项目一 任务二 边坡稳定影响因素分析

公路边坡防护技术项目一边坡知识认知目

录任务一边坡的概念及其分类任务二

边坡稳定影响因素分析12

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知识目标技能目标以技能训练手册做支撑1234任务二

边坡稳定影响因素分析相关知识点

边坡变形破坏是在各种地质营力的作用下发生的，影响边坡变形破坏的因素很多，整体上分为自然因素和人为因素。一、影响边坡稳定性的自然因素

影响边坡稳定性的自然因素包括岩土性质、岩土体结构、地质构造、降雨、风化作用、天然地震及各种外部荷载（如风、雪等）等。

1.岩土性质

岩土体是在长期的自然历史过程中沉积形成的，其形成年代与类型各不相同，岩土体的物质成分、结构、构造、物理力学性质也各不相同，边坡的稳定性也就有差异。根据成因，岩石可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩。

（1）岩浆岩

岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩或喷浆岩。例如：花岗岩（见图1-2-2）、玄武岩（见图1-2-3）。

岩浆岩的岩性特点：岩性好，岩块抗压强度大。图1-2-2

花岗岩

图1-2-3

玄武岩

（2）沉积岩

沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物，经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石。沉积岩占地壳体积的7.9%，但在地壳表层分布很广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积岩所覆盖。例如：页岩（见图1-2-4）、砂岩（见图1-2-5）。图1-2-4

页岩

图1-2-5

砂岩

沉积岩的岩性特点：一是具有层次，二是许多沉积岩中有“石质化”的古生物的遗体或生存、活动的痕迹，层理面对岩体强度起控制作用。（3）变质岩变质岩由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。例如：大理石岩（见图1-2-6）、石英岩（见图1-2-7）。变质岩的岩性特点：具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质。（a）

（b）图1-2-6

大理岩（a）

（b）图1-2-7石英岩

一般情况下，由致密坚硬的、抗风化能力好的造岩矿物构成的岩质边坡，稳定性极好；反之则较差。例如：坚硬完整的块状或厚层状岩体（如花岗岩、砾岩等）稳定性较好，可形成数百米的陡坡；岩性单一的边坡稳定性高于岩性复杂的边坡；由岩浆岩组成的边坡，其稳定性高于由沉积岩组成的边坡；由沉积岩经变质作用形成的变质岩边坡，其强度高于原岩的，可构成较高陡的边坡。

某些区域性土或特殊土，其物质成分和结构的差异将强烈影响边坡的稳定性。例如：在淤泥或淤泥质软土地段，由于软土的塑性流动，边坡稳定性极差，极易产生变形破坏，难以保持坡形；黄土地区的边坡在干旱时可高达数十米，近于直立仍可保持稳定；而膨胀土边坡有的仅高数米或数十米，坡度小于10，仍不能保持稳定。

2.岩土体结构

岩体结构的类型、结构面的各种性状及坡面的关系是影响岩质边坡稳定的控制性因素。例如，当沉积岩或变质岩中的岩层产状与坡体走向一致时，易形成贯通破坏的滑动面；水平状岩层边坡的稳定性极好，但若存在陡倾裂隙时，则易引起剥落和坍塌；同向缓倾的岩质边坡稳定性较反向倾斜的差，且最易产生顺层滑坡。

因此，岩体中各种不连续面的切割组合，常形成边坡中的不稳定块体，影响边坡稳定。又如，岩层倾角小于15的边坡，除沿软弱夹层可能产生塑性流动外，一般是稳定的；岩层倾角大于25的边坡，通常不稳定。总之，结构面或倾角愈陡，边坡稳定性愈差。

土体的结构特征也是影响边坡稳定的主要因素。一般情况下，含片状矿物（如蒙脱石、伊利石等）多的土质边坡稳定性较差；具蜂窝状或絮凝状结构的土体边坡稳定性较差。

3.地质构造地质构造对边坡稳定性的影响最为明显。在地质构造复杂、褶皱（见图1-2-8）强烈、断裂（见图1-2-9）发育、地震或岩浆活动等新构造运动活跃的地区，边坡稳定性较差。例如，我国西南横断山脉地区、西藏雅鲁藏布江大拐弯河谷深切地区等，斜坡上的崩塌、落石、滑坡及泥石流等极为发育，常出现大型滑坡、崩塌及泥石流等，体积可达数亿立方米。（a）褶皱形成示意图

（b）褶皱景观图1-2-8

褶皱

另外，在褶皱核部附近，节理裂隙发育，边坡稳定性也很差；而在断层带附近，岩石破碎，风化严重，同时又受地下水等的影响，边坡的稳定性也会下降。图1-2-9

地质断裂形成示意图

4.水的作用水对边坡稳定性的影响可分为两个方面：一是水对岩土体的软化、侵蚀，降低了岩土体的力学强度；二是水对边坡的冲刷磨蚀，直接破坏边坡。（1）地下水影响地下水是影响边坡稳定的一个重要因素，通常与大气降水、地表径流密切相关。它的作用是在岩体裂隙中产生静水压力和动水压力，减小摩擦力和增加岩体的下滑力。此外，地下水沿岩体结构面长期渗流，对于结构面的泥质物起到软化作用，降低岩体强度。

减少地下水影响的常用措施：用截水沟拦截大气降水的地表径流，用排水沟疏导地表水，在边坡表面打水平钻孔排泄边坡内部的积水等。（2）大气降水的影响

对边坡而言，降雨的不利作用主要表现在降低岩土体强度、抬高地下水位、加大边坡内孔隙水压力三个方面。5.风化作用

风化作用使岩土体的裂隙增大增多甚至贯通，透水性增强，抗剪强度降低，不利于边坡稳定。大量调查表明，风化作用越严重，边坡稳定性越差。同一地区，岩土体性质不同，风化程度也不一样。例如，黏土岩比砂岩易风化，故其风化层较厚，坡角较小；具有周期性干湿变化的地区，岩石风化速度快，边坡的稳定性也较差。因此，在研究风化作用对边坡稳定性的影响时，须考虑边坡岩体各种岩石的风化条件及抗风化能力，预测边坡的发展趋势，为防护治理措施提供依据。6.地

震地震使坡体产生振动，导致软弱结构面发展、抗剪强度降低或完全失去强度，边坡的稳定性随之降低甚至失稳。地震对边坡的破坏程度，取决于地震烈度的大小，且与边坡的岩性、层理、节理裂隙的分布及发育密度、坡面方位和岩土体含水性能等有关。

二、影响边坡稳定性的人为因素

影响边坡稳定性的人为因素包括：开挖边坡的几何要素（如坡比、坡高、边坡形状、超挖情况等）、边坡开挖方式和爆破振动等。边坡的不合理开挖、坡顶加载及不合理施工、植被的破坏、地表或地下水动力条件的改变等都有可能引起边坡失稳。1.坡度和坡比

人工开挖的边坡高度越大，边坡坡角越陡（坡比越大），在其他相同条件下，边坡稳定性就越差，边坡破坏的概率就越大。2.开挖方式路堑边坡开挖方式主要有以下几种情况：（1）对冲积、坡积、洪积层或者是强风化岩层，通常采用施工机具或人工开挖，这种开挖对边坡面的振动破坏最小。（2）对风化程度较轻微的基岩，通常采用机械设备穿孔和爆破，对边坡会造成一定程度的破坏，其破坏程度主要取决于钻孔孔径大小、装药量的多少以及填充情况、起爆方式等。

同时，边坡的不合理开挖顺序也会导致边坡的失稳。若人工削坡未考虑岩体结构特点，裸露了控制边坡稳定的主要软弱结构面，使临空面扩大，坡体失去支撑，会导致边坡变形破坏；若施工程序不当，坡顶开挖进度慢而坡脚开挖进度快，加之陡边坡或形成倒坡，导致坡脚应力集中增大，也易使边坡产生变形破坏。

3.爆破振动爆破使边坡岩土体受到强烈振动而产生裂隙。爆破对岩体的破坏作用主要有：第一，炮孔的升压作用，即爆破生成的气体升压，从而产生很强的膨胀压力；第二，由升压作用在炮孔周围产生的压力冲击波在传播时形成的强大应力等。炸药爆破反应是一个高