岩体力学在边坡工程中的应用之二三

一、内容提要：本讲主要讲述斜坡稳定性评价方法和斜坡变形破坏的防治二、重点难点：斜坡稳定性评价各种方法的理论原理三、内容讲解：四、斜坡稳定性评价方法斜坡稳定性评价的目的是：合理设计人工边坡，使之既稳定安全，又不浪费开挖工作量；评定、核算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。斜坡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、图解法和工程地质类比法。大体上分定性评价和定量评价两大类。【例题1】斜坡稳定性评价方法有多种，下列不属于其中的方法的是（

）。A.自然历史分析法B.力学计算法C.工程地质类比法D.应力解除法答案:D【例题2】边坡工程设计的合理性在于（

）。A.边坡稳定安全B.边坡开挖经济上合理C.设计符合规范要求D.A+B答案:D【例题3】对已建成的人工边坡，边坡稳定性评价的目的是（

）。A.合理设计人工边坡，使之既稳定安全，又不浪费开挖工作量B.评定、核算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C.检查其稳定性状况D.为整治斜坡提供设计依据答案:C(一)自然历史分析法这是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影响因素，从而对斜坡稳定性做出初步评价。所以这种方法实际上是通过追溯斜坡发生、发展演化的全过程，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。自然历史分析法主要包括三方面研究内容：(1)区域地质背景的研究，包括区域构造、地层岩性分布和地形地貌特点以及近期地壳运动强烈程度(如地壳运动形式、地应力状态、有否活断层分布及其特征等)，并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坏的某些规律。这是一项基础性且带有全局意义的研究工作。例如我国四川盆地主要由侏罗系红色砂、泥岩互层组成，属典型的挡式褶皱构造，近期江河强烈下切，因此在处于同向坡的背、向斜转折部位，尤其在河谷地带，斜坡变形破坏现象十分发育。仔(2促)酬分析使斜坡演薄变的主导因素加及触发因素。棚尤其是一些周邪期性因拥素绸(允气候、水文、辨地戏震劫)汽与斜坡变形破颤坏间的相关性路。赴(3赵)否预测斜坡所处纠的演化阶段和节发展趋势，可钻能的破坏方式垄。可通过斜坡绕地质结构、外饲形及变形破坏手形迹来进行，萄也可通过必要熊的监测手段来弦研究。签需要指出的是乏：自然历史分剑析法虽属初步巧的、定性的评堪价方法，但是拘它是其他各种君评价方法的基荷础，没有这种劲评价方法，其冬他评价方法将粪难以进行。炕【例宁题艺4江】下列哪项不狮属于自然历史罚分析法当中所竖主要包括的研乡究内容热（申衬剑）。断A.央乔区域地质背景堵的研究烧B.规煤分析使斜坡演味变的主导因素维及触发因素活C.虹仁预测斜坡所处种的演化阶段和者发展趋势，可俱能的破坏方式篮D.洞锈分析坡上有漏粮水，水流冲刷酸坡脚或因河水支位急剧升降引痕起岸坡内动水宫压力的强烈作陷用答案:D早【例德题叔5肿】在下列斜坡台稳定性评价方巾法当中，哪种券方法是属于初把步的、定性的祖评价方法，但梳它是其他各种欲评价方法的基宜础，没有这种乱评价方法，其猜他评价方法将皱难以进行。晌（索插思）。脾A.踢脉自然历史分析池法蠢B.故慰力学计算法等C.漆窃工程地质类比浑法逗D乐.傻图解法答案:A斥(罪二愧)嗽力学计算法解力学计算法主氏要适用于滑坡拳类破坏型式，撞是一种定量评化价的方法。常庄用的是刚体极灾限平衡法。采挨用这种方法的俱前提条件是忠：慌①奏只考虑破坏面觉上的极限平衡脆状态，而不考造虑岩土体的变论形即视岩土体惩为刚体军；养②在破坏狠面量(证滑动励面众)品上的强度由凝单聚力和摩擦唇力池(恒c衬、幅绩值舒)诸控制，即遵循爪库仑判据李；腾③错滑体中的应力粉，以压应力与宰剪应力的方式膏，集中作用于捕滑面上，即均唐为集中力倚；派④狂以平纱面腐(奇二博维殿)岭课题来处理，丸这是为了求解茶方便而对实际架情况的简化。僵刚体极限平衡锣法表面上看来锤是一种严格的誉定量评价方法旷，但是由于上烈述的前提条件壳，以及边界条持件确定和计算把参数的取得都诊还存在不少问牺题。因此在实愿际工作中，常巴根据斜坡或边摩坡工程的重要拉性及具体情况序，用一个安全内稳定系经数仇K丙c著来保证计算的考安全度。一般烂规该定揉Kc=1.妻1彼～败1.辉5嫁，即要求计算矿所得斜坡或工休程边坡的稳定杆系数大于这个钢数字才是安全骆稳定的，否则岗将是不安全的狸。纺岩质斜坡的稳驾定性，一般取柴决于软弱结构貌面的特点及其叔组合关系。进塘行稳定性计算笔时应先确定可啊能的滑动面，跳即岩体中存在尚的软弱结构面计。其中比较简琴单的是单一同乓向结构面的斜强坡。由二组或广二组以上结构查面控制的斜坡本，条件就比较惭复杂了。这里得介绍单一同向谷结构面和折线日形滑面两种斜栗坡的稳定性计睁算。延【例烟题恨6睡】斜坡稳定性市评价方法当中厦的力学计算法贞属于尚（排从诵）。夜A长.护定性评价方法钞B冻.迎定量评价方法钓C瞒.洒半定量评价方分法胶1燥．单一同向结转构面斜坡叫斜坡稳定性受企倾向与坡向一活致的一组软弱荡结构面控制。平其稳定性计算从可沿滑动方向胞取一单宽剖告面洞(青图行17-1-1千4咳)霜。蹄D誓.展定性或半定量鲜评价方法答案:B陷【例傍题宫7甚】岩质斜坡的毙稳定性，一般饰情况下取决于乖（慈边倒）。暑A桶.乞坡形猴B是.践斜坡要素最C谷.怨岩石的抗剪强贸度指标甩D辰.乳软弱结构面的失特点及其组合冷答梨案逃:D充1享．单一同向结踢构面斜坡做斜坡稳定性受删倾向与坡向一询致的一组软弱渡结构面控制。主其稳定性计算而可沿滑动方向愧取一单宽剖拦面死(饭图撕17-1-1帝4寿)崖。践式撑中紫h茶为由坡顶至滑蛾动面的高度，弦也称为变形体令高度；其他符灰号意义同前。叠由上面的计算轮式可看出，这页类斜坡的滑动馅面长闻度有L疼对其稳定性无洪影响，而变形桥体高脉度驼h味和滑动面倾斑角备吨的影响则较大盐，野即淡拣和枕h负愈大斜坡稳定辽性愈差。而滑茂动面的性质对被斜坡稳定性影汪响是很大的，灶如果该面很软才弱珠(遭如泥化夹湾层掠)拖，而且平整光薯滑时，斜坡的朱稳定程度则大船大下降。尤其赔当结构面上的委粘聚力很小，抓甚至接近于零打时，则滑体的宅稳定性仅取决健于摩擦阻力的纯大小，即块答趋案它:A趋【例勉题喂9狡】对于单一同蛇向结构面斜坡汪，其稳定性与绞下列哪一项无混关？末（忧胳则）叙A.聪速粘聚力拆B伸.割内摩擦角短C饮.恼坡高托D角.农滑动面长度随答库案鞭:D驱【例双题炕1厚0兽】对于无粘性响土边坡，其稳肌定性与土坡的极下列哪一项指鄙标有关？拦（猾敢竞）稼A.蓬仔粘聚力降B蔑.骄内摩擦角烟C戒.侄坡高吧D云.煮滑动面长度熟答串案冻:B三2金．折线形滑动场面的斜坡枝斜坡的滑动面砍不规则。在自貌然界中此类滑阁坡较多见，坡啊积传层笛(语沿下伏基岩面圈滑移丢的伟)箱滑坡也属之。损计算这类斜坡判稳定性时，一牺般是根据所查搅明的滑动面起美伏情况，划分傅为折线形的块托段，每一块段涂底部滑面为平拣直的斜面，并白确定各段的计淋算参酸数焰(袜图绕17-1-1亦5弟)访。然后可根据拦我国铁道部门昏采用的滑坡推温力计算法来计源算斜坡的稳定训性。计算时假图定滑坡作整体宝滑动，各段之罚间不考虑挤压娘和拉裂，所以址可不考虑块段旦两侧力的作用杏。酒现将计算过程狗及需要注意的共问题说明如下级：榨【例桥题蔬1吹1挡】当坡积层沿哨下伏基岩面滑昏移形成滑坡时扯，其滑动面的专形状为挺（普卖山）。况A委.量直线葬型罗神B闲.似平面拜型雷

C结.无圆弧毅型诚

D狠.碌折线雨型派捏伶慨骡答疑案餐:D劝【例贺题睛1弱2魔】对于折线形股滑动面的斜坡镜，当计算其稳舞定性时，各块挂段底部的滑面草为白（领播逝）。州A僻.股平仍面蓬饶

B蜡.纹不规则曲魔面眨劝C扰.泼规则曲衫面谋

D辜.柱平直的斜秆面乐剪齿答垦案胖:D剥【例进题轮1金3骂】对于折线形林滑动面的斜坡膝，当计算其稳腰定性时，各块捐段两侧部应考且虑密（醉垃片）。诊A纺.木挤压力作梨用治头B爬.雨拉裂力作巡用竟

C昌.浅摩擦力作搁用宝激D灵.木不考虑块段两披侧力的作用死答沟案姓:D或(肌三恼)高图解鸽法闪摄图解法是一种炕定性或半定量衫的评价方法。吊在斜坡稳定性揉评价中，一般伏采用两种图解险法，即图表计歇算法和图解分叔析法。享图表计算法种越类较多，其基球本原理一般都培是根据斜坡所喇处的条件，先犯确定某一无因诵次量，并绘制疫不同坡角情况需下无因次量与圣稳定系数关系丑曲线图，或不正同稳定系数情断况下的无因次邀量与坡角关系顺曲线图。借助溜于曲线图，在领已知咬烈等参数后，就伞可直接从关系宰曲线上查得稳该定系数。蚂图表计算法与们力学计算法相雄比较，其结果名精度差些。但垮是，在进行边谎坡初步设计时乱是可以满足要饮求的。亲【例道题咱1得4饭】图表计算法阀与力学计算法苍相比较，二者榆在计算结果精揪度上为丰（狮渴靠）。边A筋.触相同木B谢.朵图表计算法差炒些勿C理.采力学计算法差味些丙D谊.沈无法比较嫁答垦案蚕:B丝【例尺题肾1置5克】图表计算法暖可在边坡设计嘱的哪一个阶段越采用，且能满街足精度要求。谅（陆欺份）。镜A送.康初步设计付B提.嚼技术设计枪C粒.柔施工图设税计铃丢惊答匙案项:A钢下面主要介绍丛一下图解分析军法。洒图解分析法以病赤平极射投影遮为基础。通过爆对斜坡岩体结冈构面的大量调匪查统计，掌握仓了优势软弱结键构面的产状特筐征，据以分析芳它们对斜坡稳塔定性的影响。闸现就单一软弱缴面和两组软弱久面的情况分析买斜坡的稳定性参。叼【例暑题结1琴6虽】图解分析法型以汗（保召他）为基础。弊A.僚出赤平极射投影教B.污浇自然历史分析均法而涉C.玩磨力学计算法破D以.押图解法灾答填案邮:A经【例阁题否1剧7谨】根据总图甲17-1-1想6朋分析，除了图般中习（纽e裙）所示的斜坡屡不太稳定以外笋，其余各图中差最不稳定的斜计坡是具（蒙溜朴）。呀A.(a)惯B.(b)下C.(c)可D.(d)鼠答恢案判:B宏【例眨题话1耻8东】斜交坡的稳顶定情况需根据弃（喘井众）而定。挖A.朝痛弱面倾向步B疑.漫坡面倾向济C.完恒坡角、弱面倾摸角大小低D.锯洞弱面倾向与坡望面倾向之间的鉴夹角膜答振案符:D势二组软弱结构但面的斜坡，其窝稳定性由弱面叔交线的产状控劲制，大致可分缝三种情况立。抹①绞交线倾向坡姻内唤(所图梯17-1-1蛾7(a)法)逗。在赤平投影仔图上，两组结馅构面投影弧交羡线与坡面投影票弧相对，斜坡篇是稳定的灭。位②境交线的倾向与丽坡面倾向一致粥，但其倾角小军于坡饱角裂[澡图压17-1-1理7(b)堂]雕。在赤子投影球图上，结构面限投影弧交线与隆坡面弧同在一恰侧，但位于坡狭面弧的外侧。浪这种情况说明漫斜坡是不稳定触的丸。跑③羽交线的倾向与斯坡面倾向一致救，但其倾角大荡于坡饭角者[偶图工17-1-1钻7(c)肠]械，这种情况斜士坡比较稳定。接三组软弱面构紧成的斜坡情况愈比较复杂，但集用赤平投影图统加以分析也可升判断斜坡稳定进性的情况。逝上述赤平投影肾法是纯粹定性销地判断斜坡稳舌定性，它仅给饱出斜坡稳定性若的可能情况，域在初步分析斜墙坡稳定性时可程采用。麻下面介绍一种春基于赤平投影潮法的半定量评润价斜坡稳定性占方蕉法狭—扬摩擦锥法宰【例谋题织1嚼9怒】当利用摩擦炭锥圆法评价单炭滑面岩质斜坡摊稳定性时，如季果重量矢量落乞在视摩擦锥内让，斜坡上块体祥将软（呈们辟）。祝A付.梁处于极限平衡圈状态滥B固.寿不会滑动距C拣.卵滑动骨D们.共无法判断刊答久案赏:B佛(励四巴)涂工程地质类比撕法祸当采用工程地朗质类比法时，鸟应全面分析比亭较边坡工程与方已有边坡的岩寇性、结构、自浑然环境、变形朋主导因素等方芹面的相似性；央评价边坡工程抢的稳定性和发迷展趋势对以下令内容进行分析偿：四(1兽)揉边坡及其相邻罗地段滑坡、崩偏塌、沉陷等不泪良地质现象。依(2惯)孝岩质边坡中的桐夹泥、页岩等三易风化、软化墙岩层或软硬交扣互的不利岩层袄组合。重(3韵)驼土质边坡中网要状裂隙发育，倚有软弱夹层，露或边坡体由膨佛胀岩土组成。冲(4钩)罚软弱结构面与低坡面倾向一致旦；或交角小称于由45世°香且结构面倾角世小于坡角；或仪基岩面倾向坡内外且倾角较大米。怒(5汽)伍地层渗透性差展异大，地下水疯在弱透水层或肚基岩面上积聚慧流动，断层及刃裂隙中有承压窜水出露。哥(6亏)责坡上有漏水，曾水流冲刷坡脚帆或因河水位急省剧升降引起岸诉坡内动水压力恐的强烈作用。沟(7倾)再边坡处于强震誉区或相邻地段部采用大爆破施太工。膏在以上分析的瓦基础上，可选来取坡角及其他绣计算参数，但拐仅能用于地质插条件简单的中巴、小型边坡。伞《岩土工程勘亏察规范》在考把虑岩石的性质醉、风化程度及梢边坡的设计高膝度等因素安影响下，给出个了岩质边坡的情容许坡高值，求见臣表全17-l-奥4奖。房【例补题坦2完0炕】对于中等风割化硬质岩石，眉当坡高在连8m斥以内时，容许伶边坡值为达（听呜斩）。域A.

余1很：龙0.1汗B.

悦1兰：衫0.25牺C屿.

挎1盟：匠0.40芝D.首1崖：忽0.50升答触案况:B怨五、斜坡变形做破坏的防治筐斜坡变形破坏宅的防治应贯淘彻寻“情以防为主，及六时治啦理扬”骨的原则。以防折为主，指的是龄对不稳定结构送类型的斜坡预董先采取措施，弟以防止变形；烦工程布置应尽匆量绕避严重不交稳定斜坡地段华，或采取相应势的设计方案。恒及时治理，指忍的是对已发生插变形的斜坡应胳及时采取治理姜措施，使之不巾再继续向破坏建的方向发展，样以保证工程顺贺利施工和安全欧使用。为此要失进行工程地质奉勘察，查清斜单坡地段工程地雹质条件和影。卡向斜坡稳定性泉的各项因素，鸭并查明斜坡变代形破坏的边界鞠条件和规模，究目前所处的演植化阶段等。针滩对工程的重要叮性，因地制宜谎地采取不同的葡防治措施。秧【例搜题惹2旷1驼】斜坡变形破删坏的防治原则腥为虹（乔金晴）。驴A雄.游以防为主，及庆时治理仁B渡.铁防治并重弄C连.瓣以治为主，提咬倡预识防姨洁D叮.季不预防，注重甘治理唐答虽案磁:A包针对不同情况号，斜坡变形破话坏的防治措施咐大致可分为以灯下几类。咸(建一伙)院支挡工程拨支挡工程是改驱善斜坡力学平签衡条件。提高血斜坡抗滑力最胶常用的措施，屯主要有挡墙、掩抗滑桩、锚要杆六(遮索伶)艇和支撑工程等充。溉挡墙也叫挡土孙墙，是目前较醒普遍使用的一踏种抗滑工程。医它位于滑体的袖前缘，借助于虑自身的重量以装支挡滑体的下抓滑力，且与排惑水措施联合使什用。按建筑材神料和结构形。刷式不同，奔有抗滑片石垛省、抗滑片石竹补笼、浆砌石抗杆滑挡墙、混凝醒土或钢筋混凝印土抗滑挡墙等姓。挡墙的优点服是结构比较简轧单，可以就地军取材，而且能药够较快地起到别稳定滑坡的作悲用。但一定要异把挡墙的基础球设置于最低滑导动面之下的稳汽固层中，墙体孤中应预留泄水疤孔，并与墙后面的盲沟连续起阁来降(愈图浮17-1-2定1驻)哀。破抗滑桩是用以蜜支挡滑体的下炊滑力，使之固俭定于滑床的桩或柱。它的优点宜是：施工安全建、方便、省时芹、省工、省料咐。且对坡体的浸扰动少，所以丧也是国内外广易为应用的一种棒支挡工程。它灿的材料有木、眼钢、混凝土及低钢筋混凝土等兄。施工时可灌爹注，也可锤击供贯人。抗滑桩谊一般集中设置妄在滑坡的前缘兴部位，且将桩越身全长俯的灶1径／僵3属～捎1粪／樱4赶埋置于滑坡面取以下的稳固层路中银(他图枪17-1-2系2叮)徒。咸锚质杆碰(篇索嫁)患是一种防治岩滥质斜坡滑坡和降崩塌的有效措知施。利用锚躁杆悠(峰索霞)绵上所施加的预饰应力，以提高陈滑动面上的法瓦向应力。进而粗提高该面的抗期滑力，改善剪建应力的分布状长况锤(峰图却17-1-2倾3围)扑。支撑主要用堵来防治陡峭斜崭坡顶部的危岩可体，防止其崩体落帽(杠图畅17-1-2驶4都)秒。蛛【例呼题巴2喂2亏】通过设置挡彩墙、抗滑桩、争锚斗杆栽(傲索府)贺和支撑工程等刷支工程，可改伪善斜坡力学平毙衡条件，提高帅（驴糕解）。飘A.典绳岩土体的抗剪返强度堤B雪.姐地基承载力白C.杂搁斜坡下滑力危D.喝伍斜坡抗滑力聪答脱案阵:D杯(搏二痒)叉排水搅斜坡变形破坏架常与水的作用株有密切关系，往因此要采取措狠施排除斜坡地渡段的地表水和径地下水，以消夹除或减轻水对仿斜坡的危害作线用。逝首先要拦截流炕入被保护斜坡乒区或滑坡地段辱的地表水流。施应在斜坡保护均区或滑坡区外壤设置环形截水检沟，将水流旁誓引。该截水沟活的迎水面沟壁丰上应设置泄水保孔，以排除部馅分地下水。在疼被保护的斜坡播区或滑坡体内招，也应充分利杆用地形和自然歉沟谷，布置树络枝状排水系统招，木以阻止地表水海冲刷坡面和渗符入地达下咱(哄图挨17-1-2随5箭)捧。排水沟应该极用片石或混凝某土铺砌。排除辱地下水可使坡滩体的含水量及沸其中的空隙水式压力降低，以芒增强抗滑力和胁减小下滑力。稠排水的措施较沈多，有截水沟阁、盲沟、水平鸣钻孔、盲洞、叙集水井等。甚排水措施一般伟是与其他措施我配合使用的。区【例伤题夸2哄3蚀】排除地下水秧可使坡体的含根水量及其中的宿空隙水压力降范低，以提高坡霞体的稳定性，闻这是因为排水闷可磨（浅胜疯）。忆A.宜壁提高岩土体的冰抗剪强度窑B.婚蛙增强抗滑力叮C.蛙混减小下滑力垦D.B+C吃答且案易:D疾(励三详)树减荷反压蜂这一方法在滑兄坡防治中应用饮较广。减荷的已目的在于降低印坡体的下滑力抄，其主要的方般法，将滑坡体雨后缘的岩土体宴削去一部分或运将较陡的斜坡好减缓。但是单箩纯的减荷往往在不能起到阻滑