《Ch2斜坡变形》PPT课件.ppt

1、1,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,2,1概述,一、概念 二、斜坡要素 三、斜坡的变形破坏作用,3,一、概念,斜坡：系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体 自然斜坡：未经人工改造的斜坡 人工边坡 ：指人工开挖或改造了形状的斜坡,4,二、斜坡要素,坡面：斜坡的临空斜面 坡顶：斜坡的顶部 坡顶面：顶部缓平面或水平面 坡肩：坡面与坡顶面的转折部位 坡脚：斜坡最小部与水平地面相接部位 坡角：坡面与水平面的夹角 坡高：坡肩与坡脚间的垂直高度,6,三、斜坡

2、的变形破坏作用,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,7,1.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,8,2.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,9,3.人工边坡,主要

3、是水利水电工程边坡、铁路路堑和露天采坑边帮的失稳。 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的损失。,10,2斜坡中的应力分布特征,斜坡中的应力分布特征决定了斜坡变形破坏的形式和机制，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的特征。,11,一、斜坡中应力状态的变化,天然岩土体中应力分布是比较复杂的，除普遍存在的自重应力外，有时还有构造应力、热应力、地下水应力等。一般认为：当仅存在自重应力的情况下，未形成斜坡前岩土体中的主应力（初始应力）是呈铅直与水平状态的，即铅直应力为最大主应力，水平应力为最小主应力，此时岩土体内的最

4、大剪应力与最大、最小主应力多呈45交角。 （画图）,12,一、斜坡中应力状态的变化,在斜坡形成过程中，由于侧向临空面的产生，坡面附近的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的应力状态。其总的特征可概括为4个方面,14,一、斜坡中应力状态的变化,（1）无论什么样的天然应力场，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。,15,一、斜坡中应力状态的变化,（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

5、应力状态是不同的。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，形成了最大剪应力增高带，最易发生剪切破坏。,16,一、斜坡中应力状态的变化,在坡肩附近，在一定条件下坡面的径向应力和坡顶的切向应力可转化为拉应力（应力值为负值），形成一张力带。当斜坡愈陡则此带范围愈大。因此坡肩附近最易拉裂破坏。,18,一、斜坡中应力状态的变化,（3）由于主应力偏转，坡体内的最大剪应力迹线也发生变化，由原来的直线变为凹向坡面的圆弧状,20,一、斜坡中应力状态的变化,（4）坡面处的径向应力实际为零，所以坡面处处于二向应力状态。,21,二、影响

6、斜坡应力分布的因素,1.岩体初始应力的影响 2.坡形的影响 3.岩土体性质和结构的影响,22,1.岩体初始应力的影响,主要指的是水平构造应力存在的影响。 水平构造应力能使斜坡应力集中和分异现象加剧，对斜坡坡肩附近张力带的发展影响尤为明显。 水平构造应力量值愈大，则影响愈大。 在新构造运动强烈的地区，岩体中常存在较大的水平构造应力，对斜坡稳定性的影响是不容忽视的。,24,2.坡形的影响,坡高 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 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的。也就是说，陡峻的斜坡更易发

7、生变形破坏。,25,2.坡形的影响,坡底宽度 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W0.8H时，这种影响就减弱，以至不发生变化。 斜坡平面形态 斜坡平面形态可分为平直形、内凹形和外凸形等。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。,27,3.岩土体性质和结构的影响,岩土体的弹性模量对均质坡体应力分布无多大影响 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的影响十分明显，这是因为结构面的存在使坡体中应力分布出现不连续现象，在这

8、些面的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。 结构面的产状、性质及组合关系不同，对斜坡稳定性的影响是不同的,28,3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。,29,一、斜坡变形,斜坡变形按其机制可分为 1.拉裂 2.蠕滑 3.弯折倾倒,30,1.拉裂,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，尤其当岩体中

9、陡倾构造节理较发育时，拉裂将沿之发生、发展。,31,1.拉裂,拉裂的空间分布特点：上宽下窄，以至尖灭；由坡面向坡里逐渐减少。 拉裂的危害性：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。,32,2.蠕滑,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，在均质岩土体中一般受最大剪应力迹线控制 当存在软弱结构面时，往往受缓倾坡外的弱面所控制。 当斜坡基座由很厚的软弱岩土体组成时，则坡体可能向临空方向塑流挤出，称之为深层蠕滑,33,3.弯折倾倒,由陡倾板（片）状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重力作用下所发生的

10、向临空方向同步弯曲的现象称弯折倾倒。,35,弯折倾倒的特征,弯折角约2050 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，岩层层面间位移明显 沿岩层面产生反坡向陡坎,36,二、斜坡破坏,斜坡破坏的型式 1.崩塌 2.滑坡,37,1.崩塌,斜坡岩土体被陡倾的拉裂面破坏分割，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 崩塌的特征：一般发生在高陡斜坡的坡肩部位；质点位移矢量铅真方向较水平方向要大得多；崩塌发生时无依附面；往往是突然发生的，运动快速,38,2.滑坡,斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象，称为滑坡。 滑

11、坡的机制：某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度。 滑坡的规模有的可以很大，达数亿至数十亿立方米。,39,2.滑坡,滑坡的特征 是较深层的破坏，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 具有“整体性” 滑坡是斜坡破坏型式中，分布最广、危害最为严重的一种。,40,4崩塌,崩塌是斜坡破坏的一种型式 对房屋、道路等建筑物常带来威胁，酿成人身安全事故。 尤其对交通线路的危害最严重 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,41,一、崩塌的形成条件,1.岩性条件 崩塌一般发生在厚层坚硬脆性岩体中 这类岩体能形成

12、高陡的斜坡，斜坡前缘由于应力重分布和卸荷等原因，产生长而深的拉张裂缝，并与其他结构面组合，逐渐形成连续贯通的分离面，在触发因素作用下发生崩塌。 组成这类岩体的岩石有砂岩、灰岩、石英岩、花岗岩等。 近于水平状产出的软硬相间岩层组成的陡坡，由于软弱岩层风化剥蚀形成凹龛或蠕变，也会形成局部崩塌,44,一、崩塌的形成条件,2.构造条件 构造节理和成岩节理对崩塌的形成影响很大。 硬脆性岩体中往往发育有二组或二组以上的陡倾节理，其中与坡面平行的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，常能形成较大体积的崩塌体。 大规模的崩塌（山崩）经常发生在新构造运动强烈、地震频发的高山区。,45

13、,一、崩塌的形成条件,3.地形地貌 崩塌一般发生在高陡斜坡的前缘。 发生崩塌的地面坡度往往大于45，尤其是大于60的陡坡。 地形切割愈强烈、高差愈大，形成崩塌的可能性愈大，并且破坏也愈严重。,46,一、崩塌的形成条件,4.风化作用 风化作用也对崩塌形成有一定影响。 风化作用能使斜坡前缘各种成因的裂隙加深加宽，对崩塌的发生起催化作用。 干旱、半干旱气候区，由于物理风化强烈，导致岩石机破碎而发生崩塌。 高寒山区的冰劈作用也有利于崩塌的形成,47,5.人为影响因素,爆破震动 、地下采矿、采煤,48,盐池河磷矿山崩,位于峡谷中 岩层为上震旦统灯影组厚层块状白云岩及上震旦统陡山沱组含磷矿层的薄至中厚层白

14、云岩、白云质泥岩及砂质页岩 岩层中发育有两组垂直节理，使山顶部的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。 1980年6月8-10日连续两天大雨的触发，使山体顶部前缘厚层白云岩沿层面滑出形成崩塌，体积约100万立方米,50,二、崩塌的运动学特征,崩塌运动学特征的研究，对进一步研究破坏力和防治对策有一定意义。 崩塌的运动学参数是必不可少的数据。 主要讨论两个问题， 崩塌块体的破坏力（能量）有多大? 崩落有多远？,51,1.速度,单一斜坡,g为重力加速度；H为坡高；a为坡角；K为决定于石块大小、形状、岩石性质、石块运动状况等的综合影响系数，一般采取现场实验统计方法取

15、得,53,2.动能计算,（1）崩塌块体为跳跃形式,（2）崩塌块体为滚动形式,54,3.轨迹方程,设崩塌块体在斜坡某处跳跃初速度为0，与水平面夹角（抛射角）为，则水平分速和铅直分速分别为 0 x=0cosy=0cos（90） 0y=0siny=0sin（90）,56,3.轨迹方程,过t时间后，在x、y方向上的位移距离为 x=0sint y=0cost,57,3.轨迹方程,58,5滑坡,一、概述 二、滑坡的识别 三、滑坡活动的阶段性 四、滑坡分类,59,一、概述,1.定义 斜坡上的岩土体，沿着贯通的剪切破坏面（带），产生以水平运动为主的现象，称为为滑坡。 与崩塌比较：滑坡在运动过程中保持了岩土的完

16、整性，且在较平缓的斜坡中仍可发生。,60,一、概述,2.特征 （1）较深层的破坏，滑移面深入到坡体内部以至坡脚以下 （2）质点位移矢量水平方向大于铅直方向 （3）有依附面（滑移面）存在 （4）滑移速度有快有慢，具有整体性,61,一、概述,3.危害性 滑坡是斜坡破坏形式中，分布最广、危害最为严重的一种。 美国每年因滑坡、泥石流造成的直接和间接损失估计超过10亿美元，意大利损失为11.4 亿元,62,二、滑坡的形态要素,滑坡的一个重要特征是在其运动过程中保持相对的完整性，往往表现出其特定的形态外貌。 因此在滑坡工程地质研究中，人们可以从形态要素来认识它。这是滑坡研究的一项重要内容。,63,滑坡基本

17、形态要素,（1）滑体 （2）滑床 （3）滑动面 （4）滑坡周界 （5）滑坡壁 （6）滑坡台阶 （7）滑坡前缘 （8）滑坡裂隙 （9）主滑线 (10)其它,65,（1）滑体,与母体脱离经过滑动的那部分岩土体。 岩土体内部相对位置基本不变，还能保持原来的层序和结构面网络，但由于滑动作用，在滑坡体中有时出现褶皱和断裂现象，岩土体结构也会松动。,66,（2）滑床,滑坡体之下未经滑动的岩土体。 保持原有的结构而未变形，只是在靠近滑坡体部位有些破碎,67,（3）滑动面（带）,滑坡体与滑坡床之间的分界面。 由于滑动过程中滑坡体与滑坡床之间相对摩擦，滑动面附近的土石受到揉皱，辗磨作用，可形成厚数厘米至数米的滑

18、动带。所以滑动面往往是有一定厚度的三度空间。 根据岩土体性质和结构的不同，滑动面的形状多种多样，大致可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。 一个多期活动的大滑坡体.往往有多个滑动面,69,（4）滑坡周界,滑坡体与周围未变位岩土在平面上的分界线。 圈定了滑坡的范围,70,（5）滑坡壁,滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁，坡角多为3580，平面上往往呈圈椅状。 滑坡壁上经常可以见到铅直方向的擦痕,71,（6）滑坡台阶,滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的一些错台。 大滑坡体上可见到数个不同高程的台面和陡坎,72,（7）滑坡舌（滑坡前缘）,滑坡体前部伸出如舌状的部位。 往往伸入沟谷、河流，甚至对岸。

19、最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。 研究滑坡剪出口高程对研究滑坡的形成年代以及滑坡与该地区近期地壳抬升运动的关系有重要意义,73,（8）滑坡裂隙,由于滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同，滑速也不同，因而不同部位产生不同力学性质的裂隙 a.拉张裂隙 b.剪切裂隙 c.鼓张裂隙 d.扇形裂隙,74,a.拉张裂隙,拉张裂隙位于滑体后部，有时滑床后壁附近也有，呈弧形分布，与滑动方向垂直。,75,b.剪切裂隙,剪切裂隙呈羽状分布于滑坡体中前部的两侧，它是因滑坡体与滑坡床之间相对位移的力偶作用而形成的，与滑动方向斜交。,76,c.鼓张裂隙,鼓张裂隙一般分布于滑体前缘，由于滑体后部的推挤鼓起

20、而成，与滑动方向垂直。,77,d.扇形裂隙,扇形裂隙位于滑体舌部，是因前部岩土体向两侧扩散而产生的，作放射状分布呈扇形。,78,（9）主滑线,滑坡在华东时，滑体运动速度最快的纵向线 代表整个滑坡滑动方向，位于滑床凹槽最深的纵断面上，可为直线或曲线,79,（10）其它,封闭洼地 滑坡鼓丘 滑坡泉 马刀树 醉汉林,80,二、滑坡的识别,滑坡识别是研究滑坡的最基础工作。 对于正在活动的滑坡来说，因形态要素清晰而容易识别。 处于“休眠期”的老滑坡则因后期改造强烈而难于识别,81,二、滑坡的识别,滑坡识别方法主要有3种 1.遥感信息方法 2.地面地质测绘方法 3.勘探试验方法,82,1.遥感信息方法,应

21、用遥感信息识别滑坡，主要采用航空遥感所提供的大比例尺（1：100001：15000）黑白和彩红外像片来进行。 在航片上识别滑坡，实质就是识别滑坡的形态要素，然后结合搜集研究地区的地质资料进行综合分析，从而确认滑坡的存在。,83,2.地面地质测绘方法,地面地质测绘是识别滑坡的最主要手段。 通过地面调查，可直接观察到滑坡各形态要素，并司搜集到滑动的证据。 斜坡经过滑动破坏之后地形特征比较明显，特别是站在滑坡对岸高处瞭望时，滑坡区的地形地貌特征更是清楚。,84,2.地面地质测绘方法,1.滑坡体上的岩石较周围岩石破碎，结构较松散 2.岩层产状与周围岩层产状不一致，尤其是滑坡剪出口处的岩层较破碎，可见反

22、翘现象 3.滑体上小褶皱和断裂 4.滑坡侧沟沟壁上常可见到滑动面（带）物质，可观察到岩层层序的扰动,85,2.地面地质测绘方法,5.地形地貌：双沟同源、圈椅状地貌 6.水文地质现象：泉、积水洼地 7.植被：新生滑坡体上的植被覆盖较周围好，树木歪斜零乱，有醉汉林、马刀树发育,86,3.勘探试验方法,勘探手段包括钻探、坑探和物探 了解滑坡体的结构 岩石破碎程度 地下水位 确定滑动面（带）的位置、形状 滑带物质进行物理力学性质试验,87,3.勘探试验方法,勘探工作的布置，根据航片和地面测绘所了解的滑坡体的大小、形状和地质条件来进行，一般应布置纵横两条勘探线,88,三、滑坡活动的阶段性,滑坡的发生、发

23、展演化过程，是一个累进性变形破坏过程，而且往往具有多次周期性活动的特点。根据每一期次滑坡活动的运动学特征，可划分为四个阶段：,90,三、滑坡活动的阶段性,滑坡的发生、发展演化过程，是一个累进性变形破坏过程，而且往往具有多次周期性活动的特点。 根据每一期次滑坡活动的运动学特征，可划分为四个阶段： 1.蠕滑阶段 2.滑动阶段 3.剧滑阶段 4.稳定阶段,91,1.蠕滑阶段,变形阶段，表现为： 斜坡坡肩附近及坡体某些部位出现拉张裂缝 坡体内局部剪切破坏面亦出现，并向贯通性的滑面方向发展 蠕滑阶段的持续时间与斜坡中应力集中和分异的速度以及外力作用的强度有关，一般持续时间较长,92,2.滑动阶段,滑动面

24、已贯通，前缘出现剪出口； 滑体的前后及两侧出现了不同力学机制的裂隙，并有局部坍塌 标志着斜坡处于滑动阶段 滑坡的位移速率不断加大,93,3.剧滑阶段,滑移速率急剧加大 后缘拉裂缝急速张开和下错 后壁不断坍塌 两侧及前缘表部坍塌 滑动面（带）上岩土体结构进一步破坏，含水量增大，有时随滑舌伸出而流出大量泥水。 滑坡体以较大速率向前滑移，滑速可达到每秒数十米，滑距较大。在滑速很大时甚至产生气浪。此阶段的持续时间很短,94,4.稳定阶段,经过大量滑移后，滑体重心降低，滑动时产生的动能逐渐消耗于克服滑移阻力和滑体的变形中 滑体中部分地下水排出，使滑面强度有所提高 滑移速率渐减以至停止滑动 滑坡处于稳定阶

25、段,95,四、滑坡分类,滑坡分类的目的，是对滑坡作用的各种环境和现象特征以及产生滑坡的各种因素进行概括，以反映各类滑坡的特征和发生、发展演化的规律，并有效地防治它们。,96,（一）按滑面与岩层层面关系的分类,这种分类应用很广，可分为： （1）无层（均质）滑坡 （2）顺层滑坡 （3）切层滑坡,97,（1）无层滑坡,发生在均质、无明显层理的岩土体中的滑坡。 滑动面不受层面控制，一般呈圆弧状。 在粘土岩、粘性土和黄土中较常见。 EX：陕西省阳（平关）安（康）铁路中段的西乡路堑滑坡,99,（2）顺层滑坡,沿岩层面发生滑动的滑坡 多发生在岩层倾向与斜坡倾向一致、但倾角小于坡角的条件下 特别是在有原生的或

26、次生的软弱夹层存在时，该夹层易成为滑动面（带）。 顺着残坡积物与其下部基岩面下滑的滑坡.也属顺层滑坡。,100,（2）顺层滑坡,顺层滑坡的滑动面形态视岩层面的情况而定 平直的、圆弧状、折线状 顺层滑坡在自然界分布较广，而且规模也较大。 意大利瓦依昂水库左岸的巨型滑坡即属此类滑坡，滑坡发生在向斜谷中，滑面呈圆弧状,102,（3）切层滑坡,滑动面切过岩层面的滑坡 多发生在岩层面近乎水平的平迭坡条件下 滑动面一般呈圆弧状或对数螺旋曲线,103,（二）按滑坡始滑部位的分类,这种分类对防治滑坡有很大的实际意义 一般可分为 （1）推动式滑坡 （2）牵引式滑坡 （3）混合式滑坡 （4）平移式滑坡,104,（

27、1）推动式滑坡,始滑部位位于滑坡的后缘 这类滑坡的发生，主要是因为坡顶堆载重物或进行建筑等引起坡顶部不稳所致,106,（2）牵引式滑坡,始滑部位位于滑坡的前缘 这类滑坡的发生，主要是因为坡脚受河流冲刷或人工开撂以至坡脚部位应力集中过大所致,107,（3）混合式滑坡,始滑部位前、后缘均有 这种情况比较多,108,（4）平移式滑坡,始滑部位分布于滑动面的许多部位，同时局部滑移，然后贯通为整体滑移,109,（三）按岩土类型的分类,按岩土类型来划分滑坡，能够综合反映滑坡的特点。 斜坡的物质成分不同，滑坡的形态和滑动力学待物特征均不同，滑坡体结构和滑动面形状也各异。 按岩土类型可将滑坡首先分为基岩滑坡和

28、土体滑坡两大类，随后再将这两大类滑坡细分之。,110,6影响斜坡稳定性的因素,影响斜坡稳定性的因素复杂多样，有自然的和人为的 其中主要是斜坡岩土类型和性质、岩体结构和地质构造、风化、水的作用、地震和人类工程活动等 正确分析各因素的作用，是斜坡稳定性评价的基础工作之一，可为预测斜坡变形破坏的发生、发展演化趋势以及为有效的防治措施提供依据,111,6影响斜坡稳定性的因素,各种因素主要从三方面影响着斜坡的稳定。 第一方面影响斜坡岩土体的强度，如岩性、岩体结构、风化和水对岩土的软化作用等。 第二方面影响斜坡的形状，如河流冲刷、地形和人工开挖斜坡、填土等。 第三方面影响斜坡内应力状态，如地震、地下水压力

29、、堆载和人工爆破等。它们的负影响表现在增大下滑力而降低抗滑力，促使斜坡向不稳定方向转化。,112,6影响斜坡稳定性的因素,根据各因素对斜坡稳定性的影响程度，可将它们分为两大类： 一类为主导因素，是长期作用的因素，有岩土类型和性质、地质构造和岩体结构、风化作用、地下水活动等； 另一类为触发因素，是临时起作用的因素，有地震、洪水、暴雨、堆载、人工爆破等。,113,一、岩土类型和性质,岩土类型和性质是影响斜坡稳定性的根本因素,114,一、岩土类型和性质,1.在坡形（坡高和坡角）相同的情况下，岩土体愈坚硬，抗变形能力愈强，则斜坡的稳定条件愈好； 反之则斜坡稳定条件愈差 坚硬完整的岩石（如花岗岩、石英砂

30、岩、灰岩等）能形成稳定的高陡斜坡，而软弱岩石和体则只能维持低缓的斜坡。,115,一、岩土类型和性质,2.一般来说，岩石中含泥质成分愈高，抵抗斜坡变形破坏的能力则愈低,116,一、岩土类型和性质,3.容易引起滑坡破坏的岩性组合，称为“易滑地层”。如砂泥（页）岩互层、灰岩与页岩互层、粘土岩、板岩、软弱片岩及凝灰岩等，尤其是当它们处于同向坡的条件下，滑坡则成群分布 土体中的裂隙粘土和黄土类土也属“易滑地层”。,117,一、岩土类型和性质,4.岩性还制约斜坡变形破坏的型式。 一般软弱地层常发生滑坡，而坚硬岩类形成高陡的斜坡，受结构面控制其主要破坏型式是崩塌。 顺坡向高陡斜坡上的薄板状岩石，往往出现弯折

31、倾斜以至发展成为滑坡。 黄土因垂直节理发育，常有崩塌发生。,118,二、岩体结构及地质构造,对岩质斜坡来说，其变形破坏多数是受岩体中软弱面控制的。 结构面的成因、性质、延展特点、密度以及不同方向结构面的组合关系等的研究相当重要。,119,（1）平迭坡,主要软弱结构面是水平的。 一般比较稳定，但厚层软硬相间岩层会形成崩塌破坏 厚层软弱岩（如粘土岩）会发生像均质土那样的无层滑坡,120,（2）逆向坡,主要软弱结构面的倾向与斜坡倾向相反，即岩层倾向坡内 是最稳定的，有时有崩塌发生，滑坡的可能性很小,121,（3）横交坡,主要软弱结构面的走向与斜坡走向正交 这类斜坡的稳定较好，很少发生滑坡,122,（

32、5）顺向坡,主要软弱结构面的倾向与斜坡临空面倾向一致。 根据其倾角与坡角的相对大小，稳定性情况不同,123, a,当坡角大于弱面倾角a时，斜坡稳定性最差，极易发生顺层滑坡。 这种滑坡最为常见,124, a,斜坡稍稳定 但因还有其他结构面存在，特别是向坡外缓倾的结构面相组合，还可能产生滑坡,126,三、地形地貌条件,从区域地形地貌条件看，斜坡变形破坏主要集中发育于山地环境中，尤其在河谷强烈切割的峡谷地带。 我国由于挽近地质时期大洋板块和大陆板块相互作用的制约，西部挤压隆起，东部拉张陷落，形成了西高东低的台阶状地形，可明显地划分出三个台阶。处于两个台阶转折地带的边缘山地，山谷狭窄，高耸陡峻，地面高

33、差悬殊，因此斜坡变形破坏现象十分发育。,127,四、水的作用,水对斜坡稳定性有显著影响。它的影响是多方面的，包括 软化作用 冲刷作用 静水压力和动水压力作用 浮托力作用,128,1.水的软化作用,水的软化作用系指由于水的活动使岩土体强度降低的作用。 对岩质斜坡来说，当岩体或其中的软弱夹层亲水性较强，有易溶于水的矿物存在时，浸水后岩石和岩体结构遭到破坏，发生崩解泥化现象，使抗剪强度降低，影响斜坡的稳定。 对于土质斜坡来说，遇水后软化现象更加明显，尤其是粘性土和黄土斜坡。,129,2.水的冲刷作用,河谷岸坡因水流冲刷而使斜坡变高、变陡，不利于斜坡的稳定。 冲刷还可使坡脚和滑动面临空，易导致滑动。

34、水流冲刷也常是岸坡崩塌的原因。 大坝下游在高速水流冲刷下形成冲刷坑，其发展的结果会使冲坑边坡不断崩落，以致危及大坝的安全。,130,3.静水压力,作用于斜坡上的静水压力主要有三种不同的情况： (a)当斜坡被水淹没时作用在坡面上的静水压力 (b)岩质斜坡张裂隙充水时的静水压力 (c)作用于滑体底部滑动面或软弱结构面上的静水压力,131,(a)当斜坡被水淹没时作用在坡面上的静水压力,当斜坡被水淹没，而斜坡的表部相对不透水时，坡面上就承受一定的静水压力。 由于该静水压力指向坡面且与其正交，所以对斜坡稳定有利。 在水库蓄水的条件下，对库岸稳定性计算时应计入此静水压力。,132,(b)岩质斜坡张裂隙充水

35、时的静水压力,岩质斜坡中的张裂隙（或陡倾节理），如果因降雨或地下水活动使裂隙充水，则裂隙将承受静水压力的作用 该裂隙静水压力P为（取单宽坡体）,134,(c)作用于滑体底部滑动面或软弱结构面上的静水压力,对斜坡稳定是不利的，由于它的作用使斜坡受到一个向着临空面的侧向推它的作用使斜坡受到一个向着临空面的侧向推力，易发生失稳。 雨季时一些斜坡产生崩塌或滑坡，往往与裂隙静水压力的作用有关。,135,(c)作用于滑体底部滑动面或软弱结构面上的静水压力,如果斜坡上部为相对不透水的岩土体，则当河水位上涨或水库蓄水时，地下水位上升，斜坡内不透水岩土底面将受到静水压力作用，削减该结构面上的有效应力，从而降低了

36、抗滑力，不利于斜坡的稳定。显然，地下水位愈高，则对斜坡稳定愈不利。当河水位或库水位迅速消落时，由于地下水的滞后效应，结构面上存在较大的静水压力，岸坡破坏就比较普遍。,137,4.动水压力,如果斜坡岩土体是透水的，地下水在其中渗流时由于水力梯度作用，就会对斜坡产生动水压力，其方向与渗流方向一致，指向临空面，因而对斜坡稳定是不利的。 在河谷地带当洪水过后河水位迅速下降时，岸坡内可产生较大的动水压力，往往使之失稳。,138,4.动水压力,当水库水位急剧下降时，库岸也会由于很大的动水压力而致失稳。 地下水的潜蚀作用，会削弱甚至破坏土体的结构联结，对斜坡稳定性也是有影响的。,139,5.浮托力,处于水下

37、的透水斜坡，将承受浮托力的作用，使坡体的有效重量减轻，对斜坡稳定不利。 一些由松散堆积物组成库岸的水库，当蓄水时岸坡发生变形破坏，原因之一就是浮托力的作用。,140,五、地震,地震对斜坡稳定性的影响较大。强烈地震时由于水平地震力的作用.常引起山崩、滑坡等斜坡破坏现象，国内外都有大量实例。,141,五、地震,1933年8月25日四川迭溪大地震，引起大滑坡和山崩，摧毁了迭溪镇。 滑坡和崩塌体将岷江堵塞形成45亿立方米的堰塞湖。 10月9日堵体溃决，湖水急速下泄，造成下游2500余从死亡，是迭溪镇死亡人数的5倍。1965年智利8.48.6级地震，曾造成数以千计的滑坡和崩塌。 1965年智利8.48.

38、6级地震，曾造成数以千计的滑坡和崩塌。,142,五、地震,地震对斜坡稳定性的影响，是因为水平地震力使法向压力削减和下滑力增强，促使斜坡滑动。 强烈地震的振动，使地震带附近岩土体结构松动。也给斜坡稳定带来潜在威胁。,143,7斜坡稳定性评价方法,斜坡稳定性评价的目的： 合理设计人工边坡，使之既稳定安全，又不浪费开挖工作量； 评价、核定与工程有关的天然斜坡稳定性现状及受工程影响后的稳定性状况； 对已建成的人工边坡检查其稳定性状况； 为整治斜坡提供设计依据。,144,7斜坡稳定性评价方法,稳定性评价方法有多种，常用的有： 自然历史分析法 力学计算法 图解法 工程地质类比法 大体上属定性评价和定量评价

39、两大类,145,一、自然历史分析法,一种定性评价的方法。 主要通过研究斜坡形成的地质历史和所处的自然地理及地质环境、斜坡的地貌和地质结构、发展演化阶段及变形破坏形迹。来分析主要的和次要的素，从而对斜坡稳定性作出初步评价。 所以这种方法实际上是通过追溯斜坡发生、发展演化全过程，来进行稳定性评价的。 它对研究斜坡稳定性的区域性规律尤为适用。,自然历史分析法研究内容,（1）区域地质背景的研究 （2）斜坡演变的主导因素及触发因素 （3）预测斜坡所处的演化阶段和发展趋势，可能的破坏方式,147,（1）区域地质背景的研究,区域构造 地层岩性分布 地形地貌特点 近期地壳运动强烈程度（如地壳运动形式、地应力状

40、态、有否活断层分布及其特征等） 结合斜坡变形破坏的分布和特征，就可以建立起斜坡变形破坏现象与区域地质背景间的相关关系。可由点到面来研究斜坡变形破,148,（2）斜坡演变的主导因素及触发因素,尤其是一些周期性因素（气候、水文、地震）与斜坡变形破坏间的相关性,149,（3）,预测斜坡所处的演化阶段和发展趋势，可能的破坏方式。可通过斜坡地质结构、外形及变形破坏形迹来进行，也可通过必要的监测手段来研究。,150,自然历史分析法的地位,需要指出的是：自然历史分析法虽属初步的、定性的评价方法，但是它是其他各种评价方法的基础；没有这种评价方法，其他评价方法将难以进行。,151,二、力学计算法,力学计算法主要

41、适用于滑坡类破坏型式，是一种定量评价的方法。常用的是刚体极限平衡法。,152,刚体极限法前提条件,只考虑破坏面上的极限平衡状态，而不考虑岩土体自的变形，即视岩土体为刚体； 破坏面（滑动面）上的强度由凝聚力和摩擦力(C、值)控制，即遵循库仑判据； 滑体中的应力，以正应力与剪应力的方式，集中作用于滑面上，即均为集中力； 以平面（二维）课题来处理问题，为了求解方便而对实际情况的简化。,153,安全稳定系数Kc,刚体极限平衡法表面上看来是一种严格的定量评价方法，但是由于上述的前提条件，以及边界条件确定和计算参数的取得都还存在不少问题。因此在实际工作中，常根据斜坡或边坡工程的重要性及具体情况，用一个安全

42、稳定系数Kc来保证计算的安全度。一般规定Kc=1.1-1.5 即要求计算所得斜坡或工程边坡的稳定系数K大于这个数字才是安全稳定的，否则将是不安全的,154,四、工程地质类比法,类比法就是将所要研究的斜坡或拟设计的人工边坡与已研究过的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的各项因素，比较其相似性和差异性。 类比的基础是相似，只有相似程度较高才可进行类比。,155,8滑坡的预测预报,滑坡预测：滑坡可能发生的空间位置的判定 滑坡预报：滑坡可能发生时间的判定 滑坡预测预报是一项比较困难的工作，至今尚无确切有效的方法。,156,一、

43、滑坡预测,1.预测内容： 滑坡可能发生的地段 规模 类型 运动方式 运动速度 可能造成的伤害,157,一、滑坡预测,2.预测分类 依据研究区范围和目的不同，滑坡预测大致可划分为三类 区域性预测 地区性预测 场地预测,158,一、滑坡预测,3.预测途径 工程地质调查，搜集大量野外第一性资料 具体分析各种因素在区域（地区或场地）滑坡形成中所起的作用 将各因素按一定的原则和方法进行组合，来预测不同地段发生滑坡的可能性 滑坡空间预测的途径大体上有两类 （一）因子叠加法 （二）综合指标法,159,（一）因子叠加法,原理： 将每一影响因子按其在滑坡发生中的作用大小纳入一定的等级 在每一因子内部又划分若干等

44、级 把这些因子的等级全部以不同的颜色、线条、符号等表示在一张图上 因子重叠最多的地段即是发生滑坡可能 性最大的地段,160,（一）因子叠加法,工作内容：编制一系列图件,161,（一）因子叠加法,工作流程 （1）按照预测的范围和目的，确定影响因子以及这些因子的表示法。 必须考虑的影响因子包括： 地层岩性 地质构造 岩体结构 地貌 等主导因子,162,（一）因子叠加,工作流程 选定相应的因子表示法和编制单因子分级分区图。 一般情况下，每一种因子划分为3个或4个等级。,163,（一）因子叠加法,工作流程 把已经编制完成的所有单因子图件的内容全部转绘到一张图上，制成综合的因子叠加图,164,（一）因子

45、叠加法,工作流程 在综合分析的基础上进行分区，完成与研究目的相应的滑坡危险性危险性分区图或滑坡分区图,165,（二）综合指标法,原理: （1）把所有影响因子在滑坡形成中的作用以一种数字值来表示 （2）对以上量值按一定的公式计算、综合 （3）把计算所得的综合指标值按一定原则和方法划分等级 （4）编制滑坡危险性分区图或斜坡稳定性分区图 显然这是一种向定量化方向发展的预测法，比因子叠加法前进了一步,166,（二）综合指标法,信息量预测法 系统模型预测法 线性回归预测法 综合模糊评判法 聚类分析法 神经网络预测法 前提：首先必须确定影响因子和划分预测单元,167,二、滑坡预报,按照研究对象、范围和目的

46、的不同，滑坡预报大致可分为： 区域性中长期预报（趋势预报） 场地性短期预报 短期预报预报途径： 宏观征兆预报 观测资料预报,168,（一）根据宏观征兆预报,与地震发生前一样，滑坡发生前也往往出现一些宏观征兆。 地形变 地表裂缝 地物标志的移动 坡体前缘的浅层坍塌 地下冒出浑泉和泥浆 地声 动物异常反映,169,（二）根据观测资料预报,这种方法的前提是要对滑坡进行动态观测，随后分析计算观测资料以作出预报 滑坡变形、位移观测方法有简易的和精密的两种。,170,（1）简易观测,利用简单工具，肉眼观测变形、位移情况。 常用方法：在滑坡后缘的母体及变形体上分别埋桩，并定期观测两桩间距离的变化 可以观测一

47、维或二维的变形、位移值。,171,（2）精密观测,利用仪器（地形测量仪器、电阻应变仪、同位素追踪仪等），在地面或钻孔内布置定点观测，可多点进行网络状观测，以获得三维的变形、位移情况 将主要控制观测点的位移观测资料整理成时间-位移曲线（t-s曲线），根据该曲线的形状可划分出减速蠕变、等速蠕变和加速蠕变三个阶段。,173,斋滕迪孝预报方法,利用t-s曲线上第三阶段资料对滑坡作临滑预报 基本思路：位移速度愈快，则距离滑坡发生的时间愈近。即第三阶段离大滑动时间愈近，则临报的发生时间愈准确。,174,9斜坡变形破坏的防治,斜坡变形破坏的防治原则：以防为主，及时治理 以防为主，指的是对不稳定结构类型的斜坡预先采取措施，以防止变形 工程布置应尽量绕避严重不稳定斜坡地