滑坡一般知識綜述

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向 空面的地質坡體，是一類廣泛的地貌類型。 斜坡變形破壞是地質發(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)：內凹型，外凸型直線型，復合型一 概述第二講 斜坡災害基本知識二 斜 坡 應 力 分 布 特 征H1H31H131 .斜坡周圍主應力跡線發(fā)生明顯

2、偏轉:愈接近臨空面,最大主應力1愈接近平行于臨空面,3與之正交,向坡內逐漸恢復到原始狀態(tài)。原始應力狀態(tài)：一 ） 重分布應力的特點：2. 在坡腳及坡肩附近形成應力集中區(qū)(1) 坡腳附近最大主應力顯著增高,且愈近表面愈高;最小主應力顯著降低。這一帶是坡體中應力差或最大剪應力最高的部位，形成最大剪應力增高帶，往往產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,坡面的徑向應力和坡頂面的切向力可轉化為拉應力,形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。3 . 與主應力跡線偏轉相聯(lián)系,坡體內最大剪應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 . 坡面處由于側向壓力趨于零,

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

4、力集中較緩和。(3) 坡底寬度：當W0.8H時，則保持為一常值（稱為“殘余坡角應力”）3. 斜坡巖土體特性和結構特征的影響: 巖土體的變形模量對均質坡體的應力分布無明顯影響. 泊松比可改變主應力和剪應力的分布,引起張力帶變化。隨著 增高，坡面和 坡頂?shù)膹埩е饾u 擴展；而在坡底則反之， 增高，張力帶收縮。 結構面的產狀、性質的差別，使斜坡中的應力分布出現(xiàn)了不連續(xù)性，在不連續(xù)面或軟弱面的周邊形成應力集中或發(fā)生應力阻滯。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生的應力釋放效應，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力集中形成拉張裂縫。 形式： (1) 卸荷回彈 卸荷、初始應力釋放 側應力減弱 產生張裂面 (3) 蠕滑 斜坡巖土體在自重應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成一個剪變帶，其位移由坡面向坡內逐漸降低直至消失。 按其形成機制特點可分為兩種： 軟弱基座蠕滑 坡體蠕滑（受軟弱結構面控制）(3) 彎曲傾倒： 由陡坡或直立板狀巖體組成的斜坡,當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、坡下部或坡體內部。二） 斜坡破壞1. 崩塌 陡坡陡坡上的巖土體產生以下落運動為主以下落運動為主（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在的內在的或潛在的貫通潛在的貫通結構面，在外力作用下，失去原來的平衡狀態(tài)，產生了以水平運動為主以水平運動為主的滑動現(xiàn)象。3.兩者的區(qū)別：運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）。滑坡床：滑坡體之下未經過滑動的巖土體。滑坡體：與母體脫離經過滑動的部分巖體?；轮芙?/p>

7、：滑坡體與周圍未變位巖土體在平面上的分界線。滑坡壁：滑坡體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。滑坡壁上常見鉛直方向的擦痕?；屡_階：滑坡體下滑時各部分運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和大小不同，在各部位產生不同力學性質的裂隙。 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，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擴散產生，放射狀呈扇形分布。.滑坡洼地（湖)主滑線2、識別標志 (1) 地形地貌方面滑坡形態(tài)特征、地貌不協(xié)調或反常等(2) 變形破裂方面: 滑體上產生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象滑體結構松散、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、地面調查、勘探面 線點(3) 水文地質方面 結構破碎 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系分類(1)無層滑坡：均質、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 振動作用（如地震） 地質構造 降水（雨、雪）水庫蓄水 地形 人類活動（開挖、加載 水文地質 植被、水等） 風化、剝蝕作用 內在因素外部因素一） 內在因素 1. 巖土類型及性質決定抗滑力的根本因素 強度、自穩(wěn)能力：堅硬巖石半堅硬巖石松散土坡 結構：層理、軟弱夾層、原生節(jié)理、片理等 特殊性質：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、陜南和甘南淺變質巖地區(qū)（主要是千枚巖分布地區(qū)）2. 地質結構 結

11、構面結構面的產狀、力學性質、規(guī)模 沉積巖地區(qū)：特大型的滑坡主要與層面構造有關 不同構造部位滑坡差別：如在褶皺的兩翼部位，結構面往往形成上陡下緩的勺形；沿著大的構造斷裂帶，滑坡往往呈帶狀分布 按結構面的產狀與臨空面的關系，可分為： (1) 平迭坡：主要軟弱結構面為水平的 (2) 逆向坡：主要軟弱結構面的傾向與坡面的傾向相反 (3) 順向坡：主要軟弱結構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O為頂點，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。 當重力矢量W落在錐體外面時， ，滑體將發(fā)生向下的運動，否則，處于穩(wěn)定狀態(tài)。 1. 極限平衡計算方法剛體極限平衡法 假設前提： 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。破壞面上的強度由C、值決定，遵循強度判據(jù)。 滑體中的壓力以正壓力和剪應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)學力學計算方法極限平衡法、數(shù)值計算法、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、巖土體強度等難以精確確定，通常在設計上考慮上述因素及建筑物重要性而綜合確定一經驗值。Kc1(1) 土質斜坡穩(wěn)定性計算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) 巖質斜坡穩(wěn)定性計算 A 平面滑動：單平面、同向雙平面、多平面 B 楔形體滑動均質土坡瑞典條分法 如圖：一簡單均質土坡，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。，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生的抗滑力為：（3）滑動面上的凝聚力產生的抗滑力為：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，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： 對于均質粘性土斜坡最危險滑動面應通過坡腳，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（2）按下圖所示確定E點；（3）連接EO，在EO的延長線上取一系列圓心O1，O2，,On;(4)分別計算O1，O2，,On所對應滑動圓弧上的穩(wěn)定性系數(shù)K1，K2，Kn，聯(lián)其端點，所得曲線上最小的Kmin值所對應的Om點，即為最危險滑弧圓心。 若土層復雜，則Om不一定是最危險滑動弧圓心，為此，可過點作垂直O(jiān)E的線段，在該線段上取其相應的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構面組成。穩(wěn)定性

16、系數(shù)計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、揚壓力 Ui、法向反力 Ni、切向反力 Ti基本荷載（僅考慮重力）計算如下：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兩側水壓力：。時，取當滑力考慮安全儲備，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，先假定一個計算整體穩(wěn)定性系數(shù)時KEnKKKKEnEnKKKEnEnKsK00002110100穩(wěn)定性計算編程迭代過程：2 .破壞概率計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)十數(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，大崩之前產生少量崩落石；構造條件、不同年代地層交接處、水條件、膠結不良的礫巖、頁巖等、原層硬巖覆于軟巖上、垂直節(jié)理、巖石種類復雜的邊坡；一般高度在20m以內多呈穩(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-停崩塌落石坡面運動全過程運動形式及力學分析：H.M羅依尼什維教授根據(jù)石塊在坡面運動特征，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動形式，隨山坡表面巖層及覆蓋層而異。若只有具備初速運動才能運動時，情況同上；若無初速運動也可運動，將和陡坡運動相似。 陡坡地帶：塊石無初速運動也可自行運動，隨距離伸長或坡面角增大而加劇，跳躍式滾動 跳躍運動。 陡峻地帶：坡面無初速運動也可以自行運動，不會停止運動，帶有自由墜落性質，跳躍運動。據(jù)拋石試驗，運動形式一般： 隨坡面形態(tài)變化而可能重合運動或重復出現(xiàn)?；拘问剑簤嬄?、跳躍、滾動、滑動滑動式墜落式傾倒式劃分幾類危巖：塊體運動速度V=f（塊體特性、坡面、強度、植被、