第四章斜坡变形破坏工程地质研究
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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。
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滑坡
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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)
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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。
一、边坡变形的基本类型 二、边坡破坏的基本类型 三、影响边坡变形破坏的因素
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一、边坡变形的基本类型
1、卸荷回弹（拉裂） •在成坡过程中，由于荷 重不断减少，边坡岩体在 减荷方向(临空面) 产生伸 长变形，即卸荷回弹。 •天然应力越大，向临空 方向的回弹变形量也越大。 往往会伴随产生一系列的 张性结构面。
(1)天然应力 水平天然应力使坡体 应力重分布作用加剧。
(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
改变主应力的大小。 ❖ 坡角影响边坡岩体应力分布图象。 ❖ 坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的
影响。 ❖ 坡面形状对重分布应力也有明显的
影响。
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(3)岩体性质 ❖ 岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力
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清江隔河岩水库茅坪滑坡、白岩危岩体
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三、影响边坡变形破坏的因素
1、岩性 决定岩土体边坡稳定性的物质基础。 2、岩土体结构 岩土体结构及结构面的发育特征是边坡
破坏的控制因素。 3、水的作用 使岩土体的质量增大、滑动面的滑动力
增大；岩土体软化、抗剪强度降低；对岩土体产生动水 压力和静水压力。 4、风化作用 使岩土体内裂隙增多、扩大，透水性增 强，抗剪强度降低。
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3、弯折倾倒
由陡倾片状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重 力作用下发生向临空面方向同步弯曲的现象。
机制：相当于悬臂梁在弯矩作用下所发生的弯曲。 发展下去，可形成崩塌、滑坡；在天然边坡和人工边坡中
均存在。
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二、边坡破坏的基本类型
边
坡 崩塌
破
坏
的
平面滑动
基
本
滑坡
楔形状滑动
类
影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应 力发生改变。 (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。
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第三节 边坡的变形与破坏
边坡的变形与破坏是边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，它们形成一个渐进性破坏过程。
F t ＝ 2 . 5 0 ( S S R F E M )
斜坡。
ห้องสมุดไป่ตู้
坡顶
斜坡的变形与破坏
坡高
坡底
坡脚
坡角
土精坡品稳课件定分析问题
唐古拉山北的断坡滑塌（镜头向南，2001.3）
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宁东盆中的断坡滑塌（镜头向南，2001.7）
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• 江、河、湖、海岸
坡
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¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
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¤ 填方：堤、坝、路基、堆料
小浪底土石坝
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❖ 坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡 内逐渐转为三向应力状态。
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❖ 坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大 剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近， 常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大， 因此，坡肩附近最易拉裂破坏。
❖ 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。
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二、影响边坡应力分布的因素
第四章 斜坡变形破坏工程地质研究
边坡中的应力分布特征 边坡的变形与破坏 边坡稳定性分析方法 边坡变形破坏的防治措施
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第一节 概述
斜坡(slope) 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。
天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人 工改造的斜坡。
人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的
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山坡上方有崩落和滑动危险的巨石
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鹰嘴岩滑坡
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汉口新华下路一建 筑工地发生基坑滑 坡事故，造成工地 旁一条道路塌陷， 出现约20米长的裂 缝，部分地下管线 移位。 （2005.7）
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地铁隧道坍塌（2007.3）
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第二节 斜坡中的应力分布特征
研究目的：研究边坡变形破坏的机理(包括应 力分布及变形破坏特征)与稳定性，为边坡预 测预报及整治提供岩体力学依据。其中稳定 性计算是边坡稳定性分析的核心。
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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
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Fs＝1.4
Fs＝2.5
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17.1m 7.3m
33.5m
18°
7.3m 123.1m
H=28.6m 33.5m
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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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❖ 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。
型
圆弧形滑动
多平面滑动 双平面滑动 单平面滑动
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崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块体，突然脱离母体 以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程。
特点：突然脱离母体，发生在高陡边坡的坡肩部位，质点位 移Sy>Sx，在垂直方向运动为主；其无依附面，飞跃而下， 规律复杂，爆发突然；
滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生 以水平运动为主的现象，称为滑坡。
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。
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滑坡
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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)
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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。
一、边坡变形的基本类型 二、边坡破坏的基本类型 三、影响边坡变形破坏的因素
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一、边坡变形的基本类型
1、卸荷回弹（拉裂） •在成坡过程中，由于荷 重不断减少，边坡岩体在 减荷方向(临空面) 产生伸 长变形，即卸荷回弹。 •天然应力越大，向临空 方向的回弹变形量也越大。 往往会伴随产生一系列的 张性结构面。
(1)天然应力 水平天然应力使坡体 应力重分布作用加剧。
(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
改变主应力的大小。 ❖ 坡角影响边坡岩体应力分布图象。 ❖ 坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的
影响。 ❖ 坡面形状对重分布应力也有明显的
影响。
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(3)岩体性质 ❖ 岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力
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清江隔河岩水库茅坪滑坡、白岩危岩体
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三、影响边坡变形破坏的因素
1、岩性 决定岩土体边坡稳定性的物质基础。 2、岩土体结构 岩土体结构及结构面的发育特征是边坡
破坏的控制因素。 3、水的作用 使岩土体的质量增大、滑动面的滑动力
增大；岩土体软化、抗剪强度降低；对岩土体产生动水 压力和静水压力。 4、风化作用 使岩土体内裂隙增多、扩大，透水性增 强，抗剪强度降低。
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3、弯折倾倒
由陡倾片状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重 力作用下发生向临空面方向同步弯曲的现象。
机制：相当于悬臂梁在弯矩作用下所发生的弯曲。 发展下去，可形成崩塌、滑坡；在天然边坡和人工边坡中
均存在。
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二、边坡破坏的基本类型
边
坡 崩塌
破
坏
的
平面滑动
基
本
滑坡
楔形状滑动
类
影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应 力发生改变。 (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。
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第三节 边坡的变形与破坏
边坡的变形与破坏是边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，它们形成一个渐进性破坏过程。
F t ＝ 2 . 5 0 ( S S R F E M )
斜坡。
ห้องสมุดไป่ตู้
坡顶
斜坡的变形与破坏
坡高
坡底
坡脚
坡角
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唐古拉山北的断坡滑塌（镜头向南，2001.3）
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• 江、河、湖、海岸
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¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
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¤ 填方：堤、坝、路基、堆料
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❖ 坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡 内逐渐转为三向应力状态。
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❖ 坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大 剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近， 常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大， 因此，坡肩附近最易拉裂破坏。
❖ 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。
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二、影响边坡应力分布的因素
第四章 斜坡变形破坏工程地质研究
边坡中的应力分布特征 边坡的变形与破坏 边坡稳定性分析方法 边坡变形破坏的防治措施
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第一节 概述
斜坡(slope) 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。
天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人 工改造的斜坡。
人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的
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山坡上方有崩落和滑动危险的巨石
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鹰嘴岩滑坡
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汉口新华下路一建 筑工地发生基坑滑 坡事故，造成工地 旁一条道路塌陷， 出现约20米长的裂 缝，部分地下管线 移位。 （2005.7）
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第二节 斜坡中的应力分布特征
研究目的：研究边坡变形破坏的机理(包括应 力分布及变形破坏特征)与稳定性，为边坡预 测预报及整治提供岩体力学依据。其中稳定 性计算是边坡稳定性分析的核心。
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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
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Fs＝1.4
Fs＝2.5
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17.1m 7.3m
33.5m
18°
7.3m 123.1m
H=28.6m 33.5m
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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。
精品课件
❖ 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。
型
圆弧形滑动
多平面滑动 双平面滑动 单平面滑动
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崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块体，突然脱离母体 以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程。
特点：突然脱离母体，发生在高陡边坡的坡肩部位，质点位 移Sy>Sx，在垂直方向运动为主；其无依附面，飞跃而下， 规律复杂，爆发突然；
滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生 以水平运动为主的现象，称为滑坡。