大学本科工程地质8斜坡变形破坏工程地质研究.ppt

1、工程地质学，ENGINEERING GEOLOGY发表人：刘年海lecturer :刘水海，1，坡面变形破坏工程地质研究engineeringgeologystudyofslopedeformationfailure概述(大纲) 渐变应力分布特征渐变变形破坏的“失效失效”(Falling )形式。(stressdistributingpropertyofslope ) “衰减稳定性评估”(Evaluation of slope stability )“渐变预测预报”(Forecast of landslide )“防止渐变变形破坏”(preventionandculity ) fax 斜坡变形

2、破坏是地质发展演化的重要过程。 4、斜面的基本构成要素(1)、斜面AC (2)、斜面肩A (3)、斜面顶AB (4)、斜面脚C (5)、斜面高度H (6)、斜面角(7)岩坡8m H 15m土坡5m H 10m、岩坡H 8m土坡H 5m，形成、斜面的大小，陡坡=30中坡15=30缓斜面15、内凹斜坡形态，6，斜坡岩层裂缝发达，易坍塌水库库容10亿立方米，水库高267米，是当时世界上最高的双曲拱坝。 工程实例8、水库蓄水造成水库岸坡地下水位上升、地质环境剧烈变化、2.6亿立方米的石灰岩山体以20M/S以上的速度滑入水库。 最大冲击高度为250M，超过水库顶部达到150M，库水急剧流向下游。 洪水毁

3、坏了下游数公里以内的5个村庄，有2600人在梦中死亡。 这个水库也因为滑坡的填埋而废弃了。9、10、11、1980年6月3日上午5时35分湖北省远安县盐池河崩塌发生，16秒内矿局机关全部建筑物坑口设施毁坏，284人死亡。 12、三峡库区巴东新城所在地选址三次，搬迁两次，一直不跳出滑坡的“怪圈”。 从2002年开始关注扇形大斜面整体的稳定问题，担心是否会发生意大利瓦依昂水库斜面那样的灾害，到2005年提出了“巴东复杂斜面系统”，小“黄土斜面”还是“赵树理”！ 13，1988，1988？ 1996、1992？ 什么？巴东新城所在地3次选择、2次搬迁、14、三峡库区巴东县新城区地质灾害防治工作程度图

4、、扇形大斜坡整体工程地质工作！ 不要！ 不要！ 15、第二节灯应力分布特征，原始应力状态：16，1，灯周围的主应力痕迹越明显偏向越接近临空面，最大主应力1越接近与临空面平行，3越正交，越向坡内逐渐恢复原始状态。 另一方面，重分布应力的特征17、2，在倾斜地及肩尖附近形成应力集中区域，(1)，倾斜地附近的最大主应力显着增高，并且越接近表面越高，最小主应力显着降低。 这一带是坡口体中应力差和最大剪应力最高的部位，形成最大剪应力变高的带，多产生与坡口面和坡口底面平行的压裂面。 (2)、在斜面顶面和斜面的一部分部位，斜面的径向应力和斜面顶面的切向力转换为拉伸应力，形成张力带，容易形成与斜面平行的撕裂面

5、。18、3、关于主应力跟踪偏转，坡口内的最大剪应力跟踪由原直线变为近似圆弧线，弧的凹向指向临空方向。 4、由于斜面有侧向压力为零的倾向，实际上处于两个方向受力的状态，朝向斜面内逐渐成为三方受力的状态。影响斜坡应力分布的因素有： 1、岩体初始应力的影响初始应力场，特别是水平残馀应力使斜坡体中主应力痕迹的分布形式不同，使各应力值大小不同的应力分离现象恶化，尤其是对斜坡应力集中带和斜坡张力带的影响最大。 20、2、坡口的影响、(1)、坡口高度：不改变应力等值线图像，应力随坡口高度增高。 (2)、坡口角：坡口角的变化使应力分布图像显着变化。 随着倾斜角度的加剧，张力带的范围扩大，倾斜地应力集中带的最大

6、剪应力值也变高。 21、(4)、斜面形态平面上的凹形斜面显着缓和了应力集中。 对于圆形和椭圆形边坡，斜坡的最大剪应力只是一般斜坡的1/2。 (3)、坡口宽度为W0.8H时，一定值(称为“残馀坡口角应力”)、22、3、坡口岩土体特性和结构特征的影响、1、1、岩土体的变形弹性模量相对于均质坡口体保持的泊松比改变主应力和剪应力的分布，引起张力带的变化。 随着变高，斜面和斜面顶的张力带在逐渐扩展的斜面底部反而变高，张力带收缩。 由于构造面形状性质的不同，斜面上的应力分布会出现不连续性，在不连续面和软弱面的周边会产生应力集中和应力块。23、第三节坡面变形破坏的基本形式、坡面变形坡面受到侵蚀卸载作用和挖掘

7、卸载等作用的应力释放效应，引起了坡面表层岩土体的弹塑性排斥和蠕变位移。 形式： (1)、卸荷回弹卸荷、初始应力释放侧应力衰减引起的张裂面(2)、张裂斜面形成过程中，在斜面和斜面顶形成的张力带上拉伸应力集中形成张裂，24、重庆黔江大河口水电站坝肩张裂变形破裂，25、(3)、 a、表层爬升：斜面浅层岩土体在重力的长期作用下，向临空面方向缓慢变形构成剪切带，其位移从斜面向斜面内逐渐降低消失。 b .深层爬行：主要发育于斜面下部或斜面体内部。 根据其形成机理的特征，柔软的基础的爬升，斜面体的爬升(由柔软的构造面控制)，26、(4)，陡坡或直立板状岩体构成的斜面弯倒，岩层的行走与斜面的行走大致相同时，在

8、自重的长期作用下，从前缘开始向临空方向弯曲(塌方、岩崩)(山崩、落石)。28、29、5.12汶川地震引起绵阳至北川道路边坡坍塌，30、5.12汶川地震由甘肃省陇南成昆线惠县站1号坍塌体堵塞嘉陵江，上下水位差10米。 3日崩落体损坏车头燃烧，2人受伤。 31、地震引起的安县至高川乡道路塌陷造成车辆滞留，120多人死亡，32、2、滑坡岩土体依赖于内在或潜在的贯通结构面，外力使原来的平衡状态丧失，发生了以水平运动为主的滑坡现象。33、34、3两者的区别、运动方式、破坏形式、是否脱离母体、存在折动面、规模及速度，35、第四节崩塌、一、崩塌的类型及形成条件崩塌一般发生在厚层硬岩体上。 灰岩、砂岩、石英岩

9、等厚层硬脆岩石常能形成陡峭的斜面，其前缘常因后隙裂缝的发育而形成陡深的裂缝，并与其他构造面结合，逐渐发展连续穿透的分离面，因触发因素而崩溃。 另外，缓倾斜角硬软相间岩层的组合所产生的陡坡，由于软弱岩层风化剥离而形成凹地，上部的硬岩层变得不可靠，因此也有局部崩塌的情况。36，1、滑坡式塌陷、岩质边坡、裂隙发育的岩体、节理及层面控制、在坡面上的节理起主要作用。附着面的倾斜角一般在30-65左右，在下坡上呈不规则的粘性，切点可以在坡上，也可以在坡体的任何地方，为滑动式，一般的线路不太大，是渐进性的。常见类型、37、土坡、风化破碎带或第四系沉积层，斜坡段陡，缓层发生蠕动变形，形成雨季饱水等，产生渐进破

10、坏。 滑坡式坍塌、38、岩质边坡、软夹层结构、坚硬块状体。 脚下的软层等被挖空，能够以悬臂式完成。 破坏方式，是为了截断掉落，还是为了之后截断，一部分依靠软面跌倒，在溪谷的岸坡面和脚下的开采条件中很常见。 2、悬臂断裂式坍塌，39、岩坡a，由于薄层弱夹层长期蠕变弯折，形成坍塌，高陡坡形，受弱层控制，发展缓慢。 b .柱状块体，底脚压裂，因水荷载引起翻转。 3、倒式坍塌、40、土坡、下层挖空或变形破坏，上部失去支撑而发生下降坍塌。 4、落座式坍塌、41、坍塌的破坏方式如果不依赖于某一面坍塌，则总是落下或附着于某一面而坍塌，具有滑动或翻转特性。 后者通常是放置在斜面上的岩块，其高度是h和底边的长度

11、是b，阻止岩块向下移动的力是由摩擦作用产生的，也就是假定c=O的方法来判断。 在表示岩块的重力w的向量位于底边b内时，如果斜面倾斜角大于摩擦角，则岩块产生滑动，但是，如果岩块高而细，则重力向量w有可能落到底边b外，此时，岩块倒下，即绕其最低的接触边棱旋转。 斜坡上的块体几何要素、42、坍塌的形成条件1、地形地质条件陡峭，特别是超过60个斜坡、斜坡的高度从几米到几百米。 大型自然塌陷多见于河川峡谷陡峭地区，多为岩石大型塌陷或人工道路断裂、矿山等边坡。 当这样的梯度超过4050时，裂纹发育的岩体，特别是高倾斜角的裂纹发育时，裂纹下部有软层的配合，容易发生大的崩塌。 43、2、崩溃的诱发条件(1)、高陡坡、重力作用、撕裂变形，引起崩溃。 (2)、挖坡脚，挖通，坡脚软岩压裂，因此失去支撑作用。 (3)、长时间降水，产生水压。 (4)、冻胀后解冻，降低土体饱水段强度，或发生膨胀现象。 (5)、振动等。44、2、崩塌运动学的特点、崩塌的运动规律特别复杂，根据抛石试验和现象研究，崩塌落石是不同的坡度，其整体遵循的运动规律如下图所示。45、(1)、缓斜面段(0 27 31 ) :仅初速V0时可运动，减速运动形式、石头高度滚动后可转移到滚动折弯停止。