠而下的现象。 崩落体常翻滚而下堆于缓坡之上和坡脚附 近，形成具有一定天然休止角的岩土堆。
边坡上局部岩土 体松动、脱落，主要 运动形式为自由坠落 或滚动
30°～55°之间的土坡，这类边坡易发 生整体滑
坡破坏
冬季节。
坍塌产生于易风化的土质边坡和类
土质边坡，尤其在膨胀土边坡或处于冻
坍
胀作用强烈区的边坡，一般发生在坡度
塌
大于20°时，随坡度增大发生坍塌的几
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率也越大，在暴雨季节，边坡表层岩土
强度迅速降低，也会促使坍塌破坏发生
我们实际中考虑滑坡的破坏性
2、土质边坡破坏机理 边坡的失稳破坏主要是由于边坡内所受的应力超过岩土体或结构面的强度，从而导致
边坡结构破坏。边坡变形表现为卸荷回弹和蠕变两种主要方式。
破坏 形式
滑 坡 破 坏
崩 塌 破 坏
坍 塌 破 坏
破坏机理
土质边坡发生滑坡破坏根本原因在于边坡沿潜 在滑动面所受到的抗滑力(矩)小于其下滑力(矩)，则 边坡将沿潜在滑动面发生滑坡破坏，主要表现为边 坡整体的剪切滑移
土质边坡发生崩塌破坏主要因为开挖引起坡表 岩土体向临空面发生位移，并可能在坡项或体内产 生顺坡面向的裂隙，或其出口为上大下小的楔状体 的楔尖先压碎破坏，上部岩土在失去承托和支顶下 失稳。崩塌破坏主要以张拉破坏为主，形式上主要 表现为岩土体的翻转、滚动、弯曲折断，崩塌体翻 倒时，在空间的方位是随便改变的。
各类土的破坏形式
1、对于粘聚力为零的砂性均质土 边坡，发生滑坡破坏时，表现为平面滑 动，破坏面在截面上为一条通过坡脚的 直线；对于存在粘聚力的粘性均质土边 坡，则表现为圆弧面滑动，破坏面在截 面上为通过坡脚的圆弧
2、黄土边坡坡体破坏形式主要为 滑坡和崩塌。滑坡或崩塌的形成与边坡 原始坡度有关：对于小于50°的不稳定 边坡，其破坏模式主要是滑坡；51°～ 70°的不稳定边坡破坏模式以滑坡为主， 并伴有崩塌；当边坡大于70°时，基本 不发生滑坡，主要破坏模式为崩塌。
张拉、剪切、弯折。自重应力和 岩土体强度能够维持平衡的最深张裂 面
• 坡面破坏：坡面侵蚀、剥落
三、均质土边坡各种破坏模式
1、各种破坏形式形成条件及岩土结构
形成条件（即出现下列情况应采取措施）
岩土结构
①土质边坡的开挖坡角较陡(大于60°)，或下部存在软弱层； 土质边坡中黄土边坡有较好的直立
崩 塌
②坡体上常发育数组陡立或倾向临空面的裂面；③坡体上竖向 节理发育，且裂缝形状不规则并紊乱成网，破坏体趋向于发展 成楔体；④边坡面上有泉水出露；⑤边坡处于地震多发带或附
主要特征
影响稳定的主要 因素
以粘粒为主，一般干时坚硬，遇 1．矿物成分，特别是
水膨胀崩解。某些粘土具大孔隙 亲水、膨胀、溶滤性矿
性(如山西南部的粘土)，某些粘土 物含量；2．节理裂隙
甚坚固(如南方网纹红土)，某些粘 的发育状况；3．水的
土呈半成岩，但含可溶盐量高(如 作用；4．冰融作用
黄河上游的粘土)，某些粘土具水
产状与坡面的组合关系
二元结构土
由岩层与上覆土松散堆积层构成或软
硬差别较大上下土层，控制性结构面 是岩土分界面和沉积层面
土体强度、坡形、二元结构 层面产状与坡面结合关系
我们目前遇到的大部分是均质土边坡。根据物质的不同均质土边坡又可以分为: 一般粘 性土边坡、黄土边坡、砂性土边坡、软土边坡和膨胀土边坡。
因自重应力超过 岩土体强度而产生张 剪性破坏，由坡顶向 坡内逐渐扩展
弯曲-拉裂、剪切-滑移。存在临 空面，当结合力小于重力时，发生滚 动或崩落
剪切-滑移。人工开挖增大坡角， 或地表水入渗使内摩擦角和内聚力降 低，达到临界值沿圆弧形滑动面滑移
拉裂、剪切-滑移。层面或贯通性 结构面形成滑动面，结构面临空，坡 脚岩层被切断或坡脚岩层挤压剪切
性，所以开挖坡度往往较陡，土体中本 身存在裂隙、空洞，在开挖卸荷后扩大， 导致坡体局部易出现崩塌破坏。
近有爆破施工。
①开挖深度较大或开挖坡度较陡；②坡内有倾向临空面的软
对于土质边坡来讲，滑坡多产生于
滑 坡
弱层(带)、结构面或层面；③开挖边坡面出现上层滞水面、潜水 面或有泉出露；④有明显的滑移剪切面出露；⑤在不良土质地 区，如软土、膨胀土；⑥在较恶劣的气候下施工，如雨季、寒
坡体松弛带内的岩土为雨雪水和上层滞水等活动作 用所及的范围，由于震动、或侧向卸荷、与坡面加 载以及四季中时干时湿等使松弛带内岩土的结合密 实度在不断变化，特别雨季中或融雪后受湿的岩土 自重增大、且强度降低，其结合密实度不能支持旱 季中斜坡的陡度而塌坡，塌至与其相适应的斜率 (受湿时的综合内摩擦角)为止
土质边坡破坏机理及 稳定性分析
一、土质边坡的结构类型
土质边坡：泛指具有倾斜面的土体，根据土体结构可分为三类：
类型
均质土边坡 层状松散土
结构特征
稳定性影响因素
整个坡体由均质土构成，基本不含节 理、裂隙、没有贯通性的结构面
土体强度和坡形
由不同类型的松散土层构成，控制性 土体强度、坡形、沉积层面
结构面是沉积层面
平层理(如淮河下游的粘土)
以砂砾为主，结构较疏松，凝聚 1．颗粒成分及均匀程
力低为其特点，透水性较大，包 度；2．含水情况；
3、均质土边坡发生坍塌破坏，主 要由于大部分岩土受湿，彼此结合的密 实度减小，使坡体中综合内摩擦角变小 不能支持原边坡坡度而塌坡，上部塌至 与当时含水程度及密实度相适应的综合 内摩擦角为止，下部则是堆积坍下的土 石其斜坡坡度更缓。
3、均质土边坡各种破坏模式
边坡类型
粘 性 土 边 坡
砂性土 边坡
黄 土 边 坡
滑坡是边坡在重力、水、振动以及 坡形改变等因素的作用下，增大沿滑带的 剪应力，或者因震动液化、受水淋滤、自 然和人为开挖等破坏滑带岩土的结构，导 致边坡上的岩土体沿滑带作整体或大块向 下、向前移动的一种变形现象。
沿圆弧形滑动面 滑移
岩土体沿莫一弱 面或朝向坡外的结构 面整体向下滑移
坡体松弛带内的岩土由于震动、或侧 向卸荷、与坡面加载以及四季中时干时湿 等使松弛带内岩土的结合密实度在不断变 化而塌坡，塌至与其相适应的斜率为止