基础工程地质学第三章 斜坡变形破坏工程地质研究

基础工程地质学,工程动力地质作用,上篇,基础工程地质学,绪论第一章活断层工程地质研究第二章地震工程地质研究第三章斜坡变形破坏工程地质研究第四章岩溶工程地质研究第五章泥石流工程地质研究,基础工程地质学,第三章斜坡变形破坏工程地质研究第1节概述第2节斜坡中的应力分布特征第3节斜坡变形破坏的类型第4节崩塌第5节滑坡第6节斜坡稳定性影响因素第7节斜坡稳定性评价第8节滑坡的预测预报第9节斜坡变形破坏的防治,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第1节概述,问题,为什么研究？研究什么？目的何在？,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第1节概述研究意义与必要性：影响范围广、发生频度高、造成损失重。各类工程与之关系密切。造成全球年经济损失达数十亿；造成死亡人数：约140人/年（我国20世纪80年代资料）。对象：斜坡（是个生命体，有自身的生长规律。）-形成、演化、发展。目的：了解、掌握规律、防灾、减灾。一定程度上控制，减小影响范围及程度。保证工程安全。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第1节概述,应力重分布-五个特征斜坡变形-三种形式斜坡破坏-两种类型滑坡运动特征-四个阶段滑坡分类-力学分类为主斜坡稳定性分析-六个影响因素稳定性评价-定性、定量滑坡预测预报、斜坡变形破坏防治,研究对象及内容,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第1节概述相关实例全国每年发生滑坡数万起、崩塌数十万处；长江、黄河中上游发育密度0.41.0处/km；重灾区-甘肃，体积大于50万方的滑坡5470处，密集成群。其中，巴谢河流域面积432km2，有滑坡224个；渭河-天水240km长河段，仅北岸有大型滑坡74处，甘谷四十里铺滑坡，长8km，面积17km2；道路受滑坡影响最严重，成昆线铁西大滑坡，体积220万立方，掩埋铁路，堵塞涵洞，中断行车40天之久。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第1节概述新滩滑坡：西陵峡上段北岸，3000万方，摧毁新滩古镇，激起涌浪49m，击毁船只77艘，亡12人，洒勒山滑坡：兰州南55km处，6000万方，高速，3分钟主峰滑至河南岸，滑程1500m，阻断河流，掩埋村庄，亡277人；鸡扒子滑坡：四川云阳，1500万方，使600m江段淤高2530m，严重障航；巫溪岩崩：7万方，摧毁楼房数座，亡122人；鸡冠岭山崩：530万方，使乌江断流半小时，障航；.,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第2节斜坡应力重分布特征一、应力重分布特征-斜坡形成、应力调整、分异、集中应力重分布。应力重分布特征：最大主应力平行坡面。坡脚应力差增大，剪应力增高，易剪坏。坡肩（顶）张力带发育，易产生拉裂。最大剪应力迹线呈弧形，凹向坡面。坡面附近呈二向应力状态（径向为零）。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第2节斜坡应力重分布特征二、应力重分布影响因素：1、初始应力状态水平值（构造应力）高，分异加剧，坡脚剪应力集中，坡顶张力增强。2、坡形坡高、坡角增大（高、陡坡），剪力、张力增；坡底宽越小（V形谷）、应力值越高；平面形状以圆形、椭圆形为好。3、岩土性状软弱结构面使应力阻滞、集中，应力集中程度取决于其产状、分布、性质。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第3节斜坡变形破坏类型一、斜坡变形类型：1、拉裂张力带发展形成拉裂；卸荷回弹应力释放产生拉裂；弱面局部应力集中引起蠕滑，进一步发展成拉裂。2、蠕滑岩土体沿弱面向临空面缓慢剪变形，受控于最大剪力面、软弱结构面、软弱基座。3、弯折倾倒陡倾层状岩在重力作用下向临空面同步弯曲、折断。应力调整变形积累斜坡破坏（三步曲）,第3节斜坡变形破坏类型斜坡变形的复合与转化蠕滑拉裂,致密粘土边坡蠕滑拉裂变形图示,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,发育在均质或似均质、中等坡度(40)斜坡中。,第3节斜坡变形破坏类型滑移压致拉裂,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,滑移压致拉裂变形演示图a-卸荷回弹阶段；b、c压致拉裂面自下而上扩展阶段；d滑移面贯通阶段,发育在坡度中等平缓层状体斜坡中。坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性滑移。,滑移-拉裂斜坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空方向滑移，并使滑移体拉裂解体。,滑移拉裂变形图示原地面线；变形前；开挖坡面；页岩夹层（滑移面）,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第3节斜坡变形破坏类型,第3节斜坡变形破坏类型滑移弯曲,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,发育在中-陡倾外层状体斜坡中，尤以簿层状岩体多见。,雅垄江霸王山滑坡形成过程示意图,a-仅出现局部压碎，坡面微隆；b-弯曲显著增强；c-滑移面贯通并发展为滑坡，具崩滑特性。,第3节斜坡变形破坏类型弯曲拉裂(倾倒)主要发育在陡立或陡倾内层状体组成的中极陡坡中。主要发生在斜坡前缘。陡倾的板状岩体在自重弯矩作用下于前缘开始向临空方向作悬臂梁弯曲，并逐渐向坡内发展。弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂，弯曲体后缘出现拉裂缝，形成平行于定向的反坡台阶和槽沟。板梁弯曲剧烈部位往往产生横切板梁的折裂,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第3节斜坡变形破坏类型变形阶段：(1)卸荷回弹-陡倾面拉裂；(2)板梁弯曲-拉裂面向深部扩展并向坡后推移；(3)板梁根部折裂、压碎-岩块转动、倾倒，导致崩塌。,弯曲拉裂（厚层板梁）变形演进图,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,弯曲拉裂变形实例a-石英片岩斜坡中的变形迹象（岷江上游）；b-陡立厚层灰岩斜坡中的变形迹象（峨嵋）,第3节斜坡变形破坏类型塑流拉裂,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,变形发生在软弱基座斜坡中。下伏软岩在上段岩层压力作用下，产生塑性流动并向临空方向挤出，导致上覆较坚硬的岩层拉裂、解体和不均匀沉陷。,塑流拉裂变形体,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第3节斜坡变形破坏类型二、斜坡破坏主要类型：1、崩塌斜坡岩土体被陡倾结构面切割，突然脱离母体，下坠、滚落，堆积于崖下。特点：高陡坡、硬脆性岩、突发运动、垂直为主、无统一运动面。2、滑坡-斜坡岩土体沿贯通的剪切面发生的滑移。特点：滑动面位于坡体内（较深）、水平运动为主、有统一滑动面、缓速、具整体性。斜坡变形、破坏是个累进过程，变形是破坏的准备，破坏是变形的结果。,3、扩离-斜坡岩(土)体中下伏平缓产状的软弱层塑性破坏或流动引起的破坏，软层上覆岩(土)体或做整体，或被解体为系列块体向坡前方向“漂移”。由于呈塑性流动状态的软岩可因块体重力压缩而被挤入被解体的块体之间，造成块体“东倒西歪”，这是它区别于一般滑坡的重要特征。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第3节斜坡变形破坏类型可将崩落(塌)(fall)、滑落(坡)(s1iding)和(侧向)扩离(1ateralspreading)作为三种基本破坏方式，也是斜坡失稳的基本方式。就岩体破坏机制而言，崩塌以拉断破坏为主、滑坡以剪切破坏为主、扩离则主要是由塑性流动破坏所致。,崩塌,滑坡,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第4节崩塌一、形成条件1、地形：高陡，坡角60；2、岩性：坚硬脆性（厚层）；3、构造：结构面发育，两组以上陡倾节理切割岩体，形成准分离体；4、诱发因素：气候（地表水入渗）、地震、切坡、爆破、下部采空等。,崩塌示意图,崩落的滚石,崩落的危岩,坡顶上的危岩,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第4节崩塌二、运动特征1、垂直方向大于水平向；悬崖峭壁，崩塌体自由落体：坡角小于90，单一斜坡：2、岩土体完全脱离母体，无依附面；3、运动形式多样（翻滚、跳跃、下坠）轨迹复杂；4、运动快速、突发；5、能耗小（势能转动能）、破坏力强。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第4节崩塌根据运动速度求其动能-运动形式为跳跃：运动形式为滚动：按抛射物体运动规律考虑，崩塌体运动的轨迹方程为：由此确定落点，考虑防范对策。,崩塌破坏示意图,崩塌实例分析-盐池河崩塌地质剖面图,1-粉砂质页岩；2-磷矿层；3-厚层块状灰岩；4-薄至中厚层白云岩；5-裂隙编号；6-白云质泥岩及砂质页岩；7-薄至中厚层板状白云岩；8-震旦系上统灯影组；9-震旦系上统陡山沱组。,四川峨眉山金顶位于宽缓的峨眉山大背斜轴部。岩体总厚600余米。玄武岩垂直节理发育，崩塌不断，形成闻名的“舍身崖”。,舍身崖崩塌不断，急需采取治理措施。,锦屏二级电站右岸倾倒危岩体,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第5节滑坡一、主要滑坡要素（图示）：1、滑坡面：滑体与滑床间分界，有一定厚度，呈弧形或阶梯状。2、滑坡裂隙：位于滑体的前、后、侧不同部位，力学性质亦不同。3、滑坡剪出口：位于滑坡前缘，最前端出露地表的部位。,滑坡形态要素,后缘环状拉裂隙；滑坡后壁；拉张裂隙及滑坡台阶；滑坡舌及鼓张裂隙；滑坡侧壁及羽状裂隙；滑坡体；滑坡床；滑坡面（带）,滑坡的表面形态及结构,据(国际滑坡编目小组),滑坡要素示意图,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第5节滑坡二、滑坡识别方法：1、遥感-滑坡形态要素判别（地貌特征-圈椅状、舌形、双沟同源等）2、测绘-远观地貌特征；实地-岩体破碎、小褶皱、层序变乱、滑带物质；泉水出露3、勘探-确定滑动面具体位置初判大范围估计；验证实地圈出；确定准确定位。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第5节滑坡三、滑坡面（带）研究1、特征-岩性破碎、层位扰动、细粒定向，可见擦痕、揉皱、片理化，粒度、成分、颜色、含水量与其上下层有异，常呈软塑态。2、确定方法作图法推算、位移观测资料分析、勘探方法确定（钻探：钻进过程中判断）。3、关键-大型滑坡要找主滑面、存在多个滑动面时要确定最低滑动面。,滑坡活动前兆,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第5节滑坡四、滑坡活动阶段及特征：1、蠕滑阶段-坡肩拉张、体内局部剪，向贯通性滑面发展，持时较长。2、滑动阶段滑面贯通、各种裂隙形成、局部坍塌，位移增速。3、剧滑阶段滑速剧增、坍塌严重、滑体高速前移、滑距大，持时短。4、稳定阶段滑体重心降低、滑面强度有所提高，速率减至停止。,危害性判定应用：判定斜坡破坏危害性；考虑防治决策。危害性三问：速度（决定运动方式）、规模（取决于方量）、影响范围（决定于速度、规模）。位移监测、后缘坡度、锁固力大小、剪出口高程判是否高速。防治决策：是否要防治？能否防治成功？何时上工程？决定于滑坡性质和活动阶段。,大型、高速、远程滑坡讨论：相关数据瑞士埃尔姆-83.5m/s；瓦依昂-2.7亿方，1530m/s；洒勒山-6000万方，40m/s，滑程1.5km；头寨沟-1800万方，55m/s，滑程3km；查纳-1.27亿，滑程3km；.特点破坏力强、影响范围大、危害严重，评价与防治难度大。机理锁固（闸门）、临床弹冲、能量传递、势动能转化（加速效应）；气垫擎托、触变液化、碎屑流化（持速效应）；全程摩阻（减速效应）。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第5节滑坡五、滑坡分类：1、按滑面与层面关系分为：无层（均质）滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。2、按始滑部位分为：牵引、推移、平移、混合四种形式。3、按岩土类型分为基岩滑坡、土体滑坡。,滑坡实例分析-瓦依昂水库滑坡剖面,灰岩；含粘土岩夹层的薄层灰岩（侏罗系）；含燧石的厚层灰岩（白垩系）；泥灰质灰岩；老滑坡；滑动面；滑动后地面线,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第5节滑坡（滑坡力学分类）牵引式始滑位于前缘。原因：河流冲刷、人工切坡；推移式始滑位于后部。常因坡顶堆载引起；平移式多点滑移，发展贯通为整体滑动；混合式始滑部位呈上下结合，共同作用。此类较多见。图示,稳定性判定应用：判定边坡稳定性。稳定性三问：有无牵引力、有无堆载、贯通面是否已形成？据此分析边坡稳定与否，推断其活动的原因、方式、规模及影响范围。实例：推移式豆芽棚滑坡；牵引式云阳大桥沟、洒勒山（高速滑）；平移式白灰厂。,滑坡力学分类,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第6节斜坡稳定性影响因素一、岩土性质：1、软硬-简单分为软、硬两类，其抗变形能力不同。硬岩对应高陡坡、软岩低缓坡。2、形成环境及成因年代决定岩（土）体的性质。3、岩性组合关系是决定斜坡稳定性的关键。关注：易滑地层软硬互层（灰岩、砂岩与泥、页岩互层）、软弱岩体（粘土岩、板岩、片岩）、土体（裂隙粘土、黄土）。属于崩、滑多发的危险岩性。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第6节斜坡稳定性影响因素二、地质结构：1、岩体结构按弱面与临空面的关系分为逆向坡e、横交坡d、斜交坡c、平迭坡b、顺向坡a。稳定程度排序：ea2、地质构造主要考虑断层破碎带、褶皱核部、裂隙密集带。三方面影响：岩体破碎、强度降低；改造地形、变陡；使地应力局部集中。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第6节斜坡稳定性影响因素三、地形地貌：1、地形地形切割强烈岩体破碎；改变坡形改变坡体应力状态。2、地势地势改变则势能变化，岩土体破坏的能量亦变化。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第6节斜坡稳定性影响因素四、水的作用：1、软化-对潜在滑移面产生软化、泥化作用2、冲刷-河流侧蚀，冲刷坡脚3、静水压力-地下水作用于裂隙、结构面，扩张4、动水压力-水位变动，运动方向朝向临空面5、浮托力-减重作用多为不利于稳定的影响。,水的作用示意图,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第6节斜坡稳定性影响因素五、地震：1、改变岩土结构振动使岩（土）体结构变差、坡体易滑。2、产生附加应力水平地震力指向临空面，增加不稳因素。六、人类工程削坡（改变坡形及应力状态）、堆载（增大下滑力）、采空、爆破、毁林（地表水作用加强）。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价一、自然历史分析法（定性评价）二、半定性半定量评价三、数学力学计算法（定量评价）四、工程地质比拟法（经验法）,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价一、自然历史分析法：历史形成条件、所处的自然地质环境；现状坡体形态、地质结构；预测影响因素、各自特征、组合关系1、区域地质背景研究：了解区域规律，坡体与其相关性由分析得出。思考：为什么成群出现、同时发生？矛盾普遍性宏观规律。,构造断裂、褶皱、各类结构面。地层岩性、组合关系、易滑否？地形地貌高陡、深切？开阔、平缓？地壳运动形式（升降、水平）；强度；地应力状况；断层活动。典型实例：小江流域-构造+地形；巴谢河流域-构造+易滑地层+地形；四川盆地（缘）-构造较简单，地形+易滑地层。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价2、分析促使斜坡演变的主导因素、触发因素。主导：岩性、构造、地形。触发：气候、水文、地震、人类活动。思考：为什么条件相似，后果不同（破坏与否）？又：条件不同而后果相同？针对性分析：个体特殊性。实例：巴谢河（洒勒山）流域-构造+易滑地层（主）+降雨（诱）；小江流域-构造+地形（主）+地震+降雨（诱）,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价3、动态分析：分析演化阶段应力调整、变形积累、破坏？预测发展趋势相对稳定、趋于破坏？判断破坏方式高速崩滑、持续变形？目的：动态分析是防治决策的依据。不同阶段对应不同的稳定程度，运动方式不同则危害和影响范围不同，对策当然不同。高、大、远（滑坡）危害大，治理难度也大。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,二、半定性半定量评价将人类对斜坡认识的经验知识与适当的数学方法相结合，既可屏蔽单纯定性分析过多主观因素干扰的缺点，又能将经验转化为数据源支持斜坡的数值计算。这种方法即为半定性半定量分析方法。当场地条件比较复杂，斜坡的精确数学模型较难以建立时，这种方法比较适用。主要方法有：专家系统法、灰色理论分析法、模糊数学分析法、人工智能法、可靠度分析法等。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,三、定量评价定量分析法是在定性分析的基础上，运用岩土力学的理论和静力学的基本理论或弹塑性理论，分析斜坡的稳定性，通过计算得到研究对象稳定程度的评判指标。定量分析法主要有三种：极限平衡法、极限分析法和有限元法。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,极限平衡法根据条间力假设不同，常用方法有：瑞典法（Fellenious法）Bishop简化法简化Janbu法-严格Janbu法Lowe-Karafiath（罗厄）法垂直条分Sarma法斜条分Sarma法传递系数法,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,有限单元法全面满足静力许可、应变协调和应力-应变本构关系，是一种理论体系更为严格的方法。根据斜坡计算安全系数的方法不同分为两类：(1)建立在滑动面应力分析基础上的有限元法(2)建立在强度折减基础上的有限元法其中，以滑动面应力分析为基础的有限元法根据斜坡安全系数定义方法的不同可分为：基于应力水平的定义法基于剪应力的定义法基于应力水平加权强度的定义法,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价三、定量评价-数学力学计算：1、土质斜坡无粘性土-不存在凝聚力，只靠摩擦力维持自身的稳定，计算式为：T：为切向力；N：法向力；W：单元土自重；稳定系数K为：内摩擦角；：坡角,斜坡稳定性计算,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价粘性土-具有内聚力，稳定计算不同于砂类土，假设滑动面形状和位置，求算稳定系数，最小值即危险滑动面。考虑圆弧法：将土坡分成若干土条，受力分析时不考虑条间力。土条自重引起的切向力为：土条自重引起的法向力产生抗滑力为：,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价滑动面上内聚力产生的抗滑力为：斜坡稳定系数为：不同的圆心和滑动半径对应不同的K值，其中K值最小的往往是最危险滑动面。（圆心位置用作图法确定。）,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价2、岩质斜坡单一同向结构面：斜坡稳定性受与坡向一致的一组软弱结构面控制，滑动岩体自重所产生的下滑力与抗滑力分别为：则稳定系数为：对斜坡稳定性影响较大的是变形体高度h和滑动面倾角,滑动面（层面、软弱结构面）的性质也起到关键作用。,斜坡稳定性计算,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价折线形滑动面：依滑动面起伏划分为折线形坡体块段，采用滑坡推力计算法计算其稳定性。任意块段上的滑坡推力为：最后一个块段上的剩余下滑力为：当En0时，斜坡将失稳，反之则稳定。一般将抗滑力部分处以安全系数Ks（1.051.25)。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第7节斜坡稳定性评价四、工程地质比拟法要点-全面分析研究工程地质条件及斜坡稳定性影响因素，拟设计边坡与已成边坡相似性愈高，可比性愈强，结果愈可靠。图解法赤平投影-据坡体优势软弱结构面产状，分析斜坡稳定性。单一软弱结构面，（图示）。两组以上结构面较复杂，由结构面产状的交线控制（图示）。,斜坡稳定性评价图解法,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第8节斜坡破坏预测预报预测-可能发生斜坡破坏的空间位置判定。内容地段、类型、运动方式、规模、可能的危害。方法单因子叠加、综合指标法。预报-可能发生斜坡破坏的时间判定。类型中长期趋势（区域性）、短临（场地）。方法宏观征兆（地表形变、地物移动、地气、地声、地下水异常、动物异常）判断；观测资料分析。,滑坡灾害预测预报研究动态滑坡灾害预测预报一直是个世界级难题，而预报指标判据的研究则是这个难题中的关键难点之一。滑坡预测预报的指标体系含义较广，只要是应用于滑坡预测预报的各类参数、变形现象和标志都可以广义的称为预测预报的指标或者是判据。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,目前使用的降雨量判据、位移判据和宏观破裂判据均处于探索阶段，难以建立比较通用的判据体系。以位移判据和破裂判据为例：有的滑坡累计位移达10m左右才发生快速滑动，而有的不到1m就可能发生快速滑动；有的滑坡发生很多宏观破裂，不发生快速滑动，而有的滑坡没有明显的破裂却突然发生滑动。如何确定一些能反应滑坡变形关键特征，又比较容易监测、易于普及和掌握的预测预报指标判据？,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,几个典型滑坡发生前位移监测结果,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,1、从滑坡时空预测预报方面分为：（1）滑坡空间预测评价的指标，包括：滑坡形态、边坡形态和结构等等（比较常用）；（2）滑坡（临界）状态预警指标：比较常用的有稳定性系数、地震强度判据、位移速率和位移量、变形现象等等；（3）滑坡临滑预警预报指标：比较常用的有降雨量（小时降雨量、日降雨量和一次持续降雨量）、地震强度判据、临界位移速率、临界位移量、临界破裂扩展等等（后3者目前比较含糊）。,2、从滑坡发生机理和诱发机理分为：（1）临界降雨量判据（2）临界地震动参数判据（3）与地下水相关的孔隙水压力方面的判据（4）与岩土力学相关的边坡临界破裂极限判据等（3、从滑坡发生前兆变形特征分为：（1）临界位移判据（位移速率和位移量）（2）临界破裂判据（破裂规模和分布数量）（3）临界变形综合判据（局部陷落隆起、泉水涌出）,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治一、防治原则:查清工程地质条件、分析影响因素；抓住主要因素，有针对性防治确定破坏规模、影响范围、活动方式，关键是确定破坏面位置、性状；依工程重要性决定防治措施。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治一、防治原则（具体）:1、正确选择场地，合理制订方案高应力区人工边坡，合理布置边坡方向，使边坡走向大致与最大主应力方向一致，露天采矿宜采用椭圆形矿坑，其长轴应平行于最大主应力方向。对稳定性极差，治理难度高、耗资大的斜坡(可能再次活动的大型滑坡、崩塌)，应以绕避为宜。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治2、查清影响因素采取必要措施消除或改变这些因素，变不利为有利因素，以保持斜坡稳定性，向提高稳定性的方向发展。3、及时处理对出现变形的斜坡及时采取增强措施。当变形迹象已十分明显或进入加速阶段，必须采取降低下滑力，增强抗滑力的有效措施，迅速改善斜坡稳定状态。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治4、考虑工程重要性这是制订整治方案必须遵循的经济原则。对于那些威胁到重大永久性工程安全的斜坡变形和破坏，应采取较全面的、严密的整治措施，以保证斜坡具有较高的安全系数。对于一般性工程或临时性工程，则可采取较简易的防治措施。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治二、工程措施：1、支挡-锚固、挡墙、抗滑桩、锚杆挡墙。2、排水截地表水、疏排地下水。3、减载反压顶部减载、前缘加压。4、其它护坡、防御绕避、改善岩土性质。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治1、提高抗滑力直接修筑支挡结构以支撑不稳定岩体。支、挡建筑物的基础必须砌置在滑移面以下。岩质坡采用预应力锚杆或钢混锚桩加固，可改善结构面上剪应力分布状况，降低发生累进破坏的可能。锚杆方向和设置深度应视斜坡结构特征而定。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治大型滑坡体可采用成排抗滑桩或预应力锚索格子梁等措施阻挡滑坡。可通过改良岩体强度性能来增强抗滑力。对于岩质坡可采用固结灌浆措施；对土质可采取电化学加固法、冻结法、焙烧法等。2、降低下滑力刷方减载-正确设计断面，遵循“砍头压脚”的原则。切忌在滑移-弯曲变形体隆起部位刷方，否则可能加速深部变形的发展。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治3、排水调整坡面水流-排除坡内地下水，对防止坡体软比、消除渗透变形、降低孔压和动水压力极有效。为防外围地表水进入，可沿滑坡边界修筑天沟（图a）沟壁应不透水。在滑坡区内，为了减少降雨渗入，可在坡面修筑排水沟。根据斜坡地质结构特征和水文地质条件，通常在土质斜坡内修筑支撑盲沟能收到良好效果（图b）。,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,排除滑坡区地表和地下水的措施,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治截断地下水流对于防止深层滑动或治理较大型的滑坡是很有效的。可采用排水坑道（图示）。斜坡若有含水层，水平坑道设在含水层与隔水层之间效果较好。,地下排水坑道排水坑道；含水层；基岩；滑坡体,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,第9节斜坡变形破坏防治4、其他消除、削弱使斜坡稳定性降低的因素风化剥落-灰浆抹面，或在坡面上用浆砌片石筑护墙。护墙脚处设排水措施，排除坡内积水。坠石-可在坡面上铺设钢丝网，或增设阻挡落石的铁链栏栅。胀缩性较强的土质斜坡，在坡面种植草皮，使土层保持一定湿度防止坡面开裂，减小降水沿裂缝渗入可能性，避免土层性能恶化。,长江三峡链子崖危岩体锚固工程,长江三峡链子崖危岩体锚固工程1-1,长江三峡链子崖危岩体锚固工程1-2,危岩治理前现场调查,危岩治理-垫托加固,危岩治理-垫托支撑,SNS被动防治系统,柳州桐油山危岩治理工程：运用静态爆破清除、垫托加固、锚固、挡墙治理50处危岩。,铜黄高速公路边坡治理,香山滑坡,香山防火道滑坡治理工程,香山防火道滑坡治理工程,预应力锚索,斜坡破坏防治,挡墙与排水措施结合,铁路绕避不稳定斜坡,B,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,思考题：1、斜坡应力重分布的特征是什么？影响应力重分布的因素有哪些？2、斜坡变形破坏的基本形式是什么？3、崩塌的形成条件、运动特征是什么？4、滑坡形态要素有哪些？工程中研究的意义？5、滑坡活动主要分哪几个阶段，对滑坡稳定分析有何意义？6、滑坡的力学分类及各类的特点是什么？7、影响斜坡稳定的因素有哪些，各自的作用？,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,选作题：2006年8月，北京城区北部香山防火道发生滑坡，引起高度重视，拟采取工程治理。试分析：制定治理方案之前需要完成哪些前期准备工作？要解决什么问题？具体运用什么方法？,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,国家在2001年成立三峡库区地质灾害防治领导小组，2003年，从三峡基金拿出40亿元专项款，用于三峡库区滑坡等地质灾害治理。三峡库区地质灾害防治是三峡工程建设密不可分的组成部份。随着三峡工程蓄水库水位抬升，库区地质灾害日益引起国内外关注。资料显示，三峡库区存在地质灾害隐患1302处，仅宜昌市辖区达202处。三峡库区地质灾害治理工作已实施2年。,实例链接,滑坡研究方法,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,边坡工程研究进展在水电站工程、铁道工程、公路工程等建设中，经常需要开挖高边坡。高边坡的稳定性分析与高边坡治理常常是工程成败的关键技术，也是确保工程安全和降低建设费用的重要环节。边坡分析理论(一)岩体结构控制理论(二)岩体分形理论(三)边坡工程中的3S理论(四)人工神经网络方法(五)数值计算和仿真(六)可靠性分析,实例链接,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,(三)边坡工程中的3S理论3S系统-地理信息系统(GIS-GeographyInformationSystem)、遥感系统(RS-RemoteSensingSystem)和全球卫星定位系统(GPS-GlobalPositioningSystem)。三者融为一体为边坡工程防治与预测预报提供了新一代观测手段、描述语言和思维工具。在信息社会中，全球是一个开放系统，3S系统已在地学领域取得初步尝试，1996年国际岩石力学年会上，利用3S技术在岩体工程中的作用已引起极大注意,实例链接,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,(五)边坡工程的数值计算和仿真应用数值方法进行边坡工程的计算具有下列优点：1由于边坡具有复杂的边界条件和地质环境，如岩土体的非均匀性、非连续性，造成边坡工程问题的非线性等特性，这些问题要采用弹塑性理论和极限平衡分析解决，数值分析可以方便地处理上述问题；2数值方法可以得到边坡的应力场、应变场和位移场，非常直观地模拟边坡变形破坏过程；,实例链接,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,3数值方法适用于分析边坡工程的分步开挖，边坡岩土体与加固结构的相互作用，地下水渗流，爆破和地震等因素对边坡稳定性的影响；4数值分析能根据岩土体的破坏准则，确定边坡的塑性区或拉裂区域，分析边坡的累进性破坏过程和确定边坡的起始破坏部位；5采用离散元法可以仿真边坡整体滑动的过程，对于预测边坡的破坏规模和方式具有重要意义。,实例链接,基础工程地质学第三章斜坡变形破坏工程地质研究,（六）边坡工程中的可靠性分析边坡稳定性分析中，最基本的评价指标是极限平衡方程解，传统方法用以安全系数为度量指标的定值法。但某些工程设计中，按此法计算是安全的，实际运营却发生了破坏，其原因复杂，其中很重要的一个因素就是从理论上忽视了计算参数的不确定性。另一方面边坡以多大程度保证安全，定值法是无法确定的，而可靠性分析却能作出明确的回答。因此，在概率论基础上进行边坡可靠性分析，考虑边坡的各种影响因素的不确定性用概率来度量边坡的安全度，必将成为边坡工程研究的发展趋势。,实例链接,2000年4月9