第七章+斜坡稳定性工程地质研究

1、第七章第七章 斜坡稳定性工程地质研究斜坡稳定性工程地质研究n斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用n崩塌崩塌n滑坡滑坡n斜坡稳定性评价斜坡稳定性评价n斜坡失稳的防治措施斜坡失稳的防治措施本章提要本章提要n斜坡的变形破坏的基本形式与特征；斜坡的变形破坏的基本形式与特征；n崩塌作用工程地质研究；崩塌作用工程地质研究；n滑坡作用工程地质研究；滑坡作用工程地质研究；n斜坡稳定性评价及斜坡变形破坏的预测与防治措斜坡稳定性评价及斜坡变形破坏的预测与防治措施。施。斜坡：斜坡：自然或人工开挖的具有一定延伸长度和坡角的自然或人工开挖的具有一定延伸长度和坡角的坡体。坡体。坡顶坡高坡面坡底坡眉坡脚坡角7.1 7.1

2、斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 按照物质组成和运动方式的不同分为：按照物质组成和运动方式的不同分为： 物质组成：物质组成：岩质和土质斜坡岩质和土质斜坡 运动方式：运动方式：崩落、倒塌、滑动、侧向扩展、流动。崩落、倒塌、滑动、侧向扩展、流动。 崩落崩落：陡坡或悬崖上任意大小的块体沿着没有或几乎没有剪：陡坡或悬崖上任意大小的块体沿着没有或几乎没有剪切位移的面分离。切位移的面分离。 倒塌倒塌：一个或几个块体由于重力或临近块体作用力的影响，：一个或几个块体由于重力或临近块体作用力的影响，或由于裂缝中流体的影响，绕着块体下端或块体以下的某或由于裂缝中流体的影响，绕着块体下端或块体以下的某个支点向前

3、翻转的现象。个支点向前翻转的现象。 滑动滑动：由于剪应变和位移造成的一种运动。渐进式的运动。：由于剪应变和位移造成的一种运动。渐进式的运动。 侧向扩展侧向扩展：主要方式是侧向延伸，伴随着剪切裂缝和拉伸裂：主要方式是侧向延伸，伴随着剪切裂缝和拉伸裂缝的出现。缝的出现。 流动流动：岩土体在空间上的连续变形。：岩土体在空间上的连续变形。斜坡破坏的主要类型就破坏机制而言，拉断破坏和剪切破坏。斜坡破坏的主要类型就破坏机制而言，拉断破坏和剪切破坏。7.2 7.2 崩塌崩塌 崩塌的定义：崩塌的定义：在陡峻的斜坡上，巨大岩块在重力作用下突然而猛烈的向下倾倒、翻滚、崩落的现象，称为崩塌。发生位置：发生位置：山区

4、陡峭的山坡、及高陡的路堑边坡。种类：种类： 山崩：山崩：规模巨大的称为山崩；规模巨大的称为山崩； 碎落：碎落：斜坡表面由于岩石的风化强烈，产生岩屑斜坡表面由于岩石的风化强烈，产生岩屑顺坡滚落的现象；顺坡滚落的现象； 落石：落石：悬崖陡坡上个别较大岩块的崩落。悬崖陡坡上个别较大岩块的崩落。l崩塌的类型崩塌的类型形成形成机理机理倾倒式崩塌倾倒式崩塌滑移式崩塌滑移式崩塌鼓胀式崩塌鼓胀式崩塌拉裂式崩塌拉裂式崩塌错断式崩塌错断式崩塌黄土、石灰岩及其它直立岩层多为软硬相间的岩层，如石灰岩夹薄层页岩直立的黄土、粘土或坚硬岩石下有较厚软岩层多见于软硬相间的岩层坚硬岩石黄土物质物质组成组成崩积物崩塌崩积物崩塌表

5、层风化物崩塌表层风化物崩塌沉积物崩塌沉积物崩塌基岩崩塌基岩崩塌根据崩塌体的移动形式和速度划分根据崩塌体的移动形式和速度划分散落型崩塌散落型崩塌、滑动型崩塌滑动型崩塌、流动型崩塌流动型崩塌l形成崩塌的条件形成崩塌的条件 地形条件：地形条件：斜坡高、陡是必要条件。一般高度大于30m，坡度大于45度，多数55-75度之间。 岩性条件：岩性条件：坚硬的岩石，具有较大的抗剪强度和抗风化能力，形成高峻的斜坡，在外来因素下，一旦稳定性遭到坡坏，产生崩塌现象。软硬互层（相间）构成的陡峻斜坡。 构造条件：构造条件：岩性不同的岩层以各种不同的构造和产状组合而成，常为各种构造面所切割。从而消弱岩体内部的联结。 其他

6、自然因素：其他自然因素：强烈风化；冻融循环；植物根系的楔入；人为不合理的工程活动。 l崩塌的防治原则崩塌的防治原则 选线时，对于发生大、中型崩塌的地段，优先采选线时，对于发生大、中型崩塌的地段，优先采用绕避方案；当绕避有困难时，应离开崩塌一段用绕避方案；当绕避有困难时，应离开崩塌一段位置，尽量减少防治工程、或采用其他方案（明位置，尽量减少防治工程、或采用其他方案（明洞、隧道）通过。洞、隧道）通过。 设计与施工中，避免使用不合理的高、陡边坡，设计与施工中，避免使用不合理的高、陡边坡，避免大切大挖，维持山体平衡。避免大切大挖，维持山体平衡。l崩塌的防治措施崩塌的防治措施 清除坡面危石；清除坡面危石

7、； 坡面加固：坡面加固：坡面喷浆、抹面、砌石铺盖；灌浆、勾缝、坡面喷浆、抹面、砌石铺盖；灌浆、勾缝、镶嵌、锚拴；镶嵌、锚拴； 危岩支顶：危岩支顶：混凝土作支垛、护壁、支柱、支墩等；混凝土作支垛、护壁、支柱、支墩等； 拦截防御：拦截防御：落石平台、落石网、拦石堤；落石平台、落石网、拦石堤； 调整水流：调整水流：修筑截水沟、堵塞裂隙、排水沟渠；修筑截水沟、堵塞裂隙、排水沟渠； 防护设施：防护设施：明洞、棚洞、悬臂式棚洞。明洞、棚洞、悬臂式棚洞。坡面防护 滑坡的定义：滑坡的定义： 斜坡大量土体和岩体在重力作用下，沿一定的滑动面（或带）整体向下滑动的现象，称为滑坡。 滑坡的形成条件：滑坡的形成条件：

8、斜坡岩体平衡条件遭到破坏的结果。即：下滑力（力矩）大于抗滑力（力矩）。7.3 7.3 滑坡滑坡 滑坡体指滑坡的整个滑动部分，简称滑体； 滑坡周界指滑坡体和周围不动体在平面上的分界线； 滑坡壁指滑坡体后缘与不动体脱离后暴露在外面的形似壁状的分界面； 滑坡要素图滑坡要素图 滑动面指滑坡体沿下伏不动体下滑的分界面，简称滑面； 滑坡床指滑体滑动时所依附的下伏不动体，简称滑床； 滑坡舌（滑坡鼓丘）指滑坡体前缘形如舌状的凸出部分； 滑坡台阶指滑体滑动时由于各段土体滑动速度的差异，在滑坡体表面形成台阶状的错台； 滑坡洼地指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开成的沟槽，或中间低四周高的封闭洼地； 滑坡裂缝指滑坡活动时在

9、滑体及其边缘所产生的系列裂缝。均质土坡中圆弧形滑动面上滑坡体的变形与解体及其特殊外貌a后缘环状拉裂缝；b滑坡断壁；c横向裂缝及滑坡台阶d滑坡舌及隆张裂隙；e滑坡侧壁及羽状裂隙 常见的滑坡类型常见的滑坡类型 按滑动时的受力条件按滑动时的受力条件 按滑坡岩土体的物质组成按滑坡岩土体的物质组成 按滑坡体的规模按滑坡体的规模 小型滑坡小型滑坡、中型滑坡中型滑坡、大、大型滑坡型滑坡、巨型滑坡巨型滑坡 按滑动面与岩层的关系按滑动面与岩层的关系 按滑坡体的厚度按滑坡体的厚度 按滑坡体形成原因按滑坡体形成原因推移式滑坡推移式滑坡、平移式滑坡平移式滑坡、牵引式滑坡牵引式滑坡黄土滑坡黄土滑坡、粘性土滑坡粘性土滑坡

10、、堆积土滑坡堆积土滑坡均质滑坡均质滑坡、顺层滑坡顺层滑坡、切层滑坡切层滑坡浅层滑坡浅层滑坡、中层滑坡中层滑坡、深层滑坡深层滑坡、超深层滑坡超深层滑坡工程滑坡工程滑坡、自然滑坡自然滑坡 按滑坡发生后的活动性按滑坡发生后的活动性活滑坡活滑坡、死滑坡死滑坡公路滑坡从2007年5月11日凌晨开始，云南省迪庆藏族自治州境内连续降雨 ，5月16日，214国道香格里拉县城至虎跳峡段出现山体滑坡 2001年重庆武隆山体滑坡造成79人死亡2004年6月5日14时左右，重庆市万盛区发生一起山体滑坡事件，共掩埋了14户人家、24人。事故现场附近的矿工们在已经被填满的鱼塘内搜救。香港深湾路滑坡实景照片 2004年9月

11、5日四川省达州市宣汉县天台乡义和村滑坡滑坡前缘堵江影响滑坡的因素：影响滑坡的因素：岩性岩性：多出现于松散堆积物中和一些软岩中。：多出现于松散堆积物中和一些软岩中。构造构造：斜坡内的一些层面、节理、断层、片理等软弱面若与斜：斜坡内的一些层面、节理、断层、片理等软弱面若与斜坡坡面倾向一致。坡坡面倾向一致。地形地形：临空面是滑坡产生的先决条件。：临空面是滑坡产生的先决条件。气候和地下水气候和地下水：水的作用可使岩土软化，强度降低、可使岩土：水的作用可使岩土软化，强度降低、可使岩土体加速风化。体加速风化。人类活动和地震人类活动和地震：地震破坏岩土体结构，降低强度。：地震破坏岩土体结构，降低强度。切坡不

12、当、引水灌溉、人为破坏表层覆盖物。切坡不当、引水灌溉、人为破坏表层覆盖物。l滑坡的发育阶段滑坡的发育阶段：蠕动变形阶段：蠕动变形阶段：抗剪强度小于剪切力抗剪强度小于剪切力 变形、微小的移动变形、微小的移动 拉张裂缝拉张裂缝 渗水作用加强渗水作用加强 变形进一步增大变形进一步增大 后缘拉张后缘拉张 裂缝加宽裂缝加宽 两侧形成剪切裂缝、鼓张裂缝两侧形成剪切裂缝、鼓张裂缝 滑动面形成滑动面形成 滑动破坏阶段：滑动破坏阶段：滑坡整体向下滑动，后缘逐渐下陷，滑坡壁越露越高，滑坡滑坡整体向下滑动，后缘逐渐下陷，滑坡壁越露越高，滑坡体分裂成数块，在地面上形成阶梯状地形，形成滑坡舌；体分裂成数块，在地面上形成

13、阶梯状地形，形成滑坡舌；渐趋稳定阶段：渐趋稳定阶段：出现醉林、马刀树。出现醉林、马刀树。7.4 7.4 斜坡稳定性评价斜坡稳定性评价评价斜坡稳定性的方法评价斜坡稳定性的方法 （1 1）极限平衡方法极限平衡方法（2 2）工程类比法工程类比法（3 3）数值分析法等数值分析法等 极限平衡理论计算法极限平衡理论计算法坡体下滑稳定性分析坡体下滑稳定性分析 坡体沿潜在的平面滑移面、弧形滑移面的稳定性坡体沿潜在的平面滑移面、弧形滑移面的稳定性(1)滑移面为平面情况的稳定性计算滑移面为平面情况的稳定性计算 按岩石力学，计算坡体稳定性系数按岩石力学，计算坡体稳定性系数K的基本方的基本方程式为：程式为：K=(cH

14、/sin +Wcostg )/(Wsin ) (2) (2) 弧形滑移面情况的稳定性计算弧形滑移面情况的稳定性计算 TNtgCLK一、斜坡失稳的防治原则一、斜坡失稳的防治原则防治原则应以防为主，及时治理防治原则应以防为主，及时治理 （1 1）正确地选择建筑场地正确地选择建筑场地 （2 2）查清可能导致天然斜坡或人工边坡稳定性下查清可能导致天然斜坡或人工边坡稳定性下降的因素降的因素7.5 7.5 斜坡失稳的防治措施斜坡失稳的防治措施u一般来讲，治理滑坡的方法主要有一般来讲，治理滑坡的方法主要有“砍头砍头”、“压压脚脚”和和“捆腰捆腰” ” 三类措施。三类措施。u“砍头砍头”就是用爆破、开挖等手段

15、削减滑坡上部的就是用爆破、开挖等手段削减滑坡上部的重量；重量；u“压脚压脚”是对滑坡体下部或前缘填方反压，加大坡是对滑坡体下部或前缘填方反压，加大坡脚的抗滑阻力；脚的抗滑阻力；u“捆腰捆腰”则是利用锚固、灌浆等手段锁定下滑山体。则是利用锚固、灌浆等手段锁定下滑山体。u具体防治措施可归纳为具体防治措施可归纳为“拦、排、稳、固拦、排、稳、固”四个字。四个字。二、二、 斜坡失稳的防治措施斜坡失稳的防治措施u“拦拦”即拦挡、拦截，如挡土墙等拦挡工程。即拦挡、拦截，如挡土墙等拦挡工程。 u“排排”即排水，包括拦截和旁引可能流入滑坡体内的即排水，包括拦截和旁引可能流入滑坡体内的地表水和地下水；排出滑坡体内

16、的地表水和地下水；地表水和地下水；排出滑坡体内的地表水和地下水；对必须穿过滑坡区的引水或排水工程做严格的防渗漏对必须穿过滑坡区的引水或排水工程做严格的防渗漏处理；避免在滑坡区内修建蓄水工程；对滑坡区地表处理；避免在滑坡区内修建蓄水工程；对滑坡区地表做防渗处理；防止地表水对坡脚的冲刷等。做防渗处理；防止地表水对坡脚的冲刷等。u“稳稳”即稳坡，包括降低斜坡坡度，滑坡后部削方减即稳坡，包括降低斜坡坡度，滑坡后部削方减重及滑坡前缘回填压脚；以生物工程和护坡工程来保重及滑坡前缘回填压脚；以生物工程和护坡工程来保护边坡等。护边坡等。u“固固”即加固，包括采用各种形式的抗滑桩、预应力即加固，包括采用各种形式的抗滑桩、预应力锚索和预应力抗滑桩、抗滑明洞等工程，或采用