斜坡岩体稳定性的工程地质分析 课程设计

广西全州县广坑漕山体滑坡

——斜坡失稳的分析地工1101张页心

斜坡失稳的分析一、滑坡概况二、应力机制分析三、成因分析四、防治建议五、总结分析六、参考文献

一、滑坡概况

2011年5月9日13:00－13:30，广西全州县咸水乡洛江村发生一起山体滑坡事故。经现场勘察，滑坡点位于洛江村广坑漕采石场后背上坡，山下为该采石场工业厂区及工棚，滑坡中心点坐标110°20'10″E，25°17'38″N。崩滑点与沟底高差约200m，约20万m3的崩塌物高速冲入沟谷，在上游沟口堆积约15万m3崩塌物压埋山下采石场工棚(图1)，正在山脚工棚休息的22名农民工不幸遇难，另有1名民工成功逃出。这次滑坡，造成直接经济损失约200万元人民币，是广西2011年入汛后的第一次暴雨引发的山体滑坡灾害。一、滑坡概况桂林全州县咸水乡山体滑坡现场航拍标清二、应力机制分析滑坡是斜坡破坏类型的一种。滑坡力学定义：

在一定的地形地质条件下，由于外界条件的变化，各种白然或人为的因素影响(例如长期受水浸润，削弱山体下部支撑力量等)，破坏了岩(土)体的力学平衡，使山坡上的不稳定土体(岩体)在重力作用下，沿着一定的软弱面(带)作整体的、缓慢的、间歇的向下滑动的不良地质现象，称之为滑坡。二、应力机制分析斜坡成坡后应力状态的变化：1.主应力迹线偏转:坡面附近σ1∥坡面，σ3┴坡面2.临空面附近应力集中带：坡脚最大剪应力增高带(σ1与σ3应力差达到最大值，出现最大剪应力集中)。3.坡面或坡顶某些部位，由于水平应力明显降低而可能出现拉应力，形成张力带。4.由坡面向内，受力状态由两向转化为三向。二、应力机制分析影响斜坡岩体应力分布的主要因素：1.原始应力状态的影响：

水平构造残余应力加剧应力集中(坡脚、坡面、坡顶应力集中带)。2.坡形(坡面几何形态)的影响:坡角增加，坡面及坡顶张力带的范围扩大，坡脚应力集中带τmax随之增高坡底的宽度：当W<0.8H时，坡脚τmax随底宽缩小而急剧增高；当w>0.8H时，为常值。3.斜坡岩体结构面的影响：使岩体不均匀、不连续，结构面周边出现应力集中或应力阻滞。二、应力机制分析斜坡变形的基本方式卸荷回弹：由坡体内积存的弹性应变能释放而产生的坡体向临空方向回弹。蠕变：在坡体应力(以自重应力为主)长期作用下发生的一种缓慢而持续的变形。二、应力机制分析斜坡变形组合形式蠕滑—拉裂滑移—压致拉裂弯曲—拉裂塑流—拉裂滑移—弯曲二、应力机制分析斜坡破坏的主要类型及特征：1.崩塌：斜坡前缘被陡倾的结构面分割的岩体，在重力作用下突然脱离母体翻滚而下的过程。60度以上的陡坡前缘风化作用地下水地震2.滑坡:斜坡岩土体沿着连续贯通的剪切破坏面，在重力作用下以一定加速度下滑的过程。二、应力机制分析哥伦比亚惊人的山体滑坡（走山）二、应力机制分析斜坡应力场的基本特征

斜坡成坡过程中，临空面周围的岩体发生卸荷回弹，引起应力重分布（下图）和应力集中等效应。据有限元研究，斜坡成坡后，岩体的应力状态较以前发生了以下几个主要方面的变化：用有限元解出的位移迹线图左：重力场条件（N＝0.33）；右：以水平应力为主的构造应力场条件下（N＝3）二、应力机制分析

1.由于应力的重分布，斜坡周围主应力迹线发生明显偏转。表现为愈靠近临空面，最大主应力愈接近于平行临空面，最小主应力刚与之近于正交。

2.由于应力分异的结果，在临空面附近造成应力集中带。但坡脚区和坡缘(斜坡面与坡顶面的交线)区情况有所不同。具体体现在：坡脚附近最大主应力（相当于临空面的切向应力）显著增高，且愈近表面愈高；最小主应力（相当于径向应力）显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。3.与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝着临空方向。4.坡面处由于径向压力实际等于零，所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡走向方向的σ2时)，向内渐变为两向或三向(考虑σ2时)状态。主应力迹线图（a）重力场条件（N＝0.33）；（b）以水平应力为主的构造应力场条件下（N＝3）三、成因分析滑坡地质条件分析：1.滑坡体地质结构：

滑坡体主要由第四系的全强中风化花岗岩及坡残积含碎石粉质粘土、碎石土组成。滑动面上能清晰看见风化强烈、岩石裂隙发育、破碎的花岗岩体。滑坡产生于花岗岩山区的强风化层中，为土质和岩质混合的滑坡类型。该处坡体较陡峭，风化的岩石节理裂隙发育，具备了引发地质灾害的地质条件。2.自然灾害破坏地质结构

经调查分析，2010年底至2011年4月，滑坡点当地降雨量偏少约50%，发生严重旱灾，干旱使表层土质出现不同程度疏松，土壤紧固性、稳定性进一步弱化，发生地质灾害的概率增大。3.人为工程破坏地质环境

广坑漕滑坡相邻两侧有采石工作面，根据调查，这两个采石场已经开采多年，因连续规模开采，已经生产售卖的石量非常大，抽空了山体的部分支撑基石，这对滑坡的影响是显而易见的，过去和现在的开采作业对滑坡的稳定性有明显的破坏作用气象条件分析迎风坡地形有利降水发生灾前降水特征季风急流突发性增大三、成因分析四、防治措施广西山体滑坡的特点：(1)滑坡灾害隐患点多。(2)灾害性暴雨天气多，汛期突发性山体滑坡频繁，广西每年汛期都不同程度的发生突发性山体滑坡，造成了人员伤亡和财产损失。(3)滑坡隐患点广泛分布在山区，综合防治难度很大(4)滑坡等地质灾害防治经费投入不足，使许多地质灾害隐患没有得到及时勘查和治理，勘查治理任务十分艰巨，防灾压力很大。(5)广大农村群众防治地质灾害，保护地质环境意识不强，全民抗灾、防灾、承灾能力低。(6)人类工程活动对地质环境的干扰和破坏作用越来越强烈，人为诱发的地质灾害越来越多。如每年发生的突发性地质灾害，将近一半属于人为诱发。四、防治措施斜坡失稳的防治原则：

以防为主，及时治理

1.正确地选择建筑场地

2.查清可能导致天然斜坡或人工边坡稳定性下降的因素斜坡失稳的防治对策：

1.边坡坡形和坡率设计2.地表排水3.地下排水4.防止水对坡脚的冲刷5.减重与反压6.支档工程地面排水沟布置示意图截水盲沟示意图支撑盲沟示意图仰斜孔排水示意图井孔联合排水示意图其他由于暴雨引发的滑坡五、总结分析

通过以上分析，可以看出，广坑漕山体滑坡是在经历地质环境受到人为工程破坏，以及先后遭遇干旱、持续降水、突发性暴雨等极端变化的情况下，水压力及山体自重量同时增大，导致坡体突然失稳发生的。据经历这次滑坡的民工口述，这次泥石流来势凶猛，小沟瞬间被泥石流填满，泥石流接着横向移动，直接把工棚吞没，整个过程发生仅几十秒时间，是一次典型的暴雨引发的山体滑坡。

在全球气候暖化趋势越来越明显的背景下，山体滑坡灾害也越来越多，生命财产损失越来越严重，因此防治山体滑坡灾害同时加强植被的保护，对开垦、采伐等活动进行严格管理。每年汛期前，加强对隐患点的排查，加强对地质灾害易发区和重要隐患点的防控，禁止在地质灾害易发区的高危地段、冲沟口、高陡边坡上及高陡边坡坡脚下建房或切坡建房监测预报方面，气象、地质、水文等部门应加强监测，同时加强联系合作，实现数据共享，及时发布