第11章-边坡的工程地质研究课件

第十一章

边坡的工程地质研究工程地质与水文地质1第十一章

边坡的工程地质研究工程地质与水文地质1

边坡是指岩土体表面具有侧向临空面的地质体。

包括自然边坡和人工边坡。

自然边坡是指在自然地质作用下形成的。

人工边坡是指人类工程活动形成的规模不同，陡缓不等的斜坡。概念2边坡是指岩土体表面具有侧向临空面的地质体。

自然边坡包括在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等天然斜坡。3自然边坡包括在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡

人工边坡包括例如

道路工程中的路堤边坡

房屋桥梁工程的基坑边坡

露天矿的边坡

水利水电工程中的运河渠道边坡

船闸、溢洪道边坡

引水隧洞进出口边坡

土石坝边坡及坝肩边坡等等。4

人工边坡包括例如

道路工程中的路堤边坡

边坡在各种内、外地质营力作用下，使坡体内应力分布发生变化，当岩土体强度不能适应此应力分布时，就产生了边坡的变形破坏。5边坡在各种内、外地质营力作用下，使坡体内应力分布发生11.1我国边坡工程的研究现状11.111.211.311.5

我国边坡工程的研究现状边坡变形与破坏的类型影响边坡稳定性的因素防治边坡变形与破坏的措施611.1我国边坡工程的研究现状11.111.211.31111.1我国边坡工程的研究现状我国边坡工程的系统研究始于中华人民共和国成立后。

随着国家经济建设的迅速发展，工程建设涉及的自然边坡越来越多，同时也产生了大量的人工边坡，因而对边坡的工程地质研究也日益加深。

我国对边坡的工程地质研究基本分为三个阶段。711.1我国边坡工程的研究现状我国边坡工程的系统研11.1我国边坡工程的研究现状20世纪50年代初-60年代初中期。

对边坡变形破坏产生的条件、作用因素、运动机理及其危害性缺乏认识，在建设中盲目挖方，结果造成边坡失稳的事故屡屡发生，被迫对已发生的边坡进行勘测、研究和治理，既耽误了工期，又增加了投资，产生了很大的浪费。（1）被动治理阶段811.1我国边坡工程的研究现状20世纪50年代初-11.1我国边坡工程的研究现状20世纪60年中期-80年代初。

此时人们从实践中逐渐认识到要很有效地预防、减轻和防治边坡失稳造成的灾害，必须深入系统地研究各种边坡的类型、分布、产生的条件、作用因素及其发生和运动的机理，对此列出了若干个专题进行研究。（2）专题研究阶段911.1我国边坡工程的研究现状20世纪60年中期-11.1我国边坡工程的研究现状由治理为主发展到以预防为主阶段，逐步形成不稳定边坡防治的理论体系，20世纪80年代至今。

随着国民经济的大发展，不稳边坡失稳造成的影响更加突出，对防灾减灾的要求也更高。对重点工程项目的建设前应进行灾害调查、预测和评价，或事先避开，或采取预防措施，防止和减少灾害的发生。特别对高速远程危害大的滑坡也进行了较深入的研究，滑坡发生时间预报也取得了突破性进展，逐渐形成了不稳定边坡防治的理论体系。（3）蓬勃发展阶段1011.1我国边坡工程的研究现状由治理为主发展到以预11.1我国边坡工程的研究现状目前随着我国大规模工程建设向西北和西南推进，特别是高山峡谷区的一些大型水利水电建设项目，基本都涉及到高陡边坡变形和稳定的问题。

西南雅砻江锦屏一级水电站等工程涉及的边坡高度可达900m以上；西北塔里木河流域下坡地下水库等工程相关的边坡高度超过1000m。1111.1我国边坡工程的研究现状目前随着我国大规模工11.1我国边坡工程的研究现状一、边坡工程理论研究方法在滑坡研究的早期阶段，理论基本上以工程地质类比分析为主，现已从定性的类比发展为定量的类比。

由于滑坡地质灾害系统的复杂性，因此对滑坡的预测是近似的、相对量化的。

从20世纪七十年代以来，随着数理等学科的突破性发展和科学计算水平的提高和普及，尤其是计算机技术的引用之后，学科的相互交叉与渗透使得滑坡计算、预测预报有了很大的发展。方法种类繁多。1211.1我国边坡工程的研究现状一、边坡工程理论研究方法11.1我国边坡工程的研究现状二、新技术的应用随着3S技术的发展和普及，现在越来越多的影响到边坡工程治理的各个环节。

3S系统是指：地理信息系统（GIS）、遥感系统（RS）、全球卫星定位系统（GPS）。三者融为一体为边坡工程的防治与预测预报提供了新的监测手段。另外、各种数值计算方法、人工网络、有限元、边界元、离散元与块体元等理论及其之间的相互耦合都不断用来解决各种复杂的边坡工程问题。1311.1我国边坡工程的研究现状二、新技术的应用随着11.1我国边坡工程的研究现状三、高边坡的施工处理1、三峡永久船闸边坡不稳定块体处理

永久船闸为双线连续五级船闸，位于三峡大坝的左侧，航道轴线总长6442m，其中主体段长1637m，在山体中深切开挖修建，最大开挖深度达170m，下部为45-68m高的岩质高边坡。

坡度：全风化岩体为1：1，弱风化岩体为1：0.5，微风化至新鲜岩体为1：0.3.1411.1我国边坡工程的研究现状三、高边坡的施工处理1、三峡11.1我国边坡工程的研究现状遵循动态设计的思想和方法，对块体进行工程处理，以改善和提高块体的稳定性。一般处理采取“锚固为主、不开挖或小开挖为辅原则”。

（1）对于埋深小于5m的小规模块体，采用系统锚杆和随机锚杆结合（挂网）喷混凝土进行加固。

（2）对于埋深为5-8m的中等规模块体，采用预应力锚杆加固，但对于较小块体，也可以采用普通锚杆进行加固。

（3）对于埋深大于8m的较大规模块体，采用预应力锚索进行加固。1511.1我国边坡工程的研究现状遵循动态设计的思想和11.1我国边坡工程的研究现状除按原设计布设系统锚索1652束，高强锚杆10万根。随着开挖的进行，又增设了长度为12-14m的普通砂浆锚杆6861根。

随着开挖高程的降低，大量不稳定块体出现，随机锚索也逐步增多。据统计随机锚索总量达2043束。

永久船闸一、二期锚索总量达4123束，对埋深小于8m的块体增布了随机锚索2万根。1611.1我国边坡工程的研究现状除按原设计布设系统锚11.1我国边坡工程的研究现状2、大型危岩体加固

链子崖危岩体是位于长江三峡航道咽喉上的稳定性最差的大型灾害性崩滑体。危岩体在长江的南岸，下距宜昌市73km，距三峡坝址27km，属湖北省秭归县，对岸是1985年又一次大规模活动的新滩滑坡和新滩镇（老新滩镇被推入江中）。

链子崖危岩体防治工程的目的是改善坡体的稳定性，防止大规模的崩滑物质入江造成危害。1711.1我国边坡工程的研究现状2、大型危岩体加固

11.1我国边坡工程的研究现状整个防治工程的的最重要的组成部分为危岩体锚固工程，主要是改善水马门一带的“五万方”危岩体。危岩体防治工程施工共完成锚索151束，其中1000kN锚索50束；2000kN锚索61束；3000kN锚索40束。

在高达百米的悬崖上进行锚固施工难度非常大。1811.1我国边坡工程的研究现状整个防治工程的的最重11.2边坡变形与破坏的类型11.111.211.311.5

我国边坡工程的研究现状

边坡变形与破坏的类型影响边坡稳定性的因素防治边坡变形与破坏的措施1911.2边坡变形与破坏的类型11.111.211.311.11.2边坡变形与破坏的类型无论是自然边坡还是人工边坡，边坡形成受自然或人为营力作用，其中边坡应力分布特征决定了边坡变形破坏的形式和机制。2011.2边坡变形与破坏的类型无论是自然边坡还是人工11.2边坡变形与破坏的类型一、边坡岩土应力分布特征天然岩土体应力分布较复杂，除普遍存在的自重应力外，还有区域性的构造应力，有温差产生的温度应力，地下水产生的水压力，由地震产生的附加地震力等。

不做详细讲述~2111.2边坡变形与破坏的类型一、边坡岩土应力分布特征11.2边坡变形与破坏的类型二、边坡变形破坏的基本类型边坡在形成过程中，其内部原有的应力状态发生变化，引起应力重分布和应力集中等效应。为适应这种应力状态的变化，边坡将发生不同形式和不同规模的变形与破坏。

边坡的变形与破坏是应力状态调整的结果，是推动边坡演变的内在原因。2211.2边坡变形与破坏的类型二、边坡变形破坏的基本类型11.2边坡变形与破坏的类型

边坡变形破坏可划分为：边坡变形、边坡破坏以及边坡岩体中已经形成贯通性破坏面和破坏后的继续运动三大类型。它们分别代表了边坡变形破坏的三个演化阶段。

常见的边坡破坏的主要类型有松弛张裂、蠕动、剥落、崩塌和滑坡。2311.2边坡变形与破坏的类型边坡变形破坏可划分为：11.2边坡变形与破坏的类型

边坡变形以未出现贯通性的破坏面为特点，尤其是在坡面附近可能有一定程度的破裂与错动，但整体上没有产生滑动破坏，一般分为卸荷回弹（松动）和蠕动等形式。（一）边坡变形2411.2边坡变形与破坏的类型边坡变形以未出现贯通性11.2边坡变形与破坏的类型1、松弛张裂

是指当边坡侧向应力减弱之后，由于卸荷回弹而出现张开裂隙的现象。

如果多层裂隙发育，则有可能形成松弛张裂带，这种表生结构面及岩体，通常称为卸荷带。

松弛张裂的危害性在于其破坏了岩土体的完整性，进而破坏了其整体稳定性，可使大气降水、坡面地表水易渗入边坡内部，加剧了风化作用的强度，促使边坡进一步破坏。松弛张裂变形后，可导致倾倒、蠕动等其他变形。2511.2边坡变形与破坏的类型1、松弛张裂

是指当边262611.2边坡变形与破坏的类型2、蠕动

是在坡体应力（以自重为主）长期作用下，向临空面方向发生的一种缓慢变形现象。这种变形包含某些局部破裂，并产生一些新的表生破裂面。

蠕动可分为表层蠕动和深层蠕动两种类型。

深层蠕动是指在埋深较大的较坚硬岩层之间存在软弱岩层，沿软弱岩层产生的长期缓慢蠕动变形。2711.2边坡变形与破坏的类型2、蠕动

是在坡体应力11.2边坡变形与破坏的类型表层蠕动主要表现为表部岩体发生的弯曲变形。

对于脆性岩层，例如石英岩、花岗岩等，一般是岩块向临空面长期缓慢的滑动或转动，但岩块本身的形态不发生显著的变化，仅岩块之间的相对位置发生变化或岩块之间发生拉裂现象。

对于塑性岩层，例如页岩、片岩等，在一定的荷载长期作用下，发生缓慢的连续弯曲变形。2811.2边坡变形与破坏的类型表层蠕动主要表现11.2边坡变形与破坏的类型2911.2边坡变形与破坏的类型2911.2边坡变形与破坏的类型（二）边坡破坏边坡的破坏类型主要有崩塌和滑坡。3011.2边坡变形与破坏的类型（二）边坡破坏边坡11.2边坡变形与破坏的类型1、崩塌3111.2边坡变形与破坏的类型1、崩塌3111.2边坡变形与破坏的类型

是指在陡坡地段的边坡上，岩土体被多组张裂缝和节理裂隙分割，因受重力作用突然脱离母体，倾倒、翻滚坠落于坡脚的现象。

包括小规模块石的坠落、倾倒块体的翻倒和大规模的山（岩）崩。

崩塌体通常破裂成碎块堆积于坡脚，形成具有一定天然休止角的岩堆—称为倒石堆。进而可能发展成碎屑流。3211.2边坡变形与破坏的类型是指在陡坡地段的边坡上11.2边坡变形与破坏的类型（1）与地形直接相关崩塌一般发生在高陡边坡的前缘，发生崩塌的边坡坡脚一般大于45°，尤其是大于60°的陡坡，地形切割越强烈，高差越大越易形成崩塌。崩塌形成的原因大致有以下几种：3311.2边坡变形与破坏的类型（1）与地形直接相关（2）厚层坚硬脆性岩体中这类岩体能形成高陡的边坡，边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，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。11.2边坡变形与破坏的类型34（2）厚层坚硬脆性岩体中这类岩体能形成高11.2边坡变形与破坏的类型3511.2边坡变形与破坏的类型3511.2边坡变形与破坏的类型（3）软硬相间岩体中当边坡岩体由软硬相间的岩石组成时，若干软弱岩石发生塑性流变，则导致上部岩层沉陷、拉裂错动而造成崩塌；或软弱岩石由于抗风化能力较低，受风化作用影响凹进，使坚硬岩石悬空断裂而坠落形成崩塌。（4）其他边坡下部有洞穴、采空区引起塌陷、将边部岩体往外挤出，造成倾倒崩塌。3611.2边坡变形与破坏的类型（3）软硬相间岩体中11.2边坡变形与破坏的类型3711.2边坡变形与破坏的类型3711.2边坡变形与破坏的类型另外，由于风化作用的差异性、地下水渗流场的变化、地震、爆破等也可引起崩塌。尤其是强烈的地震，常可引起大规模的崩塌，造成严重灾害。3811.2边坡变形与破坏的类型另外，由于风化作11.2边坡变形与破坏的类型2、滑坡3911.2边坡变形与破坏的类型2、滑坡3911.2边坡变形与破坏的类型

滑坡是边坡岩土体在重力作用下，沿贯通的剪切破坏面（带）整体滑动破坏的现象，主要是以水平运动为主的变形，这也是滑坡区别于其他斜坡变形的主要标志和特征。

它是边坡破坏中，危害最大，最常见的一种变形破坏形式。一般在山区和黄土高原区分布较广泛，规模较大。

滑坡是一种地质灾害，是对人类造成危害较大的地质灾害类型之一。4011.2边坡变形与破坏的类型滑坡是边坡岩土体在重力11.2边坡变形与破坏的类型（1）滑坡的形态特征—个发育完全的比较典型的滑坡具有如下的基本构造特征1－滑坡体；2－滑动面；3－滑动带；4－滑坡床；5－滑坡后壁；6－滑坡台地；7－滑坡舌；8－滑坡台阶；9－股掌裂缝；

10－主滑线；11－封闭洼地；12－剪裂缝；13—扇形裂隙；14—拉张裂隙；4111.2边坡变形与破坏的类型（1）滑坡的形态特征11.2边坡变形与破坏的类型1）滑坡体

滑坡发生后，与稳定坡体脱离而滑动的那部分岩土体。这部分岩土体虽然经受了扰动，但大体上仍保持有原来的层位和结构构造的特点。

滑坡体和周围不动岩土体的分界线叫滑坡周界。滑坡体的体积大小不等，大型滑坡体可达几千万立方米。4211.2边坡变形与破坏的类型1）滑坡体滑坡发生后，与稳11.2边坡变形与破坏的类型3）4）5）滑动面、滑动带和滑坡床

滑坡体沿其滑动的面称滑动面。

滑动面以上，被扰动了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带。有些滑坡的滑动面(带)可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。4311.2边坡变形与破坏的类型3）4）5）滑动面、滑动带和滑11.2边坡变形与破坏的类型滑动面大多数位于粘土夹层或其它软弱岩层内。如页岩、泥岩、千枚岩、片岩、风化岩等。由于滑动时的摩擦，滑动面常常是光滑的，有时有清楚的擦痕；同时，在滑动面附近的岩土体遭受风化破坏也较厉害。滑动面附近的岩土体通常是潮湿的，甚至达到饱和状态。许多滑坡的滑动面常常有地下水活动，在滑动面的出口附近常有泉水出露。4411.2边坡变形与破坏的类型滑动面大多数位于粘土夹11.2边坡变形与破坏的类型5）滑坡壁

滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁称滑坡壁。滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸，其形态呈“圈椅”状，称为滑坡圈谷。4511.2边坡变形与破坏的类型5）滑坡壁滑坡体滑落后11.2边坡变形与破坏的类型6）滑坡周界

滑坡体与周围稳定岩体在地表上的分界线。7）滑坡舌

指滑体前缘由于岩土体的挤压常形成的舌状隆起地带。4611.2边坡变形与破坏的类型6）滑坡周界滑坡体与周11.2边坡变形与破坏的类型8）滑坡台地

滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面称滑坡台地。滑坡台地的台面往往向着滑坡后壁倾斜。

滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台坎。有两个以上滑动面的滑坡或经过多次滑动的滑坡，经常形成几个滑坡台地。4711.2边坡变形与破坏的类型8）滑坡台地滑坡体滑落11.2边坡变形与破坏的类型9）滑坡鼓丘

滑坡体在向前滑动的时候，如果受到阻碍，就会形成隆起的小丘为滑坡鼓丘。

10）主滑线

滑坡体中滑动速度最快的纵向线。它代表滑坡整体的滑动方向，可以是直线，也可以是曲线。4811.2边坡变形与破坏的类型9）滑坡鼓丘滑坡体在向11.2边坡变形与破坏的类型11）滑坡裂缝

在滑坡运动时，由于滑坡体各部分的移动速度不均匀，在滑坡体内及表面所产生的裂缝称为滑坡裂缝。根据受力状况不同，滑坡裂缝可以分为四种：4911.2边坡变形与破坏的类型11）滑坡裂缝在滑坡运11.2边坡变形与破坏的类型

1)拉张裂缝。在斜坡将要发生滑动的时候，由于拉力的作用，在滑坡体的后部产生一些张口的弧形裂缝。坡上拉张裂缝的出现是产生滑坡的前兆。

2)鼓张裂缝。滑坡体在下滑过程中，如果滑动受阻或上部滑动较下部为快，则滑坡下部会向上鼓起并开裂，这些裂缝通常是张口的。鼓张裂缝的排裂方向基本上与滑动方向垂直，有时交互排列成网状。5011.2边坡变形与破坏的类型1)拉张裂缝。在斜坡将11.2边坡变形与破坏的类型

3)剪切裂缝。滑坡体两侧和相邻的不动岩土体发生相对位移时，会产生剪切作用；或滑坡体中央部分较两侧滑动快而产生剪切作用，都会形成大体上与滑动方向平行的裂缝。这些裂缝的两侧常伴有如羽毛状平行排列的次一级裂缝。

4)扇形张裂缝。滑坡体向下滑动时，滑坡舌向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝，称为扇形张裂缝，也称滑坡前线放射状裂缝。5111.2边坡变形与破坏的类型3)剪切裂缝。滑坡体两11.2边坡变形与破坏的类型（2）滑坡分类

滑坡作为一种地质现象，可以产生于不同地区，不同地层、不同条件下，为了对它进行深入研究，进行有效的预防和治理，对其进行适当的分类是必要的。根据不同的依据，划分成各种不同类型，常用的分类方法有以下几种。5211.2边坡变形与破坏的类型（2）滑坡分类11.2边坡变形与破坏的类型

①堆积层滑坡。滑体由堆积物组成，滑面在堆积层内或沿基岩面滑动；

②黄土滑坡。滑体由黄土组成，滑面在黄土层内或沿下伏岩面滑动。

③黏性土滑坡。滑坡由黏性土组成，滑面在黏土层内或沿下伏岩面滑动。

④砂性土滑坡。滑坡由砂性土组成，滑面在砂性土层内或沿沿下伏岩面滑动。

⑤基岩滑坡。由岩体组成的滑体沿结构面滑动。1）按滑体岩土性质分5311.2边坡变形与破坏的类型①堆积层滑坡。滑体由11.2边坡变形与破坏的类型2）按滑面与岩层面的关系分①顺层滑坡，滑体沿层面或不整合面发生的滑坡；②切层滑坡，滑面切穿层面，滑体沿断层或裂隙与层面组合的折线状滑面滑动；③均质滑坡，发生在层面不明显的均质黏性土或黄土中的滑坡，滑动面多为圆弧状。5411.2边坡变形与破坏的类型2）按滑面与岩层面的关系分555511.2边坡变形与破坏的类型3）按引起滑动的力学性质分①推动式滑坡，在上覆荷载作用下，滑面后部首先破坏，然后推动滑坡体整体滑动；②牵引式滑坡，坡脚岩土体失去支撑首先破坏，然后牵动着滑坡体整体下滑。5611.2边坡变形与破坏的类型3）按引起滑动的力学性质分11.2边坡变形与破坏的类型4）按滑动面的形态划分按滑动面的形态可划分为：

①圆弧形滑面，多发生在土质、半岩质（例如黏土岩）或强风化的岩质边坡中，这类滑动面的形状受坡体中最大剪应力面控制，常接近于对数螺旋曲线。为便于计算，常简化为圆弧。

②平面滑坡，还包括阶梯形滑面及由多组软弱面组成的楔形滑面等。5711.2边坡变形与破坏的类型4）按滑动面的形态划分按滑动面5858595911.2边坡变形与破坏的类型5）按体积大小分类类型按体积分类类型（m3）小型<5000中型5000～10000大型50000～100000巨型>1000006011.2边坡变形与破坏的类型5）按体积大小分类类型按体积分11.2边坡变形与破坏的类型按滑坡体的厚度划分类型滑体厚度（m）浅层<6中层6～20深层>206111.2边坡变形与破坏的类型按滑坡体的厚度划分类型滑体厚度11.2边坡变形与破坏的类型（3）滑坡判断的标志

滑坡产生以后，常在地表形成地形地貌、岩性及岩土结构、水文地质条件等各种局部异常现象，根据这些现象即可判断滑坡体的存在与否。6211.2边坡变形与破坏的类型（3）滑坡判断的标志11.2边坡变形与破坏的类型1）地形地貌及地物标志

滑坡往往造成边坡上出现圈椅状或马蹄状地形，或使斜坡上出现反向台坎及坡脚向河床方向突出。滑坡体上常有鼻状凸丘或多级平台。滑体两侧常形成沟谷，并出现双沟同源现象。滑体上常有积水洼地、地面裂缝、树木歪斜（马刀树、醉汉林）、房屋倾斜、开裂等现象。6311.2边坡变形与破坏的类型1）地形地貌及地物标志11.2边坡变形与破坏的类型2）岩土结构特征

由于岩体滑动，常造滑体周围地层层位、产状等特征的不连续。有时滑体内新老地层倒置，有时岩层层位正常、但产状明显不一致（例如出现地层反倾、走向改变或倾角变化等）或滑体内岩土体常出现扰动松脱现象。6411.2边坡变形与破坏的类型2）岩土结构特征11.2边坡变形与破坏的类型3）水文地质标志

边坡岩体地下水动态发生局部变化，使滑体成为一个复杂的单独含水体。在滑动带前缘常有成排的泉水分布，并且其泉水出水量的大小和泉水的清浊程往往与滑体的活动有关。6511.2边坡变形与破坏的类型3）水文地质标志11.2边坡变形与破坏的类型4）滑坡边界及滑坡床标志

滑坡壁上有顺坡擦痕，前缘土体常被挤出或呈舌状凸起；滑体两侧常以沟谷或裂面为界；滑坡床常具有塑性变形带，其带内常由黏土矿物及磨光角砾组成；滑动面很光滑，而且其擦痕方向与滑动方向一致。6611.2边坡变形与破坏的类型4）滑坡边界及滑坡床标志11.2边坡变形与破坏的类型（4）滑面形成的机制及其边界条件岩土体的滑动是沿一个或一组滑面（带）发生的。而滑动面（带）常常是在一个点或一个局部范围内首先剪切破坏，然后再形成贯通的破坏面。因此，滑面的形成及其特性对滑坡的产生和发展起着决定性作用。其形成机制有两种情况。6711.2边坡变形与破坏的类型（4）滑面形成的机制及其边界条11.2边坡变形与破坏的类型1）滑动面受最大剪应力控制

在均质岩土体中，当滑坡发生前岩土体内不存在软弱结构面作为滑动面的情况下，形成呈弧形并在边坡上缘转为陡倾的滑动面。此类情况下岩土体的强度对边坡稳定性起着决定性作用。例如黄土滑坡及黏土滑坡。6811.2边坡变形与破坏的类型1）滑动面受最大剪应力控制11.2边坡变形与破坏的类型2）滑动面受已有结构面的控制

当坡体内存在软弱结构面时，并能构成有利于岩土体滑动的结构面（或几个结构面的组合）时，岩土体将沿已有结构面产生滑动。这时软弱结构面的产状和抗剪强度对边坡稳定性起着控制作用，而不决定于岩石本身的强度。岩质边坡的滑坡绝大多数属这种情况。6911.2边坡变形与破坏的类型2）滑动面受已有结构面的控制11.2边坡变形与破坏的类型三、边坡的工程地质分类自个儿阅读~7011.2边坡变形与破坏的类型三、边坡的工程地质分类第十一章

边坡的工程地质研究工程地质与水文地质71第十一章

边坡的工程地质研究工程地质与水文地质1

边坡是指岩土体表面具有侧向临空面的地质体。

包括自然边坡和人工边坡。

自然边坡是指在自然地质作用下形成的。

人工边坡是指人类工程活动形成的规模不同，陡缓不等的斜坡。概念72边坡是指岩土体表面具有侧向临空面的地质体。

自然边坡包括在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等天然斜坡。73自然边坡包括在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡

人工边坡包括例如

道路工程中的路堤边坡

房屋桥梁工程的基坑边坡

露天矿的边坡

水利水电工程中的运河渠道边坡

船闸、溢洪道边坡

引水隧洞进出口边坡

土石坝边坡及坝肩边坡等等。74

人工边坡包括例如

道路工程中的路堤边坡

边坡在各种内、外地质营力作用下，使坡体内应力分布发生变化，当岩土体强度不能适应此应力分布时，就产生了边坡的变形破坏。75边坡在各种内、外地质营力作用下，使坡体内应力分布发生11.1我国边坡工程的研究现状11.111.211.311.5

我国边坡工程的研究现状边坡变形与破坏的类型影响边坡稳定性的因素防治边坡变形与破坏的措施7611.1我国边坡工程的研究现状11.111.211.31111.1我国边坡工程的研究现状我国边坡工程的系统研究始于中华人民共和国成立后。

随着国家经济建设的迅速发展，工程建设涉及的自然边坡越来越多，同时也产生了大量的人工边坡，因而对边坡的工程地质研究也日益加深。

我国对边坡的工程地质研究基本分为三个阶段。7711.1我国边坡工程的研究现状我国边坡工程的系统研11.1我国边坡工程的研究现状20世纪50年代初-60年代初中期。

对边坡变形破坏产生的条件、作用因素、运动机理及其危害性缺乏认识，在建设中盲目挖方，结果造成边坡失稳的事故屡屡发生，被迫对已发生的边坡进行勘测、研究和治理，既耽误了工期，又增加了投资，产生了很大的浪费。（1）被动治理阶段7811.1我国边坡工程的研究现状20世纪50年代初-11.1我国边坡工程的研究现状20世纪60年中期-80年代初。

此时人们从实践中逐渐认识到要很有效地预防、减轻和防治边坡失稳造成的灾害，必须深入系统地研究各种边坡的类型、分布、产生的条件、作用因素及其发生和运动的机理，对此列出了若干个专题进行研究。（2）专题研究阶段7911.1我国边坡工程的研究现状20世纪60年中期-11.1我国边坡工程的研究现状由治理为主发展到以预防为主阶段，逐步形成不稳定边坡防治的理论体系，20世纪80年代至今。

随着国民经济的大发展，不稳边坡失稳造成的影响更加突出，对防灾减灾的要求也更高。对重点工程项目的建设前应进行灾害调查、预测和评价，或事先避开，或采取预防措施，防止和减少灾害的发生。特别对高速远程危害大的滑坡也进行了较深入的研究，滑坡发生时间预报也取得了突破性进展，逐渐形成了不稳定边坡防治的理论体系。（3）蓬勃发展阶段8011.1我国边坡工程的研究现状由治理为主发展到以预11.1我国边坡工程的研究现状目前随着我国大规模工程建设向西北和西南推进，特别是高山峡谷区的一些大型水利水电建设项目，基本都涉及到高陡边坡变形和稳定的问题。

西南雅砻江锦屏一级水电站等工程涉及的边坡高度可达900m以上；西北塔里木河流域下坡地下水库等工程相关的边坡高度超过1000m。8111.1我国边坡工程的研究现状目前随着我国大规模工11.1我国边坡工程的研究现状一、边坡工程理论研究方法在滑坡研究的早期阶段，理论基本上以工程地质类比分析为主，现已从定性的类比发展为定量的类比。

由于滑坡地质灾害系统的复杂性，因此对滑坡的预测是近似的、相对量化的。

从20世纪七十年代以来，随着数理等学科的突破性发展和科学计算水平的提高和普及，尤其是计算机技术的引用之后，学科的相互交叉与渗透使得滑坡计算、预测预报有了很大的发展。方法种类繁多。8211.1我国边坡工程的研究现状一、边坡工程理论研究方法11.1我国边坡工程的研究现状二、新技术的应用随着3S技术的发展和普及，现在越来越多的影响到边坡工程治理的各个环节。

3S系统是指：地理信息系统（GIS）、遥感系统（RS）、全球卫星定位系统（GPS）。三者融为一体为边坡工程的防治与预测预报提供了新的监测手段。另外、各种数值计算方法、人工网络、有限元、边界元、离散元与块体元等理论及其之间的相互耦合都不断用来解决各种复杂的边坡工程问题。8311.1我国边坡工程的研究现状二、新技术的应用随着11.1我国边坡工程的研究现状三、高边坡的施工处理1、三峡永久船闸边坡不稳定块体处理

永久船闸为双线连续五级船闸，位于三峡大坝的左侧，航道轴线总长6442m，其中主体段长1637m，在山体中深切开挖修建，最大开挖深度达170m，下部为45-68m高的岩质高边坡。

坡度：全风化岩体为1：1，弱风化岩体为1：0.5，微风化至新鲜岩体为1：0.3.8411.1我国边坡工程的研究现状三、高边坡的施工处理1、三峡11.1我国边坡工程的研究现状遵循动态设计的思想和方法，对块体进行工程处理，以改善和提高块体的稳定性。一般处理采取“锚固为主、不开挖或小开挖为辅原则”。

（1）对于埋深小于5m的小规模块体，采用系统锚杆和随机锚杆结合（挂网）喷混凝土进行加固。

（2）对于埋深为5-8m的中等规模块体，采用预应力锚杆加固，但对于较小块体，也可以采用普通锚杆进行加固。

（3）对于埋深大于8m的较大规模块体，采用预应力锚索进行加固。8511.1我国边坡工程的研究现状遵循动态设计的思想和11.1我国边坡工程的研究现状除按原设计布设系统锚索1652束，高强锚杆10万根。随着开挖的进行，又增设了长度为12-14m的普通砂浆锚杆6861根。

随着开挖高程的降低，大量不稳定块体出现，随机锚索也逐步增多。据统计随机锚索总量达2043束。

永久船闸一、二期锚索总量达4123束，对埋深小于8m的块体增布了随机锚索2万根。8611.1我国边坡工程的研究现状除按原设计布设系统锚11.1我国边坡工程的研究现状2、大型危岩体加固

链子崖危岩体是位于长江三峡航道咽喉上的稳定性最差的大型灾害性崩滑体。危岩体在长江的南岸，下距宜昌市73km，距三峡坝址27km，属湖北省秭归县，对岸是1985年又一次大规模活动的新滩滑坡和新滩镇（老新滩镇被推入江中）。

链子崖危岩体防治工程的目的是改善坡体的稳定性，防止大规模的崩滑物质入江造成危害。8711.1我国边坡工程的研究现状2、大型危岩体加固

11.1我国边坡工程的研究现状整个防治工程的的最重要的组成部分为危岩体锚固工程，主要是改善水马门一带的“五万方”危岩体。危岩体防治工程施工共完成锚索151束，其中1000kN锚索50束；2000kN锚索61束；3000kN锚索40束。

在高达百米的悬崖上进行锚固施工难度非常大。8811.1我国边坡工程的研究现状整个防治工程的的最重11.2边坡变形与破坏的类型11.111.211.311.5

我国边坡工程的研究现状

边坡变形与破坏的类型影响边坡稳定性的因素防治边坡变形与破坏的措施8911.2边坡变形与破坏的类型11.111.211.311.11.2边坡变形与破坏的类型无论是自然边坡还是人工边坡，边坡形成受自然或人为营力作用，其中边坡应力分布特征决定了边坡变形破坏的形式和机制。9011.2边坡变形与破坏的类型无论是自然边坡还是人工11.2边坡变形与破坏的类型一、边坡岩土应力分布特征天然岩土体应力分布较复杂，除普遍存在的自重应力外，还有区域性的构造应力，有温差产生的温度应力，地下水产生的水压力，由地震产生的附加地震力等。

不做详细讲述~9111.2边坡变形与破坏的类型一、边坡岩土应力分布特征11.2边坡变形与破坏的类型二、边坡变形破坏的基本类型边坡在形成过程中，其内部原有的应力状态发生变化，引起应力重分布和应力集中等效应。为适应这种应力状态的变化，边坡将发生不同形式和不同规模的变形与破坏。

边坡的变形与破坏是应力状态调整的结果，是推动边坡演变的内在原因。9211.2边坡变形与破坏的类型二、边坡变形破坏的基本类型11.2边坡变形与破坏的类型

边坡变形破坏可划分为：边坡变形、边坡破坏以及边坡岩体中已经形成贯通性破坏面和破坏后的继续运动三大类型。它们分别代表了边坡变形破坏的三个演化阶段。

常见的边坡破坏的主要类型有松弛张裂、蠕动、剥落、崩塌和滑坡。9311.2边坡变形与破坏的类型边坡变形破坏可划分为：11.2边坡变形与破坏的类型

边坡变形以未出现贯通性的破坏面为特点，尤其是在坡面附近可能有一定程度的破裂与错动，但整体上没有产生滑动破坏，一般分为卸荷回弹（松动）和蠕动等形式。（一）边坡变形9411.2边坡变形与破坏的类型边坡变形以未出现贯通性11.2边坡变形与破坏的类型1、松弛张裂

是指当边坡侧向应力减弱之后，由于卸荷回弹而出现张开裂隙的现象。

如果多层裂隙发育，则有可能形成松弛张裂带，这种表生结构面及岩体，通常称为卸荷带。

松弛张裂的危害性在于其破坏了岩土体的完整性，进而破坏了其整体稳定性，可使大气降水、坡面地表水易渗入边坡内部，加剧了风化作用的强度，促使边坡进一步破坏。松弛张裂变形后，可导致倾倒、蠕动等其他变形。9511.2边坡变形与破坏的类型1、松弛张裂

是指当边962611.2边坡变形与破坏的类型2、蠕动

是在坡体应力（以自重为主）长期作用下，向临空面方向发生的一种缓慢变形现象。这种变形包含某些局部破裂，并产生一些新的表生破裂面。

蠕动可分为表层蠕动和深层蠕动两种类型。

深层蠕动是指在埋深较大的较坚硬岩层之间存在软弱岩层，沿软弱岩层产生的长期缓慢蠕动变形。9711.2边坡变形与破坏的类型2、蠕动

是在坡体应力11.2边坡变形与破坏的类型表层蠕动主要表现为表部岩体发生的弯曲变形。

对于脆性岩层，例如石英岩、花岗岩等，一般是岩块向临空面长期缓慢的滑动或转动，但岩块本身的形态不发生显著的变化，仅岩块之间的相对位置发生变化或岩块之间发生拉裂现象。

对于塑性岩层，例如页岩、片岩等，在一定的荷载长期作用下，发生缓慢的连续弯曲变形。9811.2边坡变形与破坏的类型表层蠕动主要表现11.2边坡变形与破坏的类型9911.2边坡变形与破坏的类型2911.2边坡变形与破坏的类型（二）边坡破坏边坡的破坏类型主要有崩塌和滑坡。10011.2边坡变形与破坏的类型（二）边坡破坏边坡11.2边坡变形与破坏的类型1、崩塌10111.2边坡变形与破坏的类型1、崩塌3111.2边坡变形与破坏的类型

是指在陡坡地段的边坡上，岩土体被多组张裂缝和节理裂隙分割，因受重力作用突然脱离母体，倾倒、翻滚坠落于坡脚的现象。

包括小规模块石的坠落、倾倒块体的翻倒和大规模的山（岩）崩。

崩塌体通常破裂成碎块堆积于坡脚，形成具有一定天然休止角的岩堆—称为倒石堆。进而可能发展成碎屑流。10211.2边坡变形与破坏的类型是指在陡坡地段的边坡上11.2边坡变形与破坏的类型（1）与地形直接相关崩塌一般发生在高陡边坡的前缘，发生崩塌的边坡坡脚一般大于45°，尤其是大于60°的陡坡，地形切割越强烈，高差越大越易形成崩塌。崩塌形成的原因大致有以下几种：10311.2边坡变形与破坏的类型（1）与地形直接相关（2）厚层坚硬脆性岩体中这类岩体能形成高陡的边坡，边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，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。11.2边坡变形与破坏的类型104（2）厚层坚硬脆性岩体中这类岩体能形成高11.2边坡变形与破坏的类型10511.2边坡变形与破坏的类型3511.2边坡变形与破坏的类型（3）软硬相间岩体中当边坡岩体由软硬相间的岩石组成时，若干软弱岩石发生塑性流变，则导致上部岩层沉陷、拉裂错动而造成崩塌；或软弱岩石由于抗风化能力较低，受风化作用影响凹进，使坚硬岩石悬空断裂而坠落形成崩塌。（4）其他边坡下部有洞穴、采空区引起塌陷、将边部岩体往外挤出，造成倾倒崩塌。10611.2边坡变形与破坏的类型（3）软硬相间岩体中11.2边坡变形与破坏的类型10711.2边坡变形与破坏的类型3711.2边坡变形与破坏的类型另外，由于风化作用的差异性、地下水渗流场的变化、地震、爆破等也可引起崩塌。尤其是强烈的地震，常可引起大规模的崩塌，造成严重灾害。10811.2边坡变形与破坏的类型另外，由于风化作11.2边坡变形与破坏的类型2、滑坡10911.2边坡变形与破坏的类型2、滑坡3911.2边坡变形与破坏的类型

滑坡是边坡岩土体在重力作用下，沿贯通的剪切破坏面（带）整体滑动破坏的现象，主要是以水平运动为主的变形，这也是滑坡区别于其他斜坡变形的主要标志和特征。

它是边坡破坏中，危害最大，最常见的一种变形破坏形式。一般在山区和黄土高原区分布较广泛，规模较大。

滑坡是一种地质灾害，是对人类造成危害较大的地质灾害类型之一。11011.2边坡变形与破坏的类型滑坡是边坡岩土体在重力11.2边坡变形与破坏的类型（1）滑坡的形态特征—个发育完全的比较典型的滑坡具有如下的基本构造特征1－滑坡体；2－滑动面；3－滑动带；4－滑坡床；5－滑坡后壁；6－滑坡台地；7－滑坡舌；8－滑坡台阶；9－股掌裂缝；

10－主滑线；11－封闭洼地；12－剪裂缝；13—扇形裂隙；14—拉张裂隙；11111.2边坡变形与破坏的类型（1）滑坡的形态特征11.2边坡变形与破坏的类型1）滑坡体

滑坡发生后，与稳定坡体脱离而滑动的那部分岩土体。这部分岩土体虽然经受了扰动，但大体上仍保持有原来的层位和结构构造的特点。

滑坡体和周围不动岩土体的分界线叫滑坡周界。滑坡体的体积大小不等，大型滑坡体可达几千万立方米。11211.2边坡变形与破坏的类型1）滑坡体滑坡发生后，与稳11.2边坡变形与破坏的类型3）4）5）滑动面、滑动带和滑坡床

滑坡体沿其滑动的面称滑动面。

滑动面以上，被扰动了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带。有些滑坡的滑动面(带)可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。11311.2边坡变形与破坏的类型3）4）5）滑动面、滑动带和滑11.2边坡变形与破坏的类型滑动面大多数位于粘土夹层或其它软弱岩层内。如页岩、泥岩、千枚岩、片岩、风化岩等。由于滑动时的摩擦，滑动面常常是光滑的，有时有清楚的擦痕；同时，在滑动面附近的岩土体遭受风化破坏也较厉害。滑动面附近的岩土体通常是潮湿的，甚至达到饱和状态。许多滑坡的滑动面常常有地下水活动，在滑动面的出口附近常有泉水出露。11411.2边坡变形与破坏的类型滑动面大多数位于粘土夹11.2边坡变形与破坏的类型5）滑坡壁

滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁称滑坡壁。滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸，其形态呈“圈椅”状，称为滑坡圈谷。11511.2边坡变形与破坏的类型5）滑坡壁滑坡体滑落后11.2边坡变形与破坏的类型6）滑坡周界

滑坡体与周围稳定岩体在地表上的分界线。7）滑坡舌

指滑体前缘由于岩土体的挤压常形成的舌状隆起地带。11611.2边坡变形与破坏的类型6）滑坡周界滑坡体与周11.2边坡变形与破坏的类型8）滑坡台地

滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面称滑坡台地。滑坡台地的台面往往向着滑坡后壁倾斜。

滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台坎。有两个以上滑动面的滑坡或经过多次滑动的滑坡，经常形成几个滑坡台地。11711.2边坡变形与破坏的类型8）滑坡台地滑坡体滑落11.2边坡变形与破坏的类型9）滑坡鼓丘

滑坡体在向前滑动的时候，如果受到阻碍，就会形成隆起的小丘为滑坡鼓丘。

10）主滑线

滑坡体中滑动速度最快的纵向线。它代表滑坡整体的滑动方向，可以是直线，也可以是曲线。11811.2边坡变形与破坏的类型9）滑坡鼓丘滑坡体在向11.2边坡变形与破坏的类型11）滑坡裂缝

在滑坡运动时，由于滑坡体各部分的移动速度不均匀，在滑坡体内及表面所产生的裂缝称为滑坡裂缝。根据受力状况不同，滑坡裂缝可以分为四种：11911.2边坡变形与破坏的类型11）滑坡裂缝在滑坡运11.2边坡变形与破坏的类型

1)拉张裂缝。在斜坡将要发生滑动的时候，由于拉力的作用，在滑坡体的后部产生一些张口的弧形裂缝。坡上拉张裂缝的出现是产生滑坡的前兆。

2)鼓张裂缝。滑坡体在下滑过程中，如果滑动受阻或上部滑动较下部为快，则滑坡下部会向上鼓起并开裂，这些裂缝通常是张口的。鼓张裂缝的排裂方向基本上与滑动方向垂直，有时交互排列成网状。12011.2边坡变形与破坏的类型1)拉张裂缝。在斜坡将11.2边坡变形与破坏的类型

3)剪切裂缝。滑坡体两侧和相邻的不动岩土体发生相对位移时，会产生剪切作用；或滑坡体中央部分较两侧滑动快而产生剪切作用，都会形成大体上与滑动方向平行的裂缝。这些裂缝的两侧常伴有如羽毛状平行排列的次一级裂缝。

4)扇形张裂缝。滑坡体向下滑动时，滑坡舌向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝，称为扇形张裂缝，也称滑坡前线放射状裂缝。12111.2边坡变形与破坏的类型3)剪切裂缝。滑坡体两11.2边坡变形与破坏的类型（2）滑坡分类

滑坡作为一种地质现象，可以产生于不同地区，不同地层、不同条件下，为了对它进行深入研究，进行有效的预防和治理，对其进行适当的分类是必要的。根据不同的依据，划分成各种不同类型，常用的分类方法有以下几种。12211.2边坡变形与破坏的类型（2）滑坡分类11.2边坡变形与破坏的类型

①堆积层滑坡。滑体由堆积物组成，滑面在堆积层内或沿基岩面滑动；

②黄土滑坡。滑体由黄土组成，滑面在黄土层内或沿下伏岩面滑动。

③黏性土滑坡。滑坡由黏性土组成，滑面在黏土层内或沿下伏岩面滑动。

④砂性土滑坡。滑坡由砂性土组成，滑面在砂性土层内或沿沿下伏岩面滑动。

⑤基岩滑坡。由岩体组成的滑体沿结构面滑动。1）按滑体岩土性质分12311.2边坡变形与破坏的类型①堆积层滑坡。滑体由11.2边坡变形与破坏的类型2）按滑面与岩层面的关系分①顺层滑坡，滑体沿层面或不整合面发生的滑坡；②切层滑坡，滑面切穿层面，滑体沿断层或裂隙与层面组合的折线状滑面滑