巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析第1頁/共95頁廣西鳳山山體崩塌第2頁/共95頁第一節(jié)邊坡巖體應(yīng)力分布的特征一、邊坡應(yīng)力分布的一般特征(1)斜坡巖體的主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)，總的特征為愈接近邊坡，最大主應(yīng)力愈接近平行于斜坡臨空面；而最小主應(yīng)力則愈與坡面近正交。

(2)在坡腳與河谷底部形成應(yīng)力集中帶。

(3)與主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系，最大剪應(yīng)力跡線也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，呈凹向臨空面的弧線。在最大、最小主應(yīng)力差值最大的部位(一般在坡腳附近)，相應(yīng)形成一個最大剪應(yīng)力區(qū)，因而在這里容易發(fā)生剪切變形破壞。

(4)在坡頂和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平應(yīng)力顯著減小，甚至可出現(xiàn)拉應(yīng)力，因而可形成一個拉應(yīng)力帶。其范圍隨坡角和平行于河谷的水平應(yīng)力的增加而增大。第3頁/共95頁二灘壩址初始地應(yīng)力場主應(yīng)力分布圖第4頁/共95頁斜坡中的剪應(yīng)力及主應(yīng)力跡線第5頁/共95頁邊坡應(yīng)力分布的一般特征第6頁/共95頁第7頁/共95頁第二節(jié)邊坡巖體變性破壞的類型與特征邊坡變形：指坡體只產(chǎn)生局部部位的位移和微破裂，巖塊只出現(xiàn)微量的腳變化，沒有顯著的剪切位移或滾動，因而邊坡不至引起整體失穩(wěn)。邊坡破壞：指坡體以一定的速度出現(xiàn)較大的位移，邊坡巖體產(chǎn)生整體滑動、滾動或轉(zhuǎn)動。二者在邊坡變化過程中是相互密切聯(lián)系的。邊坡破壞前，邊坡巖體總要經(jīng)歷一個從徐變到巨變的變形過程。常見的邊坡變性破壞主要類型有：松弛張裂、蠕動、崩坍、傾倒、潰屈和滑坡。第8頁/共95頁

松弛張裂是邊坡的側(cè)向應(yīng)力削弱后，由于卸荷回彈而在斜坡上出現(xiàn)張裂的現(xiàn)象。隨著河谷的進(jìn)一步深切，則卸荷裂隙向深部發(fā)展，還可以產(chǎn)生與坡面大角度相交或近于垂直的剪切裂隙，卸荷裂隙由坡面向深部有時呈多層發(fā)育，在邊坡形成松弛張裂——卸荷裂隙帶。一、松弛張裂第9頁/共95頁峽谷地區(qū)卸荷發(fā)育示意圖第10頁/共95頁砂巖中的柱狀節(jié)理（松弛張裂）第11頁/共95頁卸荷張裂第12頁/共95頁二、蠕動變形

蠕動變形，是指邊坡巖體主要在重力作用下向臨空方向發(fā)生長期緩慢的塑性變形的現(xiàn)象，有表層蠕動和深層蠕動兩種類型。

表層蠕動主要表現(xiàn)為邊坡表部巖體發(fā)生彎曲變形，多是從下部未經(jīng)變動的部分向上逐漸連續(xù)向臨空方向彎曲，甚至倒轉(zhuǎn)、破裂、傾倒。表層蠕動多發(fā)生在陡傾層狀巖層或陡傾結(jié)構(gòu)面發(fā)育的巖體中，層面或結(jié)構(gòu)面走向與斜坡面走向平行或交角很小。一般反坡向傾斜或傾角大于60o者更易發(fā)生。

深層蠕動，是由于堅硬巖層組成的邊坡底部存在較厚的軟弱巖層時，由軟弱巖層發(fā)生塑性流動而引起的長期緩慢的邊坡蠕動變形。第13頁/共95頁表層蠕動變形示意圖第14頁/共95頁深層蠕動示意圖第15頁/共95頁

三、崩塌1、定義：崩塌指在陡峭地段，邊坡上部的巖體受陡傾裂隙切割，在重力作用下，突然以高速脫離母巖翻滾墮落的急劇變性破壞現(xiàn)象。2、類型：規(guī)模巨大的山區(qū)崩塌，稱為山崩；小型崩塌，成為墜石。3、堆積體：崩塌以自由墜落為其主要運(yùn)動形式，巖塊在斜坡上翻滾滑動并相互摩擦破碎后堆積于坡腳，形成巖堆或崩積體。4、地貌：巖堆（倒石堆，倒石錐）鹽池河崩塌第16頁/共95頁第17頁/共95頁第18頁/共95頁

形成原因：地形：高陡邊坡前緣。地形切割越強(qiáng)烈，高差越大越易形成崩塌。巖性：厚層堅硬脆性巖體。如砂巖、石灰?guī)r、石英巖、花崗巖等。巖體結(jié)構(gòu)：軟弱夾層。下部有洞穴、采空區(qū)等。第19頁/共95頁巖崩的形成機(jī)理

巖崩的形成機(jī)理，一般有下列三種。

(1)邊坡被陡傾裂隙深切，在外力及自重力的作用下逐漸向坡外傾斜、彎曲，陡傾裂隙被拉開，巖體下部因彎曲而被拉裂、折斷，進(jìn)而傾倒崩塌。

(2)在堅硬巖層的下部存在有軟弱巖層，當(dāng)它發(fā)生塑性蠕變(塑性流動或剪切蠕變)時，則可導(dǎo)致上部巖層深陷、下滑、拉裂以至傾倒崩塌。

(3)下部有洞穴或采空，巖體沉陷、陷落，將邊部巖體擠出，傾倒崩塌。第20頁/共95頁墜石（風(fēng)化后）第21頁/共95頁崩塌過程示意圖第22頁/共95頁兩種情況下的崩塌第23頁/共95頁崩落實例第24頁/共95頁

滑坡是指邊坡一部分巖體以一定加速度沿某一滑動面發(fā)生剪切滑動的現(xiàn)象?；瑒用婵梢允鞘芗魬?yīng)力最大的貫通性剪切破壞面或帶，也可以是巖體中已有的軟弱結(jié)構(gòu)面。按滑動面的形態(tài)，可劃分為圓弧形滑面和平面兩種類型。四、滑坡第25頁/共95頁1.滑坡的形態(tài)及特征第26頁/共95頁（1）

冠（2）

主斷壁（3）

頂（4）

頭（5）

次斷壁（6）

主滑體（7）

足（8）

趾尖（9）

趾（10）

破壞面（11）

破壞面趾（12）

滑覆面（分隔面）（13）

滑移體（14）

減損帶（15）

加積帶（16）

減損坳陷（17）

減損體（18）

加積體（19）

側(cè)翼（20）原始地面

第27頁/共95頁滑坡特征示意圖第28頁/共95頁第29頁/共95頁2003年7月13日三峽庫區(qū)沙鎮(zhèn)溪發(fā)生千將坪滑坡，致使24人失蹤。第30頁/共95頁滑坡壁滑坡周界第31頁/共95頁2－滑坡分類第32頁/共95頁按滑動面與巖層構(gòu)造關(guān)系及始滑部位劃分的滑坡類型第33頁/共95頁3、滑坡判斷的標(biāo)志

滑坡形成以后，常在地表形成地形地貌、巖性及巖土結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件等各種局部異?，F(xiàn)象，根據(jù)這些異?，F(xiàn)象即可判斷滑坡體的存在與否。1、地形地貌及地物標(biāo)志；2、巖土結(jié)構(gòu)特征；3、水文地質(zhì)標(biāo)志；4、滑坡邊界及滑坡床標(biāo)志。第34頁/共95頁滑坡體上的樹木歪斜,像醉漢一樣,東倒西歪,顯示滑坡已滑動解體

第35頁/共95頁樹木茂密，形成大片馬刀樹，表示淺層滑移明顯

第36頁/共95頁第37頁/共95頁第38頁/共95頁內(nèi)在因素：組成邊坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體結(jié)構(gòu)、巖體初始應(yīng)力等；外在因素：水的作用、地震、巖石風(fēng)化、工程荷載條件及人工開挖等。內(nèi)在因素對邊坡的穩(wěn)定性起控制作用，外部因素則使邊坡的下滑力增大，巖土體的強(qiáng)度降低而消弱巖土體的抗滑力，促進(jìn)邊坡變性破壞的發(fā)生和發(fā)展。第三節(jié)影響邊坡穩(wěn)定性的因素第39頁/共95頁一、巖土類型和性質(zhì)的影響地層巖性的差異是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素。1）深成侵入巖、厚層堅硬沉積巖以及片麻巖、石英巖等構(gòu)成的邊坡，一般穩(wěn)定性較高；2）噴出巖邊坡，如：玄武巖、凝灰?guī)r、安山巖、火山角礫巖等，其原生節(jié)理（尤其是柱狀節(jié)理)發(fā)育時，容易形成直立坡而產(chǎn)生崩塌；3）含有粘土質(zhì)頁巖、泥巖、煤層、泥灰?guī)r、石膏等夾層的沉積巖邊坡，最易產(chǎn)生順層滑動，或因深層蠕動而造成崩塌；4）千枚巖、板巖及片巖，軟弱易風(fēng)化，容易出現(xiàn)蠕動現(xiàn)象；5）黃土具有垂直節(jié)理、疏松透水，浸水后容易崩解濕陷。6）崩積物、殘坡積物。容易沿下伏基巖的接觸面產(chǎn)生滑動。第40頁/共95頁二、地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)的影響

地質(zhì)構(gòu)造因素對邊坡穩(wěn)定性，特別是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響是十分明顯。1）在區(qū)域構(gòu)造比較復(fù)雜，褶皺比較強(qiáng)烈，新構(gòu)造運(yùn)動比較活動的地區(qū)，邊坡穩(wěn)定性較差，常出現(xiàn)巨大型滑坡及滑坡群；2）斷層、節(jié)理裂隙發(fā)育特征和巖體結(jié)構(gòu)對邊坡穩(wěn)定的影響也是十分明顯的，極易發(fā)生滑坡；3）巖層或結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀對邊坡穩(wěn)定有很大的影響。第41頁/共95頁三、水的作用的影響地表水和地下水是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素。不少滑坡的典型實例都與水的作用有關(guān)或者水是滑坡的觸發(fā)因素，水的作用主要表現(xiàn)在：1）處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用；2）而不透水的邊坡，坡面將承受靜水壓力，充水的張開裂隙也將承受裂隙水靜水壓力的作用；3）地下水的滲流，將對邊坡體產(chǎn)生動水壓力；4）水對邊坡巖土體還產(chǎn)生軟化或泥化作用，使巖土體的抗剪強(qiáng)度大為降低；5）地表水的沖刷，地下水的溶蝕和潛蝕也直接對邊坡產(chǎn)生破壞作用；第42頁/共95頁四、地震作用的影響

地震對邊坡穩(wěn)定性的影響較大。在地震的作用下，首先使邊坡巖體的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞或變化，出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)面，或使原有結(jié)構(gòu)面張裂、松弛，飽水砂層出現(xiàn)振動液化，地下水狀態(tài)亦有較大的變化。在地震力的反復(fù)振動沖擊下，邊坡沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生位移變形，直至破壞。五、工程荷載的影響

如拱壩壩肩承受的拱端推力；邊坡坡肩附近修建大型水工建筑物引起的坡頂超載；壓力隧洞內(nèi)水壓力傳遞給邊坡的裂隙水壓力；庫水對庫岸的浪擊淘刷力；預(yù)應(yīng)力錨固時所加的預(yù)應(yīng)力等。由于工程的運(yùn)行，也可能間接地影響邊坡的穩(wěn)定。除上述因素外，坡腳人工開挖、爆破影響、巖體風(fēng)化作用，引水渠道的修建，黃土濕陷等，均可引起邊坡的變形與破壞。第43頁/共95頁第四節(jié)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的評價方法邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評價方法可概括為地質(zhì)分析法（歷史成因分析法）、力學(xué)計算法（包括極限平衡法、有限單元法和圖解分析法）和工程地質(zhì)類比法。(1)對與工程建設(shè)有關(guān)的天然邊坡或人工邊坡的穩(wěn)定性做出定性和定量評價；(2)為設(shè)計合理的人工邊坡和邊坡變性破壞的防治措施提供依據(jù)。邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評價任務(wù)：第44頁/共95頁邊坡穩(wěn)定分析前應(yīng)具備資料：①地形和地貌特征；②地層巖性和巖土體結(jié)構(gòu)特征；③斷層、裂隙和軟弱層的分布、產(chǎn)狀、充填物質(zhì)以及結(jié)構(gòu)面的組合與連通率；④邊坡巖體風(fēng)化、卸荷深度；⑤各類巖土和潛在滑動面的物理力學(xué)參數(shù)以及巖體應(yīng)力；⑥巖土體變形監(jiān)測和地下水觀測資料；⑦坡腳淹沒、地表水位變幅和坡體透水與排水資料；⑧降雨歷時、降雨強(qiáng)度和凍融資料；⑨地震基本烈度和動參數(shù)；⑩邊坡施工開挖方式、開挖程序、爆破方法、邊坡外荷載、坡腳采空和開挖坡的高度和坡度等。第45頁/共95頁一、地質(zhì)分析法

地質(zhì)分析法是根據(jù)邊坡的地貌形態(tài)、地質(zhì)條件和邊坡變形破壞的基本規(guī)律，追溯邊坡演變的全過程，預(yù)測邊坡穩(wěn)定性發(fā)展的總趨勢和邊坡變形破壞方式，對邊坡的穩(wěn)定性作出定性評價。對發(fā)生過滑坡的邊坡，則判斷其能否復(fù)活或轉(zhuǎn)化。大致包括以下內(nèi)容：1）根據(jù)邊坡的地貌形態(tài)演變預(yù)測和評價邊坡的穩(wěn)定性；2）根據(jù)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件分析邊坡變性破壞的形式；3）根據(jù)邊坡變形體的外形和內(nèi)部變形跡象判斷邊坡的演變階段；4）根據(jù)周期性規(guī)律判定促進(jìn)邊坡演變的主導(dǎo)因素；5）邊坡穩(wěn)定性的區(qū)域性評價。第46頁/共95頁二、常規(guī)力學(xué)法計算一、土質(zhì)邊坡以極限平衡理論為基礎(chǔ)計算土坡的穩(wěn)定性，常見的方法有瑞典條分法、畢肖普法、泰勒摩擦圓法等，這些方法計算土坡的穩(wěn)定性，假定邊坡破壞時的滑面形態(tài)為圓弧形（圓柱面形），通過試算或根據(jù)經(jīng)驗找出最危險滑動圓弧的中心。邊坡的穩(wěn)定關(guān)系數(shù)K的定義為：沿圓弧形滑面的抗滑力和滑動力對滑弧圓心的力矩之比。第47頁/共95頁無粘性土的土坡穩(wěn)定

1、一般情況下的無粘性土土坡穩(wěn)定下滑力單元體下土體提供的支撐力單元體下土體提供的抗滑力單元體對其下土體的壓力單元體下土體可提供的最大抗滑力第48頁/共95頁無粘性土的土坡穩(wěn)定

2、有滲流情況下的無粘性土土坡穩(wěn)定下滑力單元體下土體提供的支撐力單元體下土體提供的抗滑力單元體對其下土體的壓力單元體下土體可提供的最大抗滑力順坡出流第49頁/共95頁粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法

1、整體圓弧滑動穩(wěn)定分析穩(wěn)定安全系數(shù)：滑動面上平均抗剪強(qiáng)度與平均剪應(yīng)力

之比。即對均質(zhì)粘性土土坡，穩(wěn)定安全系數(shù)也可定義為：滑動面上最大抗滑力矩與滑動力矩之比。即第50頁/共95頁最危險滑弧的尋找1、確定可能的圓心范圍；2、對每個圓心，選擇不同滑弧半徑，計算各滑弧安全系數(shù)；3、比較所有安全系數(shù)，選最小值。粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法1、整體圓弧滑動穩(wěn)定分析第51頁/共95頁對o點(diǎn)力矩平衡：安全系數(shù)：對飽和粘土，在不排水條件下：粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法1、整體圓弧滑動穩(wěn)定分析第52頁/共95頁安全系數(shù)：粘性土坡，豎向裂縫，滑弧變短。粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法1、整體圓弧滑動穩(wěn)定分析第53頁/共95頁粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法

2、條分法及其受力分析

極限平衡分析的條分法：土體為不變形剛體，滑面為連續(xù)面。n-1n3i21bi第54頁/共95頁WiZiEiZi+1Ei+1XiXi+1bi未知量分析：粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法2、條分法及其受力分析第55頁/共95頁3、常用條分法的簡化假設(shè)瑞典條分法：假設(shè)滑動面為圓弧面，不考慮條間力，即Ei=Xi=0，減少3n-3個未知數(shù)。簡化畢肖普條分法：假設(shè)滑動面為圓弧面，不考慮切向條間力，即Xi=0，減少n-1個未知數(shù)。楊布條分法：假設(shè)滑動面為任意面，條間法向作用力的作用點(diǎn)在滑面以上1/3土條高度處，減少n-1個未知數(shù)。其他條分法：假設(shè)滑動面為任意面，法向條間力和切向條間力之間為某種函數(shù)關(guān)系，減少n-1個未知數(shù)。如不平衡推力法、摩根斯袒—普賴斯法等。粘性土土坡整體圓弧滑動及條分法第56頁/共95頁基本公式底面法向靜力平衡:hi底面切向靜力平衡:能提供的最大抗滑力:安全系數(shù)的定義:所有作用力對滑弧圓心取力矩平衡:第57頁/共95頁二、巖質(zhì)邊坡首先弄清楚邊坡滑體的邊界條件（滑動面、切割面、臨空面）；而后根據(jù)結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及組合情況，把邊坡巖體的滑動破壞劃分為：同傾向單滑面型、同傾向雙滑面型和多滑面型、不同傾向雙滑面型和多滑面型；根據(jù)不同的滑動破壞類型進(jìn)行分析，前三類可采用極限平衡理論按平面問題分析，后兩者被滑動面切割成形狀復(fù)雜的楔形，需要配合赤平投影法和實體比例投影法，按空間課題分析或采用塊體矢量分析法。風(fēng)化破碎的裂隙巖體可按圓弧形滑動面，與土坡穩(wěn)定分析相同。第58頁/共95頁單滑面平面滑動破壞平面滑動的一般條件：1）滑動面的走向必須與坡面平行或接近平行（約在±20°的范圍內(nèi)）；2）滑動面必須在邊坡面露出，即滑動面的傾角β必小于坡面的傾角α，即β＜α；3）滑動面的傾角β必大于該平面的摩擦角，即；4）巖體中必須存在對于滑動阻力很小的分離面，以定出滑動的側(cè)面邊界。第59頁/共95頁單滑面平面滑動破壞基本假定：1）滑動面及張裂隙的走向平行于坡面；2）張裂隙垂直，其中充水深度為；3）水沿張裂隙縫底進(jìn)入滑動面滲漏，張裂隙底與坡趾間的長度內(nèi)水壓力按線性變化至零（三角形分布）；4）滑動塊體重量、滑動面上水壓力和張裂縫中水壓力三個均通過滑體的重心。換言之，假定沒有使巖塊轉(zhuǎn)動的力矩，破壞只是由于滑動。第60頁/共95頁單滑面平面滑動破壞第61頁/共95頁楔形滑動巖坡穩(wěn)定分析第62頁/共95頁三、過程機(jī)制分析法四、近代理論計算方法

工程地質(zhì)類比法的實質(zhì)是把已有的自然邊坡或人工邊坡的研究設(shè)計經(jīng)驗，應(yīng)用到條件相似的新邊坡的研究和人工邊坡的研究設(shè)計中去。采用該方法需要對已有邊坡進(jìn)行廣泛的調(diào)查研究，全面分析工程地質(zhì)因素的相似性和差異性，分析影響邊坡變形發(fā)展的主導(dǎo)因素的相似性和差異性。此外，還應(yīng)考慮工程的類別、等級以及對邊坡的特征要求等。工程地質(zhì)類比法雖然是一種經(jīng)驗方法，但在邊坡設(shè)計中，特別是中小型工程的設(shè)計中是很通用的一種方法。五、工程地質(zhì)類比法第63頁/共95頁六、赤平極射投影等結(jié)構(gòu)面的圖示方法

巖體結(jié)構(gòu)的圖解分析，在實踐中多采用赤平極射投影來進(jìn)行。下面著重介紹赤平極射投影的基本原理及作圖方法，最后通過邊坡巖體穩(wěn)定分析示例來說明巖體穩(wěn)定性的評價要點(diǎn)。第64頁/共95頁(一)赤平極射投影的原理

赤平極射投影，是利用一個球體作投影工具(圖17-21)，通過球心作一平面ESWN(叫赤平面)作為投影平面。極射就是從球體的一個端點(diǎn)F發(fā)出射線，如FP，F(xiàn)稱為極點(diǎn)，P為球體上的一個質(zhì)點(diǎn)。由極點(diǎn)F向P發(fā)出的射線必然交于赤平面于M點(diǎn)，M就是P點(diǎn)在赤平面的投影。實際上，赤平極射投影是把點(diǎn)、線、面的位置投影到球面上，然后再把它們投影到赤平面上，化立體為平面。目前，我國在工程地質(zhì)實際應(yīng)用中，習(xí)慣采用上半球作球面投影，從下半球球極(F)發(fā)出射線的方法，投影上半球的物體。

第65頁/共95頁圖17-21點(diǎn)、線、面的赤平極射投影

第66頁/共95頁1．點(diǎn)的投影

如圖17-21a)所示的M點(diǎn)即為P點(diǎn)在赤平面上的投影。P點(diǎn)在球面上繞南北軸旋轉(zhuǎn)一周，它的投影點(diǎn)M也繞0點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一周。2．線的投影

如圖17-21b)所示0B為通過球心的直線，它與赤平面夾角為，OB線在赤平面上的投影為OM。從圖中可以看出，MO的方向與OB線的傾向一致。OM線段的長度隨夾角的大小而變化，角越大，OM線越短，反之，越長。當(dāng)=時，OM=0，即為O點(diǎn)。當(dāng)=時，OM=OW。因此，赤道大圓的半徑可以表示空間線段的傾角。第67頁/共95頁

3．面的投影

如圖17-21b)所示NBSD為一通過心的傾斜平面，它與球面的交線為一個大圓。自F極點(diǎn)仰觀上半球NBS面，其赤平投影為NMS圓弧。將赤平面從球體中取出來，即如圖17—21c)所示。從圖可知：NS的方向代表NBSD面的走向；MO的方向代表該面的傾向；同線的投影一樣，WM線的長短反映面的傾角。傾角的刻度是自W(或E)至O點(diǎn)刻度為。

圖17-21d)為兩個相交的傾斜平面，MO為兩傾斜平面交線的投影。第68頁/共95頁(二)赤平極射投影的制圖方法從上述可知，利用赤平極射投影，可以把空間線段或平面的產(chǎn)狀化為平面來反映。并且，可以在投影圖上簡便地確定它們之間的夾角、交線和組合關(guān)系。如果已知結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀，就可以用赤平極射投影的作圖方法來表示。常用的投影網(wǎng)是預(yù)先制好的吳氏投影網(wǎng)，如圖17-22所示。第69頁/共95頁

如已知一結(jié)構(gòu)面的走向為N40oE，傾向SE，傾角40o

，制圖的步驟如下：

(1)首先將透明紙蒙在吳氏投影網(wǎng)上，在透明紙上作一與投影網(wǎng)相同的圓(稱基圓)，并標(biāo)出EWSN方位及方位角分度(圖17-23a)。

(2)經(jīng)過圓心繪N40oE的方向線與基圓交于A、C兩點(diǎn)。AC的方向即代表結(jié)構(gòu)面的走向。

(3)轉(zhuǎn)動透明紙使AC與投影網(wǎng)的南北軸相重合(圖17-23b)，然后在(W)O線上找到傾角為40o的一點(diǎn)B(結(jié)構(gòu)面傾向北西或南西時，傾角應(yīng)從EO線上找，描繪通過B點(diǎn)的經(jīng)線得ABC圓弧，這就是該結(jié)構(gòu)面的赤平極射投影)。

(4)將透明紙從吳氏網(wǎng)上取下來，并旋轉(zhuǎn)還原到N極朝上，就得到如圖17-23C)所示的投影圖。第70頁/共95頁

同理，如有一已知的結(jié)構(gòu)面投影圖，可以利用投影圖判讀其走向、傾向和傾角。

圖17-23結(jié)構(gòu)面的赤平投影第71頁/共95頁三、根據(jù)結(jié)構(gòu)面和臨空面的關(guān)系進(jìn)行穩(wěn)定分析

(一)一組結(jié)構(gòu)面的分析

(1)當(dāng)結(jié)構(gòu)面的走向與邊坡的走向一致，二者傾向相反時，如圖17-24a)所示，弧AMC為邊坡的投影,J1為結(jié)構(gòu)面，在赤平極射投影圖上，邊坡投影弧與J1投影弧相對，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

(2)結(jié)構(gòu)面J2與邊坡面走向、傾向均相同，但其傾角小于坡角，如圖17-24b)，結(jié)構(gòu)面投影弧位于邊坡投影弧之外，屬于不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

(3)J3與坡面AC傾向相同，傾角大于坡角，如圖17-24c)，結(jié)構(gòu)面投影弧位于邊坡投影弧之內(nèi)，屬于基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。若軟弱面與邊坡面走向斜交時，當(dāng)交角大于40o時，可視為基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。第72頁/共95頁圖17-24一組結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與邊坡穩(wěn)定分析圖

第73頁/共95頁(二)兩組結(jié)構(gòu)面的分析由兩組結(jié)構(gòu)面控制的邊坡穩(wěn)定性，主要對結(jié)構(gòu)面組合交線與邊坡的關(guān)系進(jìn)行分析，一般有5種情況，如圖17-25所示。第74頁/共95頁1.最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

在圖17-25a)中，兩結(jié)構(gòu)面J1、J2的交點(diǎn)M在赤平極射投影圖上位于邊坡面投影弧cs(人工邊坡)及ns(天然邊坡)的對側(cè)，說明組合交線MO的傾向與邊坡傾向相反(即傾向坡里)，所以沒有發(fā)生順層滑動的可能性，屬最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。2．穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在圖17-25b)中，結(jié)構(gòu)面的交點(diǎn)M與坡面在同一側(cè)，但在開挖坡面投影弧cs的內(nèi)側(cè)，說明結(jié)構(gòu)面組合交線的傾角大于坡角，故屬穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。3．較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在圖17-25c)中，結(jié)構(gòu)面交點(diǎn)M與坡面處于同側(cè)，但位于天然邊坡投影弧ns的外部，說明結(jié)構(gòu)面交線傾向與坡面傾向一致，但傾角小于天然坡角，在坡頂無出露點(diǎn)，因而也比較穩(wěn)定，應(yīng)屬較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。第75頁/共95頁4．較不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在圖17-25d)中，結(jié)構(gòu)面交點(diǎn)M與坡面處于同側(cè)，但位于邊坡投影弧cs與ns之間，說明結(jié)構(gòu)面交線的傾角小于開挖坡角而大于天然坡角，并在坡頂上有出露點(diǎn)C0，一般是不穩(wěn)定的。但在特殊情況下，例如在坡頂?shù)某雎饵c(diǎn)C0距開挖坡面較遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)面交線在開挖邊坡上沒有出露，而插于坡腳以下，對結(jié)構(gòu)體具有一定的支撐作用，屬于較不穩(wěn)定的邊坡。5．不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在圖17-25e)是圖17-25d)的一般情況，結(jié)構(gòu)面組合交線在兩種坡面都有出露(C0及C0’)，屬不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由三組以上結(jié)構(gòu)面組成的邊坡，其分析的基本原理與兩組結(jié)構(gòu)面一樣。但應(yīng)選擇其中最不利的交點(diǎn)來進(jìn)行分析。如在判斷穩(wěn)定性時，要選擇交線傾角最大，而又小于坡角的點(diǎn)來分析。并應(yīng)在各組結(jié)構(gòu)面的物質(zhì)組成、延展第76頁/共95頁

性、張開程度、充填膠結(jié)情況、平整光滑程度等特征基本相同的情況下進(jìn)行分析。如果它們各不相同，則應(yīng)根據(jù)各組結(jié)構(gòu)面的不同特征進(jìn)行綜合分析，先判斷出對邊坡穩(wěn)定性有直接影響的兩組結(jié)構(gòu)面，然后以此兩組結(jié)構(gòu)面為依據(jù)來判斷邊坡穩(wěn)定性。(三)結(jié)構(gòu)體滑移方向的分析當(dāng)邊坡受兩組結(jié)構(gòu)面J1和J2切割，其穩(wěn)定性受結(jié)構(gòu)面控制時，先作結(jié)構(gòu)面赤平極射投影圖(圖17-26)，標(biāo)出它們的傾向線(AO和BO)及結(jié)構(gòu)面組合交線(CO)，則滑動方向必為三者之一。第77頁/共95頁若結(jié)構(gòu)面的交線CO在兩個傾向線之間(圖17-26a)，則組合交線CO為滑動方向。這時兩組結(jié)構(gòu)面都是滑動面。(2)若結(jié)構(gòu)面的交線CO在兩個傾向線之外，則其中一條傾向線為滑動方向。如圖17-26b)所示AO是滑動線，即沿結(jié)構(gòu)面J1的傾向線滑動，這時，結(jié)構(gòu)面J2僅起切割面的作用。(3)若結(jié)構(gòu)面的交線和一條傾向線重合，如圖17-26c)所示CO與AO重合，則重合線就是滑動方向。這時，結(jié)構(gòu)面J1是主要滑動面，而結(jié)構(gòu)面J2則為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體滑動時摩阻力較小的依附面。第78頁/共95頁第五節(jié)不穩(wěn)定邊坡的防治措施防治目標(biāo)：是減災(zāi)、防災(zāi)、保護(hù)環(huán)。防治原則：以防為主，治理為輔。應(yīng)該把防災(zāi)貫穿到工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)，在工程規(guī)劃選址、設(shè)計、施工各階段均應(yīng)注重防災(zāi)減災(zāi)。例如災(zāi)害預(yù)測及危險性評估正體現(xiàn)了這一原則。第79頁/共95頁防治指的是預(yù)防與治理兩方面：①滑坡預(yù)防：指的是滑坡災(zāi)害沒有產(chǎn)生以前，人們已經(jīng)了解其存在的危險性和危害性，并采取相應(yīng)的措施加以防范，使滑坡?lián)p失降至最小程度。預(yù)防是以勘察分析、預(yù)測預(yù)報、動態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)，同時提出有效的預(yù)防措施及相應(yīng)的設(shè)計施工工作。②滑坡治理：指的是對潛在不穩(wěn)定體采取有針對性的工程措施，確保其穩(wěn)定，從根本上消除隱患。治理是一項工程，它包括對災(zāi)害體的勘察、評價，提出經(jīng)濟(jì)合理的工程措施，并付之實施。第80頁/共95頁1防預(yù)措施：（1）繞避：改線（2）防滲與排水：地表排水：排水溝、坡面防滲地下排水：盲溝、排水洞、排水孔（3）攔截：攔石墻（4）監(jiān)測預(yù)警第81頁/共