边坡工程总结分析

1、边坡工程中的主要问题边坡经常会遇到坡体的稳定问题。 作为全球性三大地质灾害（地震、洪水、崩塌滑坡泥 石流）之一的边坡失稳滑塌严重危及到国家财产和人 民的生民安全。我国边坡地质灾害分布广泛，活动强烈，危害严重。 边坡变形破坏对人类工程、经济活动和生命财产的危 害较大，它是工程地质学的主要课题之一，也是环境 地质学和灾害地质学研究的重要内容。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利、交通 等部门都涉及到大量的边坡问题。边坡与滑坡的关系水电建设部门的观点把坡体称为边坡，而把边坡（或斜坡）的滑动现象称 为滑坡。研究的重点是边坡稳定性，边坡可以处在潜在滑动状 态，也可以处在滑动状态。这种定义也没有涉及边

2、坡与滑面是如何形成的，而 这些与边（滑）坡工程防治休戚相关，因而这一定 义也不适用于工程防治。边坡与滑坡的关系从工程防治观点出发，对边坡防治工程与滑坡防治工程进行区分，由于边坡与滑坡成因、滑面形成、失稳机理、稳定分析方法及其防治措施等不同而形成了两种不同的防治工程，简言之可称为边坡工程与滑坡工 程。边坡与滑坡虽有明显的区别，却又缺少严格的区别标 准。边坡与滑坡的关系一般来说，边坡是指由于工程行为而人工开挖或填筑的 斜坡，坡体中滑面是新形成的，开挖与填筑前没有变形 与滑动迹象。滑坡多数指由于自然因素而引起坡体变形或滑动的自然 斜坡，坡体中的滑面是自然存在的，坡体正处于蠕动或 滑动阶段。少数滑坡指

3、工程开挖形成的斜坡，坡体中存在自然形成 的滑面（如古老滑坡），开挖前坡体可以处在蠕动或滑 动状态，也可以处在静止状态。但这种滑坡含义已与滑 坡的真实含义有所不同。边坡是涉及工程建设中的人工斜坡，即使是 自然边坡也必须与工程建设有关；边坡坡体的滑面是由于人工开挖与填筑后才 形成的，原先并不存在，且坡体无蠕动与滑 动迹象；滑坡是由自然原因引发的自然斜坡，只有工 程滑坡才与工程建设有关。滑坡具有自然的滑面，且坡体有蠕动和滑动 迹象。边坡与滑坡的关系一般来说，边坡是指由于工程行为而人工开挖或填筑的 斜坡，坡体中滑面是新形成的，开挖与填筑前没有变形 与滑动迹象。滑坡多数指由于自然因素而引起坡体变形或滑动

4、的自然 斜坡，坡体中的滑面是自然存在的，坡体正处于蠕动或 滑动阶段。少数滑坡指工程开挖形成的斜坡，坡体中存在自然形成 的滑面（如古老滑坡），开挖前坡体可以处在蠕动或滑 动状态，也可以处在静止状态。但这种滑坡含义已与滑 坡的真实含义有所不同。本课程对边坡与滑坡的区别的规定边坡是涉及工程建设中的人工斜坡，即使是 自然边坡也必须与工程建设有关；边坡坡体的滑面是由于人工开挖与填筑后才 形成的，原先并不存在，且坡体无蠕动与滑 动迹象；滑坡是由自然原因引发的自然斜坡，只有工 程滑坡才与工程建设有关。滑坡具有自然的滑面，且坡体有蠕动和滑动 迹象。风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱 岩土的强度，改变地下

5、水的动态；气候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风 化厚度以及岩石风化后的机械、化学变化，同 时引起地下水（降水）作用的变化；地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常 引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低；人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因数同样 可能造成边坡的失稳。本课程对边坡与滑坡的区别的规定边坡稳定性影响因素分类边坡範定 塞哺国素岩土体口势性质变代开悅瞩填炊坡面曲城氐莉辍地下水母透力地展荷鞍边坡的破坏形式滑坡一一斜坡部分岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面， 缓慢地整体向下移动，具有蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳 定三个阶段，有时也具有高速急剧移动现象；滑塌一一因开挖、填筑、堆载引起斜坡的

6、滑动或塌落，一 般较突然，粘性土类边坡有时也会出现一个变形发展过程；崩塌一一整个岩土体块脱离母体，突然从较陡的斜坡上崩落、翻转、跳跃、堆落在坡脚，规模巨大的称为山崩，规 模较小的称为塌方；剥落一一斜坡岩土长期遭受风化侵蚀，在冲刷和重力作用 下，岩（土）屑（块）不断沿斜坡滚落堆积在坡脚。建筑边坡安全等级建筑边坡工程技术规范 GB50330-2013 中边坡安全等级的划分依据：破坏后造成的损失的严重性；边坡的类型；边坡高度等因素建筑边坡安全等级土质边坡的自然特征人工边坡是将自然地质体的一部分改造成为人工构筑物, 因此其特征和稳定性很大程度上取决于自然斜坡的地形 地貌特征、地质结构和构造特征。土质边

7、坡由于土体强度低，都在20m以下，只有黄土 边坡因其特殊的结构特征，可保持较高陡的边坡。较高陡的边坡必须设置支挡工程才能保持其稳定，由于 坡面容易被冲刷，常需要设置坡面防护工程。当不同土层的分界面倾向临空面且倾角较大，相对隔水 时，容易沿此面发生滑塌。边坡底部有软弱土层分布时也易发生沿软弱土层的滑动。岩质边坡的自然特征由于岩体强度较高，常可保持较高陡的边坡，高边坡几 乎都是岩质边坡。边坡的稳定性主要取决于岩体结构、坡体结构，特别是 软弱结构面的分布位置、产状、组合及其与边坡走向、 倾向和倾角之间的关系。边坡的稳定性还受控于其风化破碎程度。地下水对边坡的稳定性有重要影响。地下水的分布、水 量、水

8、力坡度及其变化，以及自然斜坡的汇水条件都对 边坡稳定有重要影响。边坡的滑面特征与坡体特征无论土坡还是岩坡，开挖或填筑之前坡体中不存在滑 面，即使坡体中存在软弱土夹层或软弱结构面，也不能 视作滑面，因为它们没有滑动的趋势。边坡开挖或填筑前，坡体上没有滑动与滑动趋势，因而 坡体上不会出现变形与滑动迹象。但开挖与填筑后，坡 体就可能出现变形与滑动迹象。因开挖或填筑引起其滑 动的范围有限，所以边坡滑塌的规模与滑坡相比通常较 小。由于工程开挖引发的大规模山体滑坡，如古滑坡复 活等，一般称为工程滑坡，不再列入边坡范围之内。边坡的施工特征岩土工程的一个特点是与施工过程密切相关，即使设计 合理，如果施工过程不

9、当，也会导致岩土失稳坍塌，造 成工程失败。为减少工程事故，边坡的开挖或填筑、支护等施工程序 必须科学地规划。只有十分稳定的坡体，允许在不支护情况下开挖；对比 较稳定的坡体采取开挖一段、支护一段的办法。施工过程采用由上往下的逆作法，对很不稳定的坡体需 要边开挖边支护，支护紧跟开挖或在开挖前就预先进行 支护。边坡稳定分析方法发展的五个阶段借助于古典土力学的稳定性分析阶段；50年代偏重于稳定性描述与分析的地质历史分析阶段；60年代考虑时效过程的稳定性分析阶段；80年代后期以数值模拟、模型试验为主 的半定量分析阶段；90年代以后的现代边坡工程学阶段。地震极限平衡方法的发展1916年由Prantle提出

10、了圆弧滑动法；Fellenius 和Taylor （1922 ）发展了圆弧滑动法，提出了条分法；1955年Bishop提出了条分法；1954年Janbu提出了条分法；20世纪70年代王复来提出了王复来条分法。岩质边坡的稳定分析?岩质边坡发生破坏是一种复杂的地质灾害 过程，由于边坡内部结构的复杂性和组成 岩石物质成分的不同，造成边坡破坏具有 不同破坏模式。对于不同的破坏模式就存 在不同的滑动面，因此应采用不同的分析 方法和计算公式来分析其稳定状态。1.5边坡整治技术的发展边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防治工 程。50年代主要采用地表排水、清方减载、填土反压、 抗滑挡墙及浆砌片（块）石防护

11、处治等措施。60年代末期，在铁路建设中首次采用抗滑桩技术， 抗滑桩技术的诞生，使一些难度较大的边坡工程问 题的处理成为现实。强调支挡为主、综合整治，抗滑桩作为一种主要措 施被推荐。边坡整治技术的发展80年代末期，我国开始采用锚喷防护技术。以排水为主、结合抗滑桩、预应力锚索支挡综合整治。90年代，压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多地用于边坡处治，尤其是用于 高边坡的处治防护工程中。它是一种边坡 的深层加固处治技术，能解决边坡的深层 加固及稳定性问题，达到根治边坡的目的。1.6边坡设计的基本原则和程序1.6.1 设计基本资料l ）工程地质勘察报告；2）水文条件；3）地震资料；4）土质调查试验报

12、告；5 ）相关工程资料；6）同类边坡工程的经验资料;7）边坡工程环境资料。1.6.2常用设计参数土体物理力学指标天然容重、饱和容重、孔隙率、水头梯度、 粘聚力、内摩擦角等。岩石物理力学指标岩石的密度、容重、空隙比、含水量、吸水 性，抗拉、抗压强度，粘聚力、内摩擦角以 及变形参数等。1.7.3边坡整治的常用措施放缓边坡支挡抗滑片石垛、抗滑挡土墙、锚杆挡土墙、抗滑桩加固注浆、锚杆加固、土钉加固、锚索加固防护植物防护和工程防护排水地表防排水、地下排水1.6.6边坡支护结构常用形式的选用曲境書Ft土貞 B- =BK1 览土方片拴归wish不虞屠 用豊畀贰持3増f 二*Aft护戟比呂：z宦土:ftr二土

13、電 ” H - - 岩駆H-JIKni JtMfiK l即卜堆加H -W二三HZe = EH31立.損股址要廿盘谊章卽M二 r EIRBT丹L&AJLfta. n-mx2.$ 用AM-jlilfldl世能丼鞠廉鳌博d丈挎工IfJ星粧 丄I 堆e貞w m4.M*工!1暮Hit虱IM*倉井水曲拭删tr -J可畀占曲克挥肓用第2章边坡岩体的稳定性分类、滑坡的类型与特征2.1边坡岩体的破坏形式崩塌：陡坡上的巨大岩体或土体，在重力和其他外力作 用下，突然向下崩落的现象。倾倒：陡倾的岩体由于卸荷回弹或其他外力作用，绕其 底部某点向临空方向倾倒的现象，可以转化为崩塌或坍 塌，也可以停滞在倾倒变形阶段。坍塌：

14、土层、堆积层或风化破碎岩层斜坡，由于土壤中 水和裂隙水的作用、河流冲刷或人工开挖坡陡于岩体自 身强度所能保持的坡度而产生逐次塌落的现象。滑塌：斜坡上的岩体或土体，在重力和其他外力作用下 ，沿坡体内新形成的滑面整体向下以水平滑移为主的现 象。与滑坡十分相似，滑坡是沿坡体内一定的软弱面（ 或带）整体向下滑动。错落：被陡倾的构造面与后部完整岩体分开的较破碎岩 体，因坡脚受冲刷或开挖和震动影响，下浮软弱层不足 以承受上部岩体压力而被压缩，引起坡体以垂直下错为 主的变形现象。按滑动面的形态特征分类4.t(Hoek4974)：羽紙坡环.平闻啟坏.袂体玻跖，苛制 (Kun ter- 1974會类：*堆林H垃

15、 于和*比.$迪H诂迂建筑边坡工程技术规范的划分方式敌it洎豪疋利.f焉滑杠.50%边坡稳定性特征边坡稳定条件好，易形成高陡边坡，失稳形态多沿 某一组结构面崩塌或沿复合结构面滑动。滑动稳定 性受结构面抗剪强度与岩石抗剪强度控制。层状结构岩体切层边坡噸层边坡反師向边峻SE昧就，亘决坎世旳矍 Ft (4JE ImH 謙间碎鑒怵椅粗吋问JECkgzCk斗e敬碳间JixOrZm崔厚aIe中卑屋结箱薄毘时购按成因分为两类：以沉积岩为代表的，主要为原生 层状结构；以变质岩为代表的，主要为与构造成因 有关的板裂层状结构。原生层状结构：岩层以复理式碎屑沉积岩或碎屑生 物、化学沉积岩为主，一般具有软弱层相间的互

16、层 状结构。大部分受轻微的构造运动影响，产状平缓。板裂层状结构：岩层以深变质的千枚岩和片岩为主, 受强烈的构造运动影响，产状较陡，常形成大范围 的平行发育的劈理、片理、层间错动带。层状结构岩体边坡发育成网。岩体完整性：岩体完整性极低，强度也很低。岩体一般具有明显的塑性或流变特性。边坡稳定性特征：边坡稳定性很差，一般受岩体整体强度和特性所控制，可与土质边坡相似对待，滑动面一般呈圆弧状。2岩体结构类型划分（建筑边坡）结构面的结合程度（建筑边坡）張廿.屯Yirmn，技辻氏E,无屯填：址构西特柱岩体完整程度划分（建筑边坡）尙郴农4E需4朮费ff*Aim)z0.752-3lM335-3-2IJ扫埒MH试

17、幻杓黑曲煥握时抑-3d,i20边坡琳构蚯产址五土边墟白卷能力良肝或一同结钧禹騎纽合覘憔 75 27:商的观坡快创外倾结构面：走向与边坡走向的夹角30的结构面碎裂结构岩体岩体类型：各种构造影响带、破碎带、蚀变带或风化破碎岩体，如岩 脉穿插硬碎岩体，压碎岩带，断裂密集带，叠瓦式或交叉式断裂影响 带，挤压褶皱，倒转褶皱带，处于构造变动强烈剧烈地区内的岩体 都可能形成碎裂结构。岩体特征：一般断裂交叉发育，裂隙张开或充填夹泥，岩石破碎成碎 块或板片状，间有夹泥，局部夹有大块或条块状岩石结构体。同时， 岩体结构面发育，多短小无规则的分布，岩块间存在咬合力。结构面 复杂多样。岩体完整性：岩体完整性甚差，结构

18、面密度很大，方位也很多。结 构面大多由碎屑泥质物质组成，构成软弱破碎带，结构面的抗剪强度 低。边坡稳定性特征：边坡的稳定性较差，坡角取决于岩块间的镶嵌情况 和岩块间的咬合力。在碎裂结构岩体中修建的工程边坡，常常会产生 追踪破坏，局部滑移或掉块。对这类岩体边坡尤其要注意其长期蠕变 的特性。散体结构岩体岩体类型：各种岩石的构造破碎带及其强烈影响带、强风化破 碎带内的岩体。主要由区域性或工程区内的大断层带，软弱岩 层挤压错动带，胶结不良的断层交叉带，大型岩浆岩侵人接触 破碎带，以及强风化带的软弱物质，泥、岩粉、岩屑、岩块等 组成。岩体特征：一般岩体极度破碎，呈碎块、岩粉、岩屑和鳞片状,牡芯*kfr平

19、直-也胶些：浓开况 See、卷也电壊丸常坷暫淤城芯以建筑边坡工程技术规范中的岩体分类有大量断层泥充填，呈松散堆积或压密，软弱结构面高度密集,3#*StM皓构击話牯的曲产驶直史边坡自熬皑舟1zit外牯菲曲卤或忡牯来问拈#) 击的俎霑忸州旳:TT TEEm高楝边墟也;C 1SE离曲驭友丸樽1；铉娇贞-卄*静均閒克片*不阖姑科 盘的制合忆何勵H7* 75uSfE第曲迪城龙屯.19E 高峻亢怯A外悴站均卤武*HW茶岡吐梆27Em高的迪斌揭足， 店阳高询边址代隹尢尅t血一*!恻姑旳血托片*4来对姑沖 岳的A 27rPm禺的边墟.檯屯卩 iiTi 高 axt-ac(就艸 锹羅i电蚌車L tgErflj杓边

20、岐丸冬;t总体虽未陕上韻定技4+屈岩体基雇嵐董整 标 550n坚堆总宰怵轮定蔓： 険覺理宕号阵丸楚550451m坚堆第，卡体轻昧眸： 戟.量世琮.時年蚁竜整： 蚊*tit,若饶兀整&0*3SlIV竖嘤燈.第体枚碎：牠瓷建畫.鉴 映建科瞌醉： W.K.S-lt,3&0-2S1V*站秋贞；牡总.串保较班妙2琳吟： 全卡槌比宕抚釦耶柱班呻宕250边坡工程岩体级别的确定建筑边坡工程技术规范中的岩体分类mi峥代炸和凰班集曲为 仪文眇 tAflL.t i,域前多沖27: 75日m高的边城花讣龙壮吆M- 0.04虬+ 0.-|,应炳 =0E& + 0.4和耳代入计算EQ也可用单位岩体中的节理数代替K v人=

21、S 4 用2 * 5” + %Slt第”组节理毎隶长测线，上的条戟; 毎立牙米岩井非廉组节理条藪.必与心表r f零m巧350J50J-Q,550J5-0J5Q3UF5504W-3IF1畑-旳*-0-0.1C.M.20 ：-0.30.4-0.60Z9涌洗状出水.PhM).?H.6CLM停1.0Fw为迫垃內沿*或承R卡：；、m： :m边坡工程主要结构面产状影响修正岩体基本质量分级表中炖他衆示昱的由慄河小于坡iiWflj.在墟曲岀弼特殊情况处理办法对高度不大于60m的边坡工程岩体，可根据 已确定的级别，按本标准确定其自稳能力。对高度大于60m或特殊边坡工程岩体，除按 本标准确定BQ夕卜，尚应根据坡高

22、影响， 结合工程进行专门论证，综合确定岩体级别结构面分类表边坡工程岩体自稳能力1于节期悒克，住有枠块11S3Din*-6Qm.可虽雇碍屯”為勲可龍土惟年悴m岗/tv lSm.可思本便雯，谢廿可发生擬爭傩吭坏； ftiism-sam.月可岚生由廿杓罰“挥岩偉纽嵐曲丰五丸鴉科怖欣挥.丸由風罐怙沟商押起咕特铝就怎h5-8m,可血定盘川.品部可览半蟆零准顒坏： S/tBm-iSm,可構老軾日至1个月.可崔生由花连St弋理唐僂 组底的平锁扎烘母舐啟塀.丸由乩炖粘曲;1HI理时怦闵班炼V押st&F亡城指坝用人卜恥 的对异4亡览孑蛊龍M嵬m民匱|折l-IQra畀甘4JL5ui.耳4L址欄*LefrflA*i

23、e+T zH崭充At输玄于=3W4I*4Z1eE31糧节理产状协正评分值4节理岩体的RMR分类方法该法是由南非的Bieniawski在1976年提出后经过多次修改逐渐节理走向和弊向非常有利一般不尅非常不利0-2-10-12Vat AlVT7T 惱IE值M%0-15-150_5-25-50审0趋于完善的一种综合分类方法。分类依据下列参数：完整岩石材料的强度；岩石质量指标(RQD)；节理间距；节理状况；地下水状况。n01IVVL幄好的聆萍曲悴禅羞的示悴评甘值如4】C-413Q0:co-mm-ifo1-00C )Ms40-1=；3?-4020-3-500CKJm3CiWVi li A/WWWnxA.

24、3irf -w.IKRW/lll匕型滑披-JCKWOm3滑坡的外貌特征ID淆牧体：界：清氓堂：券展件Bh 5-潸劲Bh67ift 城舌 r8ift 塩赴丘 1 9jfjji 轴 2 10剪切袈St： 1213牺狀裂龍；UJfi狀9HHLi占决向应力较丸时，结初面上的究罐(锚齿)合因剪境力的 不斯常加发虫碧祈*T =Cp+(7ti111cp 同粗耗価的究書部分翦曲帀现出的似粘聚力PartoiiXiAW 不规则左吉捣面的It 5F程厦冷式2.4结构面的抗剪强度结构面的剪切变形与强度结构面的剪切变形结构面在剪切应力作用下的剪切变形与结构面的类型、粗糙 度、有无充填物以及充填物的多少等有关。结构面的B

25、art on抗剪强度准则1973，1976年Barton对Patton公式进行了修正，提出以下公式r7tail JRC *losJCS10JCS结构面旁石材料砖单轴抗压强度 妬 结构面的基本摩撩角1977年Barton和Choubey根据130个不同风化程度节理的直剪试验结果，修正了 Barton公式额节理剪切的剪应力一位移曲线光滑、无充填结构面的剪切破坏条件T(JCS=tanJRC - iogl0+他a1 b丿必结构面的残余摩擦角怙构苗吋剪力的柞用方向傑皤拄一角度/时1980 年由 Hoek & Brown 提岀;1988年修改；坡坏彤扎：沼着站构面的清动跛坏a坡坏乘忡：r =(7tau%姑

26、脚酣飾蓋專犀帚将=tail 玄奇=fgf i - cr$uiiii碑 二 rsinicwj +(7cos tT =(7 tan 仏 +)=(-2O) + 2O(r/J?)r耒凤化的湿破製曲施密特凹彈載；R凤化的干破裂面施密特回弹数.2.5裂隙岩体的Hoek-Brown强度准则H-B准则只适用于岩块尺寸远小于岩石工程规模的情况或只适用于裂隙化岩体。Hoek-Brow n 强度准则的发展历史1992年修改用于质量非常差的岩体；1994年引入GSI指标；2002年将以前修改全部整合，给岀 C,计算 公式；2006年给岀估算岩体变形模量的经验公式。GSIGSIGeological Stre ngth In dex反映各种地质条件对岩体强度削弱程度Hoek -Brown准则的最初形式2巧=6 + (20 + Str；)-Q 完整岩仃的单轴抗压强度;切F S 强度参数*5=1：完整岩石S25时（非扰动岩体）GSI-100 可当GSI 25时（非扰动岩体）5=07 = 0.65-GSI200岩体结构特征岩体结构特征节理表面状况节理表面状况GSIGSI岩体结构特征与结构面表面状态节理粗糙度节理凤化程度节理衰面状态充填悄况H-B准则的2002年版本勺岩块的单轴抗压彊盛;叫，笃a烤律强嵐参数*H-B准则强度参数的确定方法牡克爭莊2002年建段采用JU下輕脸窘式计莽强度拳裁:expGS