邊坡巖體穩(wěn)定性分析

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1、第九章邊坡巖體穩(wěn)定性分析§9.1概述§9.2邊坡巖體中的應(yīng)力分布特征§9.3邊坡巖體的變形與破壞§9.4邊坡巖體穩(wěn)定性分析步驟§9.5邊坡巖體穩(wěn)定性計(jì)算§9.6邊坡巖體穩(wěn)定性其他計(jì)算方法斜坡(slope)統(tǒng)指地表一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，包括天然斜坡和人工邊坡。天然斜坡(簡(jiǎn)稱斜坡）是指自然地質(zhì)作用形成未經(jīng)人工改造的斜坡。人工邊坡(簡(jiǎn)稱邊坡）是指經(jīng)人工開(kāi)挖或改造形成的斜坡。研究目的：研究邊坡變形破壞的機(jī)理(包括應(yīng)力分布及變形破壞特征)與穩(wěn)定性，為邊坡預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及整治提供巖體力學(xué)依據(jù)。其中穩(wěn)定性計(jì)算是巖體邊坡穩(wěn)定性分析的核心。

2、§9.1概述天然斜坡人工邊坡?lián)嘘P(guān)資料介紹，近20年來(lái)，僅意、日、美、俄、?。ǘ龋⒅?、捷及奧（地利）、瑞（士）等國(guó)，各國(guó)每年因滑坡災(zāi)害所造成的經(jīng)濟(jì)損失，平均達(dá)15～20億美元，總和平均每年可達(dá)120～160億美元2009年，我國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害10840起，其中滑坡6657起、崩塌2309起、泥石流1426起、地面塌陷316起、地裂縫115起、地面沉降17起。造成人員傷亡的地質(zhì)災(zāi)害197起，共導(dǎo)致331人死亡、155人失蹤、315受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失17.65億元。案例：貴州關(guān)嶺滑坡一、邊坡的一般分類（1）邊坡按高度可分為超

3、高邊坡（大于100米）高邊坡（50到100米）中邊坡（20到50米）低邊坡（小于20米）（2）按成因可分為?剝蝕邊坡?侵蝕邊坡?塌滑及人為邊坡行業(yè)不同有所區(qū)別小灣水電工程700m錦屏一級(jí)水電站左岸550米高邊坡不同部門巖石工程高邊坡類型及特點(diǎn)建議高邊坡定義一般高邊坡高度范圍邊坡及邊坡工程特點(diǎn)水電系統(tǒng)>100m人工：100-700m自然：100-1000m邊坡高度大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件復(fù)雜，工程對(duì)邊坡質(zhì)量要求高，常需要保證永久穩(wěn)定。礦山系統(tǒng)>100m100-500m邊坡高度大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,工程對(duì)邊坡質(zhì)量有一定要求,但通常

4、考慮極限設(shè)計(jì).鐵道系統(tǒng)>50人工：50-150m自然：100-300m邊坡高度一般較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件復(fù)雜，對(duì)邊坡質(zhì)量要求高，但通常要求線路快速通過(guò)。公路系統(tǒng)>30m人工：30-80m自然：30-150m邊坡高度一般較小,地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)邊坡質(zhì)量要求較高。城建系統(tǒng)>15m人工：15-50m自然：15-100邊坡高度小,地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)邊坡質(zhì)量要求高。（3）按其人工改造程度可分為?自然邊坡（天然河谷或庫(kù)區(qū)岸坡等）?人工邊坡（基坑、壩肩、洞臉等）（4）工程地質(zhì)部門通常對(duì)邊坡進(jìn)行巖性、結(jié)構(gòu)、變形三

5、級(jí)分類：1）按物質(zhì)組成可分為：巖質(zhì)邊坡黃土邊坡砂土邊坡土石混合邊坡2).巖質(zhì)邊坡按邊坡巖體結(jié)構(gòu)可分為：巖體結(jié)構(gòu)類型巖體地質(zhì)類型主要結(jié)構(gòu)形狀結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況巖土工程特征可能發(fā)生的巖土工程問(wèn)題整體狀結(jié)構(gòu)均質(zhì)，巨塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖，巨厚層沉積巖、正變質(zhì)巖巨塊狀以原生構(gòu)造節(jié)理為主，多呈閉合型，裂隙結(jié)構(gòu)面間距大于15m，一般不超過(guò)1～2組，無(wú)危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)面組成的落石掉塊整體性強(qiáng)度高，巖體穩(wěn)定，可視為均質(zhì)彈性各向同性體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑動(dòng)或坍塌，深埋洞室的巖爆塊狀結(jié)構(gòu)厚層狀沉積巖、正變質(zhì)巖、塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖塊狀、柱狀只具有少量貫穿性較

6、好的節(jié)理裂隙，裂隙結(jié)構(gòu)面間距0.7～1.5m。一般為2～3組，有少量分離體整體強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)面互相牽制，巖體基本穩(wěn)定，接近彈性各向同性體層狀結(jié)構(gòu)多韻律的薄層及中厚層狀沉積巖、副變質(zhì)巖層狀、板狀、透鏡體有層理、片理、節(jié)理，常有層間錯(cuò)動(dòng)面接近均一的各向異性體，其變形及強(qiáng)度特征受層面及巖層組合控制，可視為彈塑性體，穩(wěn)定性較差不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體可能產(chǎn)生滑塌，特別是巖層的彎張破壞及軟弱巖層的塑性變形碎裂狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響嚴(yán)重的破碎巖層塊狀斷層、斷層破碎帶、片理、層理及層間結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，裂隙結(jié)構(gòu)面間距0.25~0.5m，一般在3組以上，由許多分

7、離體形成完整性破壞較大，整體強(qiáng)度很低，并受斷裂等軟弱結(jié)構(gòu)面控制，多呈彈塑性介質(zhì)，穩(wěn)定性很差易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)散體狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響劇烈的斷層破碎帶，強(qiáng)風(fēng)化帶，全風(fēng)化帶碎屑狀顆粒狀斷層破碎帶交叉，構(gòu)造及風(fēng)化裂隙密集，結(jié)構(gòu)面及組合錯(cuò)綜復(fù)雜，并多充填粘性土，形成許多大小不一的分離巖塊完整性遭到極大破壞，穩(wěn)定性極差，巖體屬性接近松散體介質(zhì)易引起規(guī)模較大的巖體失穩(wěn)，地下水加劇巖體失穩(wěn)1.碎裂結(jié)構(gòu)邊坡2.塊狀結(jié)構(gòu)邊坡3.層狀結(jié)構(gòu)邊坡目前，用于邊坡巖體穩(wěn)定性分析的方法，主要有：數(shù)學(xué)力學(xué)分析法(包括塊體極限平衡法、彈

8、性力學(xué)與彈塑性力學(xué)分析法和有限元法等)模型模擬試驗(yàn)法(包括相似材料模型試驗(yàn)、光彈試驗(yàn)和離心模型試驗(yàn)等)原位觀測(cè)法此外，還有破壞概率法、信息論方法及風(fēng)險(xiǎn)決策等新方法應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性分析中。二、常用的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析方法離心模型試驗(yàn)是采用較小比例的模型.通過(guò)離心機(jī)產(chǎn)生的離心力來(lái)模擬土工結(jié)構(gòu)物所受到的自重應(yīng)