斜坡巖土體穩(wěn)定的工程地質(zhì)

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1、第九章斜坡巖(土)體穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析工程地質(zhì)分析原理9.1基本概念及研究意義斜坡巖(土)體穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分折涉及兩個(gè)方面的任務(wù)。一方面要對(duì)斜坡的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)；另一方面要為設(shè)計(jì)合理的人工邊坡以及制定有效整治措施提供依據(jù)。崩塌、滑坡名稱發(fā)生日期方量（104m3）運(yùn)動(dòng)速度最大運(yùn)動(dòng)距離（m）死亡人數(shù)斜坡類型①誘發(fā)因素鹽池河崩塌（湖北）1980.6.310034m/s（最大值）400284平緩層狀，軟弱基座地下采礦鐵西滑坡（四川，成昆線）1981.7.82204m/h(平均值）70中傾外層狀體，老滑體局部

2、復(fù)活地面采石渡口灰?guī)r礦山滑坡（四川，攀枝花）1981.6.104165.5m/min（平均值）220中傾外層狀體斜坡地面采石四川盆地西部暴雨滑坡1981.7月，9月數(shù)百個(gè)，單個(gè)滑坡方量大多小于100萬(wàn)m35m/s±100±約10人多種類型層狀體斜坡暴雨（數(shù)十年一遇，暴雨強(qiáng)度＞200mm/d）雞扒子滑坡（四川，長(zhǎng)江云陽(yáng)）1982.7.2415003－10m/min150－200變角傾外層狀體斜坡，老滑坡局部復(fù)活暴雨灑勒山滑坡－碎屑流（甘肅）1983.3.73000－400032m/s（最大值）900237平緩層

3、狀體斜坡新灘滑坡（湖北，長(zhǎng)江新灘）1985.6.12300010m/s80老滑坡復(fù)活馬家壩滑坡（湖北，姊歸）1986.7.162400中速數(shù)十米緩傾外層狀體斜坡，老滑坡復(fù)活暴雨西寧滑坡－碎屑流（四川，巫溪）1988.1.1070018－50m/s80026傾內(nèi)層狀體斜坡，軟弱基底溪口滑坡－碎屑流（四川，華鎣山）1989.7.102020－30m/s1500221傾內(nèi)層狀體斜坡暴雨昭通滑坡－碎屑流（云南，金沙江支流）1991.9.231500－200075m/s（平均）4500216傾外層狀斜坡暴雨表9－1我國(guó)

4、80年代重大崩、滑災(zāi)害事件①斜坡結(jié)構(gòu)類型分類原則相見9.3節(jié)。9.2斜坡巖體應(yīng)力分布特征9.2.1斜坡應(yīng)力場(chǎng)的基本特征(1)由于應(yīng)力的重分布，斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。無(wú)論是在重力場(chǎng)條件下，還是在以水平應(yīng)力為主的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件下，其總的特征表現(xiàn)為愈靠近臨空面，最大主應(yīng)力愈接近平行于臨空面，最小主應(yīng)力則與之近于正交(圖9—2下)。(2)由于應(yīng)力分異的結(jié)果，在臨空面附近造成應(yīng)力集中帶。但坡腳區(qū)和坡線(斜坡面與坡頂面的交線)區(qū)情況有所不同。坡腳附近最大主應(yīng)力(相當(dāng)于臨空面的切向應(yīng)力)顯著增高，且愈近表面愈高(

5、圖9—2下)；最小主應(yīng)力(相當(dāng)于徑向應(yīng)力)顯著降低，于表面處降為零，甚至轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力。因而，這一帶是斜坡中應(yīng)力差或最大剪應(yīng)力最高的部位，形成一最大剪應(yīng)力增高帶，通常是斜坡中最容易發(fā)生變形和破壞的部位，往往因此而產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面(參見圖3—29)。圖9－2用有限元解出的位移跡線圖（上）和主應(yīng)力跡線圖（下）（a）重力場(chǎng)條件（N＝0.33）；（b）以水平應(yīng)力為主的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件下（N＝3）坡緣附近，在一定條件下，按面的徑向應(yīng)力和按頂面的切向應(yīng)力可轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力，形成一張力帶(圖9—3)。因而，這些部位的

6、巖體容易被拉裂形成與波面近于平行的拉裂面(參見圖3—29)。(3)與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系，坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原先的直線變?yōu)榻茍A弧線，弧的下凹面朝著臨空方向。(4)坡面處由于徑向壓力實(shí)際等于零，所以實(shí)際上處于單向應(yīng)力狀態(tài)(不考慮斜坡走向方向的σ2時(shí))，向內(nèi)漸變?yōu)閮上蚧蛉?考慮σ2時(shí))狀態(tài)。9.2.2影響斜坡巖體應(yīng)力分布的主要因素9.2.2.1原始應(yīng)力狀態(tài)的影響巖體的原始應(yīng)力狀態(tài)中，水平剩余應(yīng)力的大小對(duì)坡體應(yīng)力狀態(tài)的影響尤為顯著。它不但使主應(yīng)力跡線的分布形式有所不同(圖9—2下)，而且明顯地改變了各應(yīng)力值

7、的大小，尤其對(duì)坡腳應(yīng)力集中帶和張力帶的影響最大。在坡腳區(qū)，根據(jù)圖9—2可見，坡底的切向應(yīng)力最大值約相當(dāng)于原始水平應(yīng)力的三倍左右。當(dāng)有側(cè)向水平應(yīng)力時(shí)，該值成倍增高，如當(dāng)σL＝3ρgh時(shí)，該值可達(dá)7-10ρgh，與σL=0的情況相比，相差十分懸殊。圖9－3斜坡張力帶分布狀況及其與水平剩余應(yīng)力（σL）、坡角（β）關(guān)系示意圖（據(jù)Stacey，1970）圖9－4坡角最大剪應(yīng)力與坡腳和坡底寬（W）關(guān)系圖解（據(jù)Stacey，1970）9.3斜坡的變形與破壞斜坡形成過(guò)程中，由于應(yīng)力狀態(tài)的上述變化，斜坡巖(土)體特發(fā)生不同方式

8、、不同規(guī)模和不同程度的變形，并在一定條件下發(fā)展為破壞。斜坡破壞系指斜坡巖(上)體中已形成貫通性破壞面時(shí)的變動(dòng)。而在貫通性破壞面形成之前，斜坡巖體的變形與局部破裂，稱為斜坡變形。斜坡中已有明顯變形破裂跡象的巖體，或已查明處于進(jìn)展性變形的巖體，稱為變形體。被貫通性破壞面分割的斜坡巖體，可以多種運(yùn)動(dòng)方式失穩(wěn)破壞，如滑落、崩落等。破壞后的滑落體(滑坡)或崩落體等被不同程度地解體。但在特定的自身或環(huán)境條件下，