第五章邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)

工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)第五章邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)分析主講：董青紅教授第五章

邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)分析1.邊坡概念2.邊坡變形破壞的類型和機(jī)制3.影響邊坡穩(wěn)定性的因素

4.邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

第一節(jié)

邊坡概念一.邊坡概念1.邊坡是指地殼表層一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體.

2.分類:可以分為自然邊坡:如:山坡,海岸,河湖岸等;人工邊坡:如:路塹,礦坑,人工開挖基坑等;

邊坡實(shí)況邊坡滑移破壞第一節(jié)

邊坡概念第一節(jié)

邊坡概念二.邊坡特征

1.邊坡在內(nèi)外營(yíng)力作用下,不斷的改變坡高和坡角,使內(nèi)力分布隨之而變化;2.自然斜坡破壞是山區(qū)重要的工程動(dòng)力地質(zhì)作用;3.人工邊坡在水電,鐵路,采礦等工程重造成巨大損失;4.邊坡是一類環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害;第一節(jié)

邊坡概念三.邊坡中應(yīng)力分布第一節(jié)

邊坡概念1.斜坡中的應(yīng)力分布狀態(tài)(1)斜坡形成前，天然狀態(tài)下巖土體內(nèi)處于原始應(yīng)力狀態(tài)，自重應(yīng)力,構(gòu)造應(yīng)力;

主應(yīng)力方向?yàn)殂U直,水平狀態(tài);(2)形成斜坡后,側(cè)向臨空面產(chǎn)生卸荷回彈,引起主應(yīng)力重新分布,集中;

研究方法：數(shù)值模擬(有限單元)，光彈試驗(yàn)，模型試驗(yàn)(3)應(yīng)力重分布分析:a.斜坡面附近的主應(yīng)力軌跡明顯發(fā)生偏轉(zhuǎn);b.最大主應(yīng)力平行于坡面,而最小主應(yīng)力則垂直于坡面,在坡面附近產(chǎn)生應(yīng)力集中帶，坡腳和坡肩應(yīng)力集中明顯;c.主應(yīng)力發(fā)生偏轉(zhuǎn),坡體內(nèi)的最大剪應(yīng)力也發(fā)生變化,由直線狀--->凹向坡面的圓弧狀;

d.坡面處于二向應(yīng)力狀態(tài),坡面處的徑向應(yīng)力實(shí)際為0;第一怖節(jié)邊坡死概念第一待節(jié)邊坡家概念2.影響悉斜坡監(jiān)應(yīng)力窄分布勞的因陡素第一賴節(jié)邊坡飽概念2.影響不斜坡比應(yīng)力陶分布柱的因迅素(1冊(cè))巖體久初始亞應(yīng)力避狀態(tài)鄙的影內(nèi)響,主要詠是水畢平構(gòu)舒造應(yīng)案力;(2拘)坡形巷的影傷響,如坡賞高和帝坡角頁等,W助/H，坡備面形恨態(tài)的冤凹凸;(3皮)巖土機(jī)體的釘性質(zhì)斗和結(jié)啄構(gòu),泊松虜比,結(jié)構(gòu)里面等紫，蠕忠動(dòng)變撕形特酷性;第二盆節(jié)斜坡僵變形滴破壞己的類敲型和歇機(jī)制一.斜坡使變形歇的類夢(mèng)型1.拉裂:在局巧部拉袋應(yīng)力撿和張曬力帶性內(nèi),形成駛張裂垂隙的腎變形拐形式2.蠕滑:巖土戀體沿允局部逃剪切椒面向箱臨控鄰方向丟的緩骨慢剪始切滑餓移.若貫糊通,則演某變成膊滑坡.一般翼發(fā)生毅在坡護(hù)體內(nèi).3.彎折躲傾倒:由陡朗傾板份狀巖窮石組偷成的等斜坡,當(dāng)走謎向與淋坡面耀平行腫時(shí),在重倦力作鄙用下旗所發(fā)苗生的割向臨姓空方典向同陜步彎渡曲的縫現(xiàn)象.第二粱節(jié)斜坡桿變形撲破壞鐵的類侮型和騰機(jī)制第二史節(jié)斜坡群變形撞破壞販的類旦型和伐機(jī)制二.斜坡己破壞諸類型1.崩塌(1登)特點(diǎn):突然賣脫離顯母體,發(fā)生俗在高論陡邊調(diào)坡的鼠坡肩浸部位,質(zhì)點(diǎn)底位移Sy愛>S鑒x,在垂幕直方及向運(yùn)硬動(dòng)為腳主;其無桌依附琴面,飛躍遠(yuǎn)而下,規(guī)律繼復(fù)雜,爆發(fā)耍突然驕。(2騎)分類:從規(guī)漂模上,由墜飛石,山崩缺等;從物倆質(zhì)成窩分上,由土團(tuán)崩,巖崩;(3將)產(chǎn)生厚的機(jī)性制：捆是由謙于動(dòng)估力學(xué)賄平衡筑條件肢被打添破;第二鄙節(jié)斜坡母變形賊破壞鏟的類評(píng)型和承機(jī)制2.滑坡(1蝕)特點(diǎn):沿剪仇切面椒滑移,形成熊滑移煉面,有依楊附面且存在;質(zhì)點(diǎn)捏位鳴移,S匪x>窄Sy兩;速度詳慢,規(guī)模抓大;具有軋整體頁性,破壞袋嚴(yán)重;斜坡癢破壞突形式賠中分族布最光廣，魄危害抖最嚴(yán)娃重的止一種(2彩)機(jī)制:下滑禮力>抗滑以力,安全闖系數(shù)K<完1;(3親)規(guī)模:可達(dá)雪數(shù)億廣立方劇米;滑坡槐舌滑坡英體滑坡任側(cè)壁滑坡那臺(tái)階滑坡投床滑坡窯面后緣末環(huán)狀刮拉裂傘隙滑坡米后壁我國(guó)醫(yī)滑坡漠和泥釣石流經(jīng)分布巾圖20架04年12月11日晚10時(shí)30分左刪右，襯甬臺(tái)侍溫高隊(duì)速公膏路柳牧市附卸近突燈發(fā)達(dá)刻大面半積山蘿體滑晃坡事迫故，站致使彎溫州軟大橋喂白鷺杏嶼至易樂成傍鎮(zhèn)一祖段的廚高速歌公路凡雙向知車道贈(zèng)全部仁癱瘓到。瓦伊敗昂水貞庫滑喉坡滑暴動(dòng)前宣位移境觀測(cè)梳資料蹤蝶（a）和堪地質(zhì)當(dāng)剖面冶圖（b）（據(jù)L.證Mu順ll疾er，19來74）①——灰?guī)r梁；②——含粘遍土夾驢層的呀薄層懇灰?guī)r蟲（侏惡羅系守）；曉③——含燧傭石的遼厚巖庭灰?guī)r殘（白套堊系剩）；繁④——泥灰士質(zhì)灰侍巖（從白堊叮系）浮；⑤——老滑雖坡；賊⑥——滑移耍面；殼⑦——滑動(dòng)渡后地牌面線雅壟富江霸便王山垃滑坡妙形成銷過程策示意推圖第二漏節(jié)斜坡鍵變形插破壞苗的類田型和卻機(jī)制某高督速公會(huì)路一政順層對(duì)巖質(zhì)乳滑坡智的形額成及量治理第二何節(jié)斜坡拴變形浪破壞撐的類猶型和亂機(jī)制第二氏節(jié)斜坡戒變形斗破壞脾的類欺型和院機(jī)制三.崩塌旗的危祖害及墨形成燃條件1.危害蓬崩每塌一知般危萬害交主通,航運(yùn),房屋般建筑稍等;2.形成膝條件(1綱)巖性:脆,硬性核巖石,高陡呼邊坡,發(fā)生顏于砂搶巖,石英穴巖,灰?guī)r坡處;稿(2貝)節(jié)理告構(gòu)造:在重還力作信用下,卸荷,產(chǎn)生逗張裂控縫,陡傾德節(jié)理憤發(fā)育,延展亂范圍郵大,切割營(yíng)成快冒體獨(dú)粒立;莊(3舉)地形,坡形背的影躲響:坡角>4曬5度;狠(4火)風(fēng)化按作用:在風(fēng)緊化營(yíng)過力作蜜用下,裂隙售加深;括(5債)地震:地震回作用登下,裂隙默水作皇用;第二吉節(jié)斜坡裕變形姿破壞維的類耍型和帥機(jī)制3.運(yùn)動(dòng)種特征劫質(zhì)弱點(diǎn)位裂移,S特x<金Sy說,在垂忠直方窮向運(yùn)傲動(dòng)為徐主,突然樣脫離稍母臟體;在懸駐崖處灘符合茂自由雀落體績(jī)運(yùn)動(dòng)慌規(guī)律;其運(yùn)臘動(dòng)形眨式主易要為垮跳躍擦和滾苗動(dòng),規(guī)律啦復(fù)雜,爆發(fā)甲突然,其動(dòng)躍能形供式:I-解--轉(zhuǎn)動(dòng)掀慣量,w-娃--角速引度;第二艇節(jié)斜坡拍變形旋破壞銷的類柔型和亮機(jī)制四.滑坡1.形態(tài)點(diǎn)要素采其主癢要組鴨成為斜滑坡困體,滑坡塵床,滑動(dòng)柄面(帶),滑坡時(shí)周界,滑坡跨壁,滑坡狐臺(tái)階,滑坡座舌,滑坡盜裂隙襲等;此外,還有弟一些革滑坡貞標(biāo)志:封閉鼻洼地,滑坡昌鼓丘,滑坡耍泉,馬刀響樹,醉漢轟林等.第二悅節(jié)斜坡顫變形斜破壞助的類繁型和逗機(jī)制2.識(shí)別滑坡倍識(shí)別驅(qū)是研糞究滑申坡的冰最基坑礎(chǔ)的撒工作執(zhí)。正叮在活勢(shì)動(dòng)的燈滑坡糠形態(tài)扭要素閣清晰趁容易符識(shí)別謀；老小滑坡屋則因惜后期僚改造偷強(qiáng)烈福難于握識(shí)別埋。==濾》找滑玻坡要敵素及畜特征實(shí)際此滑坡勺調(diào)查腹：遙嚇感信巨息、究地面醬地質(zhì)陪測(cè)繪各、勘軌探試株驗(yàn)其中伏航片貿(mào)上識(shí)霞別滑位坡形倉態(tài)要筍素；地面姻地質(zhì)娛測(cè)繪偶搜集飛滑動(dòng)照的證鞋據(jù)勘探艘了解物滑坡何體的浙結(jié)構(gòu)疾、巖廚石破傳碎程烘度、賽地下矛水位賓、滑好動(dòng)面難（帶恩）的游位置坐。3.滑坡歌活動(dòng)禽的階女段性總體透上是怪動(dòng)態(tài)筆變化火的，任往往晌具有負(fù)周期義性。爛每個(gè)賠周期跟的運(yùn)豪動(dòng)學(xué)律特征語可以錢概括村為四廉個(gè)階帳段：（1）蠕仔滑階做段—變形披階段熄，斜羊坡內(nèi)閘不連遣續(xù)剪麗切破用壞面見出現(xiàn)箱，持叔續(xù)時(shí)諒間長(zhǎng)（2）滑計(jì)動(dòng)階謎段碑滑動(dòng)戴面貫兆通，墊前方淋出現(xiàn)且剪出至口，租移動(dòng)誰速率蘿增大（3）劇棵滑階件段圓滑動(dòng)程速率氧迅速販增大（4）穩(wěn)撐定階勿段尺滑朝動(dòng)速嶺率降塔低或桂停止第二撓節(jié)斜坡昆變形哈破壞聞的類泥型和懶機(jī)制4.分類（1）按橋滑動(dòng)專面與仙巖層勸層面忠的關(guān)睡系分:均質(zhì)轉(zhuǎn)滑坡,順層氏滑坡,切層趙滑坡油等（2）按尊滑坡稼始滑母動(dòng)部厚位分絨：推盆動(dòng)式很滑坡跪、牽芬引式帝滑坡套、混火合式茶滑坡旅、平乖移式必滑坡（3）按京巖土釣類型傅分類談：基翁巖滑萄坡和雁土體叛滑坡勻質(zhì)滑坡順層滑坡切層滑坡沿巖層面滑坡沿交界面滑坡五.斜坡海破壞已后的崖運(yùn)動(dòng)折特征（1）崩(墜)落塊械石的體運(yùn)動(dòng)簽特征其運(yùn)噸動(dòng)方辱式隨燦接受預(yù)塊石誼斜坡膝的坡特度、支坡形灶和性追能不鳴同而壺不同紀(jì)。研災(zāi)究表異明(只有另在坡李度小哭于某什一臨機(jī)界值(約27。)時(shí)，她崩落橡體才治停積倉于崖什腳：異隨坡聞度增何大，花可分墊別表帳現(xiàn)為摩滑動(dòng)植、滾耳動(dòng)、氣跳躍客和自障由崩垮落等宗方式棗，大世部或帶全部悟被搬雖運(yùn)至莊坡腳怒。（2）運(yùn)胳動(dòng)狀青態(tài)的藏“流業(yè)體”?；欢T條件陰下，淚滑坡唐體或唯崩塌兩休可刃在繼凝續(xù)運(yùn)宵動(dòng)過流程中級(jí)轉(zhuǎn)化賞為“革流體爸”狀闊態(tài)，及稱“神流體膚”化英。主敗要表沫現(xiàn)為檢碎屑徑流、馳泥流懇或土拉爬、丑泥石(洪)流和量濁流牛等。第二覺節(jié)斜坡濱變形玩破壞沒的類兔型和添機(jī)制碎屑農(nóng)流和土泥流殼或土折爬系琴指由企滑坡志體或猾崩塌茄體自霜身轉(zhuǎn)免化而恥成的練流體圖。前繁者是盤一種失高速誤散體蛛狀流揀體，爽后者等則是我一種胃速度予不太統(tǒng)大的肥塑性蜂粘滯醋流。泥石(洪)流按冊(cè)其定器義應(yīng)做屬一效種洪欺流。鹿它總戚是與奧暴雨除或山癢洪相債聯(lián)系迎，是搶在有閣足夠痰酌外掉部水肅流(或降幅雨)參與梁下形嬸成的普一種愛高密罩度“流體”。我凳國(guó)19喇81、19雕82四川圓暴雨控滑坡塘發(fā)生幅期間士，有罩不少元這樣閃的實(shí)艦例。濁流)系指攪水下暮的高五密度敬流或細(xì)異重特流，鐵見于菌水下罪滑坡桐?；熑胨疅┲械亩d滑坡礦或崩研塌體繪，也?？刹空Z分轉(zhuǎn)教化為翅濁流受。第二螺節(jié)斜坡襯變形撇破壞敞的類鞏型和緒機(jī)制泥石型水石漲型泥流虛型坡面泰型泥羅石流溝谷疤型泥蛙石流第三融節(jié)影響更滑坡?lián)€(wěn)定舍性的功因素一.影響搖因素港分析主要蠟可以庫分為冷三類:影響拍斜坡念巖土鄰體強(qiáng)扮度飄巖性欠、風(fēng)序化等影響廈斜坡茄的形貸狀獲河流秘沖刷呢、人是工開示挖等影響密斜坡梳內(nèi)的千應(yīng)力嗽狀態(tài)離堆杠載，帝爆破名、地州震、咽水壓辭力等根據(jù)偉影響煤程度煤劃分墓為二請(qǐng)類：主導(dǎo)逢因素青：巖港土類莊型性盼質(zhì)、凝地質(zhì)襯構(gòu)造證和巖島體結(jié)殿構(gòu)、寬風(fēng)化斬作用錄、地祥下水覽活動(dòng)觸發(fā)置因素困：地雜震、礙洪水聲、暴奔雨、狗堆載硬、人溉工爆足破等團(tuán)。第三躁節(jié)影響自滑坡敏穩(wěn)定童性的蘇因素二.巖土斗體類耽型,性質(zhì)堅(jiān)硬榴巖土鈔抗變隔形能枝力強(qiáng)友，斜副坡穩(wěn)觸定粘性炒類土,黃土匠類土弄中發(fā)圍育較耽多,形成佛易滑涼組合;軟弱銅地層極常發(fā)業(yè)生滑貼坡三.巖體車結(jié)構(gòu)站和構(gòu)撫造平疊販坡順向情坡逆向匹坡橫交踐坡斜交臥坡四.地形斯地貌主要改發(fā)育循在山則地環(huán)趟境中;第三理節(jié)影響即滑坡怠穩(wěn)定找性的疲因素五.地下讓水作箏用主要服考慮培沖刷,軟化,靜水考?jí)毫v、動(dòng)蟻水壓摟力、酒浮托汁力;六.地震地震樓主要漁產(chǎn)生系山崩蜜和滑穿坡;七.人類甚因素主要?jiǎng)袷侨巳囝惞で某探?jīng)方濟(jì)活滋動(dòng)順向貧層狀努體斜異坡水臂動(dòng)力寇學(xué)基福本?？妥螅好鞍鼩鉃a帶－求季節(jié)鄉(xiāng)豐變動(dòng)授帶水第動(dòng)力也型：噴（a）（b）間疫歇裂簽隙充征水承藥壓型肺（陰憑影曲敗線代偽表空咽隙水悟壓力飼分布呀狀況黑），踩（c）間匪歇下田滲－墓?jié)撍p型，烏（d）間綱歇潛擾水型邊；右雅：層太間含濕水層勺水動(dòng)沃力型:（a）弱遵循環(huán)古承壓貝型，折（b）、燒（c）強(qiáng)勺循環(huán)卵承壓明型第四斜節(jié)邊坡世穩(wěn)定盈性評(píng)里價(jià)一.意義實(shí)行駁邊坡暫穩(wěn)定示性評(píng)冤價(jià),是為劇研究警應(yīng)力踐平衡,并提倚出有記力的紙防治生措施.二.自然掘歷史寶分析棚法1.進(jìn)行充區(qū)域索地質(zhì)型背景蜘研究;2.分析街促使景斜坡膊變形勉破壞贊的主酬導(dǎo)因慎素和疫觸發(fā)閃因素;3.預(yù)測(cè)虜斜坡購(gòu)所處囑的演捐化階競(jìng)段和澤發(fā)展宅趨勢(shì),以及革可能惑產(chǎn)生宵的破恥壞形眉式;第四腐節(jié)邊坡攜穩(wěn)定懼性評(píng)造價(jià)三.力學(xué)袖計(jì)算付法(解析鼻計(jì)算娛和數(shù)要值模白擬)(一)對(duì)于河土質(zhì)臉斜坡穩(wěn)定仍系數(shù)Fs奮=抗滑刻力/下滑熄力1）對(duì)予無粘逢性土寺：2）對(duì)耳粘性毛土:(二）基對(duì)單友一結(jié)珍構(gòu)面(三）膨?qū)φ刍鼐€形淘結(jié)構(gòu)造面

求取辜安全攀系數(shù)燦，判裳別穩(wěn)遞定性(四）鵝數(shù)值鐮模擬第四剩節(jié)邊坡侵穩(wěn)定襲性評(píng)滲價(jià)(一)對(duì)于翁土質(zhì)巧斜坡1)無粘醬性土蕩土坡都穩(wěn)定薯性（1）干核的及召水下暗的無倍粘性全土土分坡（2）滲柿流作涉用下用的無毛粘性居土土紡坡2)粘性采土土良坡穩(wěn)欺定性依分析（1）瑞視典圓治弧法（2）瑞洽典條觀分法1）無查粘性岸土土近坡穩(wěn)乳定性（1）干貌的及劣水下攏的無我粘性徒土土歸坡無粘進(jìn)性土探的土撕坡穩(wěn)目定系黎數(shù)NTWJ滲透湊力J產(chǎn)生藥的下佳滑力壯和法容向力序分別區(qū)為NTWJ（2）滲惱流作罩用下編的無魯粘性絨土土架坡hh1h2A倦AL總滲腔透力

wh1A=

wh2A邀+JJ=

wh1A-

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w（h1-h2）A=

wh吃A總滲披透力今（Se編ep控ag型e職fo屋rc處e）

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wh1A-

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w（h1-h2）A=

wh當(dāng)A單位回體積村的滲陜透力j=屢J/碌A(chǔ)L=

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wIj—喪—滲透醋力，KN消/m3；I—?jiǎng)凇露戎穑?/p>

w——水的堪重度同，KN蔬/m3滲透腫力為意體積召力分析恒：1.當(dāng)滲纖流順僻坡時(shí)=與干掙土相糧比降殲低1/貌2NTWJ分析克：2.滲流弱方向仁水平桶時(shí)與干帆坡相侍比降職低了愁一半唱多2）粘強(qiáng)性土擦土坡織穩(wěn)定溪性分幼析（1）瑞乓典圓寸弧法(S陡we類di漢sh診c鉛ir蘭cl今e霸me遣th糖od哄)基本歲假定:均質(zhì)顏粘性艷土坡懲滑動(dòng)蜜時(shí),滑動(dòng)猴面近赴似為摘圓弧斜形狀,假定橡滑動(dòng)恩面以廈上的糾土體嶺為剛船體,假定稀屬于臺(tái)平面孫應(yīng)變太問題OaADRWEOaADRW原理:將滑澤動(dòng)土兵體分槽成若臺(tái)干豎核直土真條,求各對(duì)土條租對(duì)滑嫌動(dòng)圓跨心的衣抗滑誕力矩迅和滑旦動(dòng)力咸矩,各取涉其總面和,計(jì)算威安全醉系數(shù)諒。簡(jiǎn)便歪法（Fe供ll鞋en宗iu散s）（2）瑞爺?shù)錀l面分法(S虜we沾di捉sh港s菊li爆ce兄m掉et跑ho鑒d)（2）瑞街典條肺分法(S福we慈di虜sh洗s繪li敞ce綁m指et秧ho梁d)OaADRW畢肖誤普法愈（Bi備sh通op）：逃假定城土條右間的號(hào)作用抗力相牽等第四莫節(jié)邊坡晌穩(wěn)定帥性評(píng)序價(jià)四.圖解皮法1.