2滑坡一般知識

1、 天然斜坡：溝谷岸坡、山坡 人工邊坡：露采邊坡、基坑邊坡斜坡的基本要素(1)坡面AC (2)坡肩A (3)坡頂AB (4)坡腳C (5)坡高H (6)坡角(7)坡體MMHABC巖坡土坡斜坡指地表一切具有側(cè)向 空面的地質(zhì)坡體，是一類廣泛的地貌類型。 斜坡變形破壞是地質(zhì)發(fā)展演化的重要過程。類型按坡角大小陡坡=300中坡150= 300緩坡150按高度H高坡中坡低坡巖坡M 15M土坡H 10m巖坡8m H5m土坡5m H10m巖坡H 8m土坡H 5m坡面形態(tài)：內(nèi)凹型，外凸型直線型，復(fù)合型一 概述第二講 斜坡災(zāi)害基本知識二 斜 坡 應(yīng) 力 分 布 特 征H1H31H131 .斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯

2、偏轉(zhuǎn):愈接近臨空面,最大主應(yīng)力1愈接近平行于臨空面,3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。原始應(yīng)力狀態(tài)：一 ） 重分布應(yīng)力的特點(diǎn)：2. 在坡腳及坡肩附近形成應(yīng)力集中區(qū)(1) 坡腳附近最大主應(yīng)力顯著增高,且愈近表面愈高;最小主應(yīng)力顯著降低。這一帶是坡體中應(yīng)力差或最大剪應(yīng)力最高的部位，形成最大剪應(yīng)力增高帶，往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓裂面。1(2) 在坡頂面和坡面的某些部位,坡面的徑向應(yīng)力和坡頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力,形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。3 . 與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系,坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨空方向。4 . 坡面處由于側(cè)向壓力趨于零,

3、實(shí)際上處于兩向受力狀態(tài),而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。二） 影響斜坡應(yīng)力分布的因素1. 巖體初始應(yīng)力的影響 初始應(yīng)力場、尤其水平剩余應(yīng)力使坡體中主應(yīng)力跡線的分布形式有所不同，明顯改變了各應(yīng)力值的大??；使應(yīng)力分異現(xiàn)象加劇,尤其對坡腳應(yīng)力集中帶和坡面張力帶的影響最大。2. 坡形的影響（1） 坡高：不改變應(yīng)力等值線圖象，應(yīng)力隨坡高而增高。 (2) 坡角：坡角變化明顯改變了應(yīng)力分布圖象。隨坡角變陡，張力帶的范圍有所擴(kuò)大，坡腳應(yīng)力集中帶最大剪應(yīng)力值也隨之增高。(4) 坡面形態(tài)：平面上的凹形坡，應(yīng)力集中明顯減緩。 圓形和橢圓形邊坡，坡腳最大剪應(yīng)力僅為一般斜坡的1/2。 當(dāng)水平應(yīng)力坡形于橢圓形礦坑長軸時，應(yīng)

4、力集中較緩和。(3) 坡底寬度：當(dāng)W0.8H時，則保持為一常值（稱為“殘余坡角應(yīng)力”）3. 斜坡巖土體特性和結(jié)構(gòu)特征的影響: 巖土體的變形模量對均質(zhì)坡體的應(yīng)力分布無明顯影響. 泊松比可改變主應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布,引起張力帶變化。隨著 增高，坡面和 坡頂?shù)膹埩е饾u 擴(kuò)展；而在坡底則反之， 增高，張力帶收縮。 結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)的差別，使斜坡中的應(yīng)力分布出現(xiàn)了不連續(xù)性，在不連續(xù)面或軟弱面的周邊形成應(yīng)力集中或發(fā)生應(yīng)力阻滯。11三 斜坡變形破壞的基本形式一） 斜坡變形 斜坡受到侵蝕卸荷作用和開挖卸荷等作用所產(chǎn)生的應(yīng)力釋放效應(yīng)，而引起的斜坡表層巖土體的彈塑性回彈和蠕變位移。 (2) 拉裂 斜坡形成過程中

5、，在坡面和坡頂形成的張力帶中拉應(yīng)力集中形成拉張裂縫。 形式： (1) 卸荷回彈 卸荷、初始應(yīng)力釋放 側(cè)應(yīng)力減弱 產(chǎn)生張裂面 (3) 蠕滑 斜坡巖土體在自重應(yīng)力為主的長期作用下,向臨空面方向的緩慢而持續(xù)的變形。 A. 表層蠕滑：斜坡淺層巖土體在重力的長期作用下，向臨空面方向緩慢變形構(gòu)成一個剪變帶，其位移由坡面向坡內(nèi)逐漸降低直至消失。 按其形成機(jī)制特點(diǎn)可分為兩種： 軟弱基座蠕滑 坡體蠕滑（受軟弱結(jié)構(gòu)面控制）(3) 彎曲傾倒： 由陡坡或直立板狀巖體組成的斜坡,當(dāng)巖層走向與坡面走向大致相同時，在自重的長期作用下，由前緣開始向臨空方向彎曲、折裂，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展的變形，稱為。B .深層蠕滑：主要發(fā)育在斜

6、坡下部或坡體內(nèi)部。二） 斜坡破壞1. 崩塌 陡坡陡坡上的巖土體產(chǎn)生以下落運(yùn)動為主以下落運(yùn)動為主（移動、滾動、跳躍）的破壞現(xiàn)象。（土崩、巖崩）崩塌 滑坡 表層流動 落石2.滑坡 斜坡巖土體依附于內(nèi)在的內(nèi)在的或潛在的貫通潛在的貫通結(jié)構(gòu)面，在外力作用下，失去原來的平衡狀態(tài)，產(chǎn)生了以水平運(yùn)動為主以水平運(yùn)動為主的滑動現(xiàn)象。3.兩者的區(qū)別：運(yùn)動方式破壞形式是否脫離母體，存在滑動面規(guī)模、速度變形破壞地質(zhì)模型：崩塌：四 滑 坡一） 滑坡的基本要素滑動帶：滑坡體與滑坡床之間的分界面。形態(tài)可分為圓弧狀、平面狀和階梯狀等（下頁圖）?；麓玻夯麦w之下未經(jīng)過滑動的巖土體。滑坡體：與母體脫離經(jīng)過滑動的部分巖體。滑坡周界

7、：滑坡體與周圍未變位巖土體在平面上的分界線?；卤冢夯麦w后緣由于滑動作用所形成的母巖陡壁，其坡角多為35-80度，平面上多呈圈椅狀?；卤谏铣Ｒ娿U直方向的擦痕?；屡_階：滑坡體下滑時各部分運(yùn)動速度不同而形成的錯臺?；律啵夯麦w前部伸出如舌狀的部位。常伸入溝谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位，稱滑坡剪出口?；铝严叮夯麦w在滑動過程中各部位受力性質(zhì)和大小不同，在各部位產(chǎn)生不同力學(xué)性質(zhì)的裂隙。 拉張裂隙：位于滑體后部、滑床后壁，弧形分布，與滑動方向垂直； 剪切裂隙：羽狀分布于滑坡體中前部的兩側(cè)，因滑坡體與滑坡床之間的相對位移的力偶作用形成，與滑動方向斜交； 鼓張裂隙：分布滑體前緣，由于滑體后

8、部的推擠鼓起而成，與滑動方向垂直； 扇形裂隙：位于滑體舌部，因前部巖土體向兩側(cè)擴(kuò)散產(chǎn)生，放射狀呈扇形分布。.滑坡洼地（湖)主滑線2、識別標(biāo)志 (1) 地形地貌方面滑坡形態(tài)特征、地貌不協(xié)調(diào)或反常等(2) 變形破裂方面: 滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象滑體結(jié)構(gòu)松散、破碎圈椅狀地貌 雙溝同源二） 滑坡的識別1、識別方法：航片解譯、地面調(diào)查、勘探面 線點(diǎn)(3) 水文地質(zhì)方面 結(jié)構(gòu)破碎 透水性增高 地下水徑流條件改變 滑體表面出現(xiàn)積水洼地或濕地，泉的出現(xiàn)(4) 植被方面馬刀樹、醉漢林(5) 滑動面的鑒別及研究勘探：鉆探變形監(jiān)測：鉆孔傾斜儀三） 滑坡分類 2 .按滑坡的動力學(xué)特征分類（巴甫洛夫，1903）

9、(a)推動式滑坡 (b)牽引式滑坡 (c)混合式滑坡 (d)平移式滑坡 1 按巖土體類型分類 土體滑坡巖石滑坡（1）粘性土滑坡（2）黃土滑坡（3）堆填土滑坡（4）堆積土滑坡（5）破碎石滑坡（6）完整巖石滑坡3 按滑動面與層面的關(guān)系分類(1)無層滑坡：均質(zhì)、無層理的巖土體(2)順層滑坡：原生、次生的軟弱夾層 ，上部松散堆積物與下 部 基巖接觸帶(3)切層滑坡：多發(fā)生在巖層近于水平 的平迭坡，構(gòu)造面控制5. 按滑動面深度分類 (1) 淺層滑坡(50m)6 按滑坡時代劃分 （1）今滑坡（全新世末至今） （2）新滑坡（Q43) （3）老滑坡(Q42-1) （4）古滑坡(Q4Q1) （5）始滑坡（第三系

10、） 五 影響斜坡穩(wěn)定性的因素 巖土類型及性質(zhì) 振動作用（如地震） 地質(zhì)構(gòu)造 降水（雨、雪）水庫蓄水 地形 人類活動（開挖、加載 水文地質(zhì) 植被、水等） 風(fēng)化、剝蝕作用 內(nèi)在因素外部因素一） 內(nèi)在因素 1. 巖土類型及性質(zhì)決定抗滑力的根本因素 強(qiáng)度、自穩(wěn)能力：堅(jiān)硬巖石半堅(jiān)硬巖石松散土坡 結(jié)構(gòu)：層理、軟弱夾層、原生節(jié)理、片理等 特殊性質(zhì)：膨脹性、濕陷性等 滑坡往往集中在某些特定的巖層中“易滑巖組如：西北的黃土分布地區(qū)、成都平原地區(qū)的成都粘土層、四川盆地的紅層地區(qū)（砂、泥巖互層）、青海、甘肅地區(qū)的第三系地層（半成巖的砂、泥巖），川西北、陜南和甘南淺變質(zhì)巖地區(qū)（主要是千枚巖分布地區(qū)）2. 地質(zhì)結(jié)構(gòu) 結(jié)

11、構(gòu)面結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、力學(xué)性質(zhì)、規(guī)模 沉積巖地區(qū)：特大型的滑坡主要與層面構(gòu)造有關(guān) 不同構(gòu)造部位滑坡差別：如在褶皺的兩翼部位，結(jié)構(gòu)面往往形成上陡下緩的勺形；沿著大的構(gòu)造斷裂帶，滑坡往往呈帶狀分布 按結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與臨空面的關(guān)系，可分為： (1) 平迭坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面為水平的 (2) 逆向坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面的傾向相反 (3) 順向坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面的傾向一致 時，穩(wěn)定性最差，極易發(fā)生順層滑坡 R時，即Wsin Wcostg tgtg 時，滑塊處于不穩(wěn)定狀態(tài)。NWcos(正壓力）R=Wcostg（摩擦力）+cAF=Wsin（下滑力） 沿斜坡法線 N 方向，以塊體重心點(diǎn)O為頂點(diǎn)，作

12、一個錐頂角為2 的圓錐體，圓錐體的高為Wcos（正壓力），底面半徑為Wcostg（摩擦力），這樣的錐體稱為摩擦錐摩擦錐。 當(dāng)重力矢量W落在錐體外面時， ，滑體將發(fā)生向下的運(yùn)動，否則，處于穩(wěn)定狀態(tài)。 1. 極限平衡計(jì)算方法剛體極限平衡法 假設(shè)前提： 只考慮破壞面上的極限破壞狀態(tài)，而不考慮巖土體的變形，即視巖土體為剛體。破壞面上的強(qiáng)度由C、值決定，遵循強(qiáng)度判據(jù)。 滑體中的壓力以正壓力和剪應(yīng)力的形式集中作用于滑面上，均視為集中力。 三維問題簡化為二維（平面）問題來求解。四） 數(shù)學(xué)力學(xué)計(jì)算方法極限平衡法、數(shù)值計(jì)算法、破壞概率法 穩(wěn)定性系數(shù)：下滑力抗滑力K 安全系數(shù)：在巖土體穩(wěn)定性評價中，由于邊界條件、

13、荷載條件、巖土體強(qiáng)度等難以精確確定，通常在設(shè)計(jì)上考慮上述因素及建筑物重要性而綜合確定一經(jīng)驗(yàn)值。Kc1(1) 土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計(jì)算A 無粘性土坡B 粘性土坡圓弧法、條分法：瑞典條分法、Bishop法、Janbu法 (2) 巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計(jì)算 A 平面滑動：單平面、同向雙平面、多平面 B 楔形體滑動均質(zhì)土坡瑞典條分法 如圖：一簡單均質(zhì)土坡，取一假定滑弧圓心為O，半徑為R和滑弧AC。 將滑動土體沿鉛直方向分成若干土條（R/10-R/20） 取第i條分析，不考慮土條間的作用力，則第i條作用在滑弧面上的力有：（1）由土條自重Wi在滑弧上引起的切向力為順坡為正，逆坡為負(fù)。，線與園弧法線間的夾角為該土條底面中

14、心鉛直為該土條平均高度；條土寬度；為第為重力加速度；為土的密度；式中：iiiiiiiiihibghbgWTsinsin（2）由土條自重Wi在滑弧上引起的法向力所產(chǎn)生的抗滑力為：（3）滑動面上的凝聚力產(chǎn)生的抗滑力為：為滑動面上的摩擦角。式中：tghbgtgWtgNFiiiiiificoscos土條的弧長。為第為滑動面上的凝聚力；式中：iLCLCFiiciiw 若斜坡滑動時，各土條圍繞圓心O旋轉(zhuǎn)，則斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)為該土條的總抗滑力矩與總滑動力矩之比：為滑弧全長。式中：若各土條寬度相等，則LhbghtgbgLCKRhbgRtghbgLCKiiiiiiiiiiiisincossincosn最危險滑面

15、的確定： 對于均質(zhì)粘性土斜坡最危險滑動面應(yīng)通過坡腳，圓心O的位置按以下步驟確定：（1）根據(jù)下表中坡角值查1和2，找出O點(diǎn)（2）按下圖所示確定E點(diǎn)；（3）連接EO，在EO的延長線上取一系列圓心O1，O2，,On;(4)分別計(jì)算O1，O2，,On所對應(yīng)滑動圓弧上的穩(wěn)定性系數(shù)K1，K2，Kn，聯(lián)其端點(diǎn)，所得曲線上最小的Kmin值所對應(yīng)的Om點(diǎn)，即為最危險滑弧圓心。 若土層復(fù)雜，則Om不一定是最危險滑動弧圓心，為此，可過點(diǎn)作垂直O(jiān)E的線段，在該線段上取其相應(yīng)的K值，用上述方法求得最小的K值。楔形體滑動 楔形體滑動的滑動面由兩個傾向相反、且其交線傾向與坡面傾向相同、傾角小于邊坡角的軟弱結(jié)構(gòu)面組成。穩(wěn)定性

16、系數(shù)計(jì)算的基本思路首先首先 將滑體自重 W 分解為垂直交線 BD 的分量 N 和平行交線的分量 T， 然后然后 將 N 投影到兩個滑動面的法線方向，求得作用于滑動面上的法向力N1 和 N2， 最后最后 求得抗滑力及穩(wěn)定性系數(shù)?？赡芑瑒芋w的滑動力為 T=Wsin，垂直交線的分量為 NWcos。將 Wcos 投影到 ABD 和 BCD 面的法線方向上，求得法向力 N1、N2)sin(sincos)sin(sin,)sin(sincos)sin(sin21121122122121WNNWNNn邊坡的抗滑力BCDABDsSCSCtgNtgNF212211 邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)sin212211WSCSCt

17、gNtgNKBCDABD 根據(jù)滑面縱剖面的起伏情況，取單位寬度考慮，把滑體劃分成若干塊段，1，2，n 第i條塊的受力情況分析：折線滑面剩余推力法 滑塊兩側(cè)的摩擦力和滑體自身擠壓力不考慮 自重 Wi、水平地震力 KcWi、側(cè)水壓力 PW、上一條塊的剩余下滑力 Ei-1、本條的剩余下滑力 Ei 的反力、揚(yáng)壓力 Ui、法向反力 Ni、切向反力 Ti基本荷載（僅考慮重力）計(jì)算如下：11sinW1塊：下滑力：第11111LCtgcosW抗滑力：11111111LCtgcosWsinWE2222112221122LCtg)sin(EcosW)cos(EsinW2抗滑力：塊：下滑力：第傳遞系數(shù)2122222

18、22221211222222222221122211222ELCtgcosWsinWtg)sin()cos(ELCtgcosWsinWLCtg)sin(EcosW)cos(EsinWEi1iiiiiiiiiELCtgcosWsinWE:i塊第n1nnnnnnnnnELCtgcosWsinWE:n塊第，斜坡體穩(wěn)定若，斜坡體不穩(wěn)定若00nnEE 有地下水時，需要考慮邊界上的水壓力：iwiiiLhhU)(2121底面浮托力：222121211iwiWiwiWhPhP兩側(cè)水壓力：。時，取當(dāng)滑力考慮安全儲備，減小抗00)sin()cos()cos(1sin111iiiisiiiiiiiiisiiiEEK

19、tgELCtgWKWE)sin()cos(sin)(cos1cos)(sin11111iiiiiiiiiiWiWiiiiiiWiWiiiKstgELCPPUWtgKsPPWE系數(shù)，即為滑坡的整體穩(wěn)定性這時的，直至偏小，則取，表明如果，再計(jì)算偏大，則取，表明如果迭代得的位置，代入公式中，先假定一個計(jì)算整體穩(wěn)定性系數(shù)時KEnKKKKEnEnKKKEnEnKsK00002110100穩(wěn)定性計(jì)算編程迭代過程：2 .破壞概率計(jì)算法壞概率的累積概率即為斜坡破也是一種分布函數(shù)隨機(jī)變量。是符合某種分布形式的等不是一個確定值，而其中0 . 1KK, c ,), c ,( fK 坡角5090坡段；坡高數(shù)十?dāng)?shù)數(shù)百米

20、，高臺地邊緣少見，多發(fā)生峽谷地段，地形外形不平順，驟然突變段，大崩之前產(chǎn)生少量崩落石；構(gòu)造條件、不同年代地層交接處、水條件、膠結(jié)不良的礫巖、頁巖等、原層硬巖覆于軟巖上、垂直節(jié)理、巖石種類復(fù)雜的邊坡；一般高度在20m以內(nèi)多呈穩(wěn)定，高度大于4050m時，穩(wěn)定差，高度大于60m不穩(wěn)定。崩塌落石地質(zhì)地貌特征 六 崩 塌崩塌落石規(guī)律跳-滾-滑滾墜-跳跳-滾墜跳-滾-滑-停崩塌落石坡面運(yùn)動全過程運(yùn)動形式及力學(xué)分析：H.M羅依尼什維教授根據(jù)石塊在坡面運(yùn)動特征，將山坡分為：緩坡：030陡坡：3060極陡坡：6090曾廉分為：緩坡地帶：027-31較陡坡地帶：27-3140陡坡地帶：4060陡峻地帶：6090 緩坡地帶：只有初速的情況下才能運(yùn)動，減速 停止、跳躍 滾動 停止。 較陡地帶：崩塌塊石具有加速或減速雙重運(yùn)動形式，隨山坡表面巖層及覆蓋層而異。若只有具備初速運(yùn)動才能運(yùn)動時，情況同上；若無初速運(yùn)動也可運(yùn)動，將和陡坡運(yùn)動相似。 陡坡地帶：塊石無初速運(yùn)動也可自行運(yùn)動，隨距離伸長或坡面角增大而加劇，跳躍式滾動 跳躍運(yùn)動。 陡峻地帶：坡面無初速運(yùn)動也可以自行運(yùn)動，不會停止運(yùn)動，帶有自由墜落性質(zhì)，跳躍運(yùn)動。據(jù)拋石試驗(yàn)，運(yùn)動形式一般： 隨坡面形態(tài)變化而可能重合運(yùn)動或重復(fù)出現(xiàn)?；拘问剑簤嬄洹⑻S、滾動、滑動滑動式墜落式傾倒式劃分幾類危巖：塊體運(yùn)動速度V=f（塊體特性、坡面、強(qiáng)度、植被、