工程地質(zhì)學課件第二章斜坡變形

1、1Ch2斜坡變形工程地質(zhì)研究n1概述n2斜坡中的應力分布特征n3斜坡變形破壞的類型n4崩塌n5滑坡n6影響斜坡穩(wěn)定性的因素n7斜坡穩(wěn)定性評價方法n8滑坡的預測預報n9斜坡變形破壞的防治21概述n一、概念n二、斜坡要素n三、斜坡的變形破壞作用3一、概念n斜坡：系指地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體 n自然斜坡：未經(jīng)人工改造的斜坡n山坡，海岸，河岸n人工邊坡 ：指人工開挖或改造了形狀的斜坡nEX:基礎邊坡,露天礦邊坡，路塹邊坡4二、斜坡要素n坡面：斜坡的臨空斜面n坡頂：斜坡的頂部n坡頂面：頂部緩平面或水平面n坡肩：坡面與坡頂面的轉(zhuǎn)折部位n坡腳：斜坡最小部與水平地面相接部位n坡角：坡面與水平面的夾角

2、n坡高：坡肩與坡腳間的垂直高度6三、斜坡的變形破壞作用n斜坡在各種內(nèi)、外地質(zhì)營力作用下，不斷地改變著坡高和坡角，使坡體內(nèi)應力分布發(fā)生變化。當組成坡體的巖土體強度不能適應此應力分布時，就產(chǎn)生了斜坡的變形破壞作用。n尤其是大規(guī)模的工程建設，使自然斜坡發(fā)生急劇變化，斜坡的穩(wěn)定程度也變化極大，往往釀成災害。n斜坡的變形與破壞，實質(zhì)上是由斜坡巖土體內(nèi)應力與其強度這一對矛盾的發(fā)展演化所決定的 71.自然斜坡變形破壞n是山區(qū)主要的工程動力地質(zhì)作用n我國廣大的西南、西北地區(qū)這一作用尤為突出，災害頻發(fā)，而且近10余年來有進一步加重的趨勢 82.自然斜坡人為破壞n自然斜坡由于人類工程、經(jīng)濟活動而產(chǎn)生的斜坡破壞往往

3、是災難性的 93.人工邊坡n主要是水利水電工程邊坡、鐵路路塹和露天采坑邊幫的失穩(wěn)n如撫順煤礦和大冶鐵礦露天采坑，都曾發(fā)生過失穩(wěn)事故，對生產(chǎn)和生命財產(chǎn)造成一定的損失。102斜坡中的應力分布特征n斜坡中的應力分布特征決定了斜坡變形破壞的形式和機制，對斜坡穩(wěn)定性評價和合理防治措施也有一定意義；所以首先要了解斜坡形成后坡體中應力分布的特征。 11一、斜坡中應力狀態(tài)的變化 n天然巖土體中應力分布是比較復雜的，除普遍存在的自重應力外，有時還有構(gòu)造應力、熱應力、地下水應力等。一般認為：當僅存在自重應力的情況下，未形成斜坡前巖土體中的主應力（初始應力）是呈鉛直與水平狀態(tài)的，即鉛直應力為最大主應力，水平應力為最

4、小主應力，此時巖土體內(nèi)的最大剪應力與最大、最小主應力多呈45交角。 （畫圖）12一、斜坡中應力狀態(tài)的變化n在斜坡形成過程中，由于側(cè)向臨空面的產(chǎn)生，坡面附近的巖土體發(fā)生卸荷回彈，引起應力重分布和應力分異、應力集中等效應。n根據(jù)彈性力學有限單元分析和光測彈性試驗，均可確定坡體在尚未發(fā)生明顯變形或破壞之前的應力狀態(tài)。其總的特征可概括為4個方面 14一、斜坡中應力狀態(tài)的變化n（1）無論什么樣的天然應力場，斜坡面附近的主應力跡線均明顯偏轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為愈接近坡面，最大主應力愈與之平行，而最小主應力與之近乎正交，向坡體內(nèi)逐漸恢復初始狀態(tài)。 15一、斜坡中應力狀態(tài)的變化n（2）由于應力分異結(jié)果，在坡面附近產(chǎn)生應力

5、集中帶。n不同部位應力狀態(tài)是不同的。在坡腳附近，最大主應力（表現(xiàn)為切向應力）顯著增高，而最小主應力（表現(xiàn)為徑向應力）顯著降低，甚至可能為負值。n由于應力差大，形成了最大剪應力增高帶，最易發(fā)生剪切破壞。16一、斜坡中應力狀態(tài)的變化n在坡肩附近，在一定條件下坡面的徑向應力和坡頂?shù)那邢驊赊D(zhuǎn)化為拉應力（應力值為負值），形成一張力帶。當斜坡愈陡則此帶范圍愈大。因此坡肩附近最易拉裂破壞。18一、斜坡中應力狀態(tài)的變化n（3）由于主應力偏轉(zhuǎn)，坡體內(nèi)的最大剪應力跡線也發(fā)生變化，由原來的直線變?yōu)榘枷蚱旅娴膱A弧狀 20一、斜坡中應力狀態(tài)的變化n（4）坡面處的徑向應力實際為零，所以坡面處處于二向應力狀態(tài)。21二、

6、影響斜坡應力分布的因素n1.巖體初始應力的影響n2.坡形的影響 n3.巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響 221.巖體初始應力的影響n主要指的是水平構(gòu)造應力存在的影響。n水平構(gòu)造應力能使斜坡應力集中和分異現(xiàn)象加劇，對斜坡坡肩附近張力帶的發(fā)展影響尤為明顯。n水平構(gòu)造應力量值愈大，則影響愈大。n在新構(gòu)造運動強烈的地區(qū)，巖體中常存在較大的水平構(gòu)造應力，對斜坡穩(wěn)定性的影響是不容忽視的。242.坡形的影響n坡高n坡高不改變坡體中應力等值線的圖形，但坡高愈大，應力量值愈大。n坡角n坡角大小可以改變斜坡中應力分布的圖像。n坡腳附近的剪應力集中帶和坡肩附近的張力帶，其范圍和量值是隨著坡角增大的。也就是說，陡峻的斜坡更易發(fā)

7、生變形破壞。252.坡形的影響n坡底寬度n坡底寬度的影響可以用W/H值來表征。隨著W/H值的減小，坡腳的剪 應力增大。n實際資料表明，當W0.8H時，這種影響就減弱，以至不發(fā)生變化。 n斜坡平面形態(tài)n斜坡平面形態(tài)可分為平直形、內(nèi)凹形和外凸形等。內(nèi)凹形斜坡由于其兩側(cè)的支撐作用，應力條件較好，即坡腳的剪應力較小。所以露天采坑的平面形態(tài)大多是橢圓形的，且其長軸盡量平行于最大水平地應力方向。 273.巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響n巖土體的彈性模量對均質(zhì)坡體應力分布無多大影響n泊松比一定程度上可影響坡體應力分布。n結(jié)構(gòu)面對坡體應力分布的影響十分明顯，這是因為結(jié)構(gòu)面的存在使坡體中應力分布出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象，在這些面

8、的周邊成為應力集中帶或發(fā)生應力阻滯現(xiàn)象，這種情況在堅硬巖體斜坡中尤為明顯。n結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)及組合關系不同，對斜坡穩(wěn)定性的影響是不同的 283斜坡變形破壞的類型n斜坡的變形與破壞，是斜坡發(fā)展演化過程中兩個不同的階段n變形屬量變階段，破壞是質(zhì)變階段，它們是一個累進破壞過程。n這個過程對天然斜坡來說時間往往較長，而對人工邊坡來說時間則較短暫。 29一、斜坡變形 deformationn斜坡變形按其機制可分為n1.拉裂(tensile crack)n2.蠕滑(creep slip) n3.彎折傾倒 (bend toppling) 301.拉裂n在斜坡巖土體內(nèi)拉應力集中部位或張力帶內(nèi)，形成的張裂隙變

9、形型式稱拉裂n拉裂形成機制有三種類型 31(1)在坡面和坡頂張力帶中拉應力集中形成拉裂n高陡斜坡的坡面和坡頂附近張力帶內(nèi)拉應力較強，極易產(chǎn)生與坡面近于平行的張裂面，如果坡體中存在有與坡面近于平行的構(gòu)造節(jié)理時，更易沿之發(fā)展形成上寬下窄向深處發(fā)展的裂隙，其傾角一般較陡 3233(2)卸荷回彈(unloading rebound)或巖體初始應力(地應力)釋放產(chǎn)生拉裂 n當斜坡的側(cè)應力削弱后，由于卸荷回彈或水平地應力釋放而形成張裂面，通常稱為卸荷裂隙n裂隙通常與原始谷坡坡面相平行,隨著河谷的深切，卸荷裂隙逐漸向深部發(fā)展，從而引起裂隙頂部的累計變形越來越大。n在塊狀巖層地區(qū)(例如花崗巖區(qū))，有時卸荷裂隙

10、呈多層狀發(fā)育，而在斜坡坡面及坡腳處形成卸荷帶。n卸荷帶向坡體內(nèi)的發(fā)育寬度與斜坡巖性和巖體有關，此外還受邊坡狀態(tài)和初始應力狀態(tài)的控制。n斜坡愈高愈陡，水平地應力愈大，裂隙愈發(fā)育；有時卸荷帶發(fā)育寬達100m，自地表向下的發(fā)育深度可達100m以上。 34(3)因蠕滑形成局部應力集中產(chǎn)生拉裂 n在斜坡坡體中存在有軟弱結(jié)構(gòu)面時，斜坡常沿該面有蠕滑趨勢n在平行于坡面的最大主應力作用下，沿緩傾角軟弱面兩側(cè)產(chǎn)生張開裂隙3536逐步向上發(fā)展，就會慢慢形成由平緩的軟弱面與陡傾的張裂面組成的階梯狀變形裂面37拉裂縫的危害n由于斜坡巖土體的拉裂，使其原有的整體性和連續(xù)性受到破壞，強度降低；n為雨水、地下水的滲入、運移

11、提供了通道，使坡體進一步松弛，拉裂面逐漸擴展與其它結(jié)構(gòu)面形成貫通性破裂面，使斜坡產(chǎn)生各種不同形式的破壞n拉裂本身雖僅是一種變形，但卻為斜坡破壞創(chuàng)造了條件n大規(guī)模的斜坡破壞無不與拉裂面的發(fā)育有關 382.蠕滑(creep slip) n斜坡巖土體沿軟弱面(層)局部向臨空方向的緩慢剪切變形稱為蠕滑n蠕滑可以在不同情況下受不同機制的作用而發(fā)生n一般主要有三種形式 39(1)受最大剪應力面控制的蠕滑n在均質(zhì)土坡中較為常見n圖611表示了均質(zhì)土坡內(nèi)的應力場特征及斜坡蠕滑情況 均質(zhì)土坡蠕滑分析圖均質(zhì)土坡蠕滑分析圖(據(jù)據(jù)Q扎魯巴，扎魯巴，1972) 1 2 最大剪應力12 潛在滑動面斜坡邊緣分界面處的變形值

12、D潛在滑動面以上的坡體厚度h坡頂沉降量 41(2)受軟弱結(jié)構(gòu)面控制的蠕滑 n巖體中常含有各種軟弱結(jié)構(gòu)面，如節(jié)理、斷層、軟弱夾層等，當這些結(jié)構(gòu)面近水平或傾向坡外時，斜坡蠕動變形常易沿之發(fā)生n這類變形其進程取決于該結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與特征n當局部地段上覆坡體的下滑力達到或超過該面的實際抗滑阻力時，即出現(xiàn)一系列小的剪裂，逐步產(chǎn)生緩慢蠕動。 42葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑剖面圖葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑剖面圖1基巖面線；2第一年基坑開挖線；3第二年基坑開挖線；4原地面線；14、17、28、29、35為大口徑鉆孔編號；212、214、215、218為軟弱夾層編號43長江葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑n

13、葛洲壩工程壩基巖層為白堊系下統(tǒng)紅色河流相碎屑巖，巖層產(chǎn)狀近于水平，夾有多層粘土巖類軟弱夾層，水輪機機窩開挖后形成高4050m的基坑邊坡，由于出觀臨空面水平地應力釋放及卸荷回彈，使巖體松弛變形，沿各臨空面的軟弱夾層發(fā)生向基坑的蠕滑位移；開始位移較快，隨著時間的延續(xù)，應力逐漸釋放，位移趨于停止。44葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡側(cè)向位移長觀曲線葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡側(cè)向位移長觀曲線 卸荷型的蠕動總是十分緩慢的，是一種減速蠕變45(3)受軟弱基座控制的蠕滑和塑流 n于斜坡基座具有較厚的軟弱巖層，在上覆巖體的作用下，基座軟巖受壓，承載力不夠，發(fā)生塑性變形，向臨空方向或減壓方向流動和擠出，引起斜坡的變形

14、n基座軟巖的擠出在侵蝕河谷和挖方地段最為常見。與前述蠕動形式不同的是，蠕滑和塑流不是沿一個統(tǒng)一的滑面，而是受整個軟弱基座層控制46n軟巖基座通常為厚層粘土巖、泥灰?guī)r、炭質(zhì)頁巖及煤系地層等n斜坡往往由堅硬厚層且裂隙發(fā)育的巖層構(gòu)成，坡高而陡。如厚層砂巖、灰?guī)r、玄武巖、流紋巖等組成的斜坡最易發(fā)生這類變形47 阿爾及爾由軟巖基座蠕滑面發(fā)展成的滑坡阿爾及爾由軟巖基座蠕滑面發(fā)展成的滑坡結(jié)晶片巖；中新統(tǒng)砂巖及礫巖；泥灰?guī)r；海綠石泥灰?guī)r；厚層珊瑚灰?guī)r；浸水軟化的泥灰?guī)r；下沉的石灰?guī)r塊體 阿爾及爾由珊瑚灰?guī)r構(gòu)成的陡坡，由于下面的泥灰?guī)r浸水軟化，使斜坡產(chǎn)生蠕動，最后經(jīng)過長期變形轉(zhuǎn)變?yōu)閴K體滑坡，裂隙發(fā)育的灰?guī)r也形成

15、大塊體陷進軟化的泥巖中 48n斜坡的蠕動變形，雖然位移較小，但由于實際上已成為斜坡失穩(wěn)的初期階段，在一定的觸發(fā)因素條件下，如暴雨、地震、人類工程活動等，極易迅速轉(zhuǎn)為加速蠕變直至破壞n對斜坡蠕動變形應高度重視 493.彎曲傾倒(bend toppling) n由陡傾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(nèi)發(fā)展，這種變形通常稱為彎曲傾倒n陡傾的板狀巖體，在自重產(chǎn)生的彎矩作用下向臨空方向作懸臂梁式的彎曲，彎曲的板梁之間被拉裂或錯動，形成平行于走向的槽溝或反坡臺坎n前傾的板梁彎曲最強烈的部位也往往被折裂 51彎折傾倒的特

16、征n彎折角約2050n彎折傾倒程度由地面向深處逐漸減小，一般不會低于坡腳高程n下部巖層往往折斷，張裂隙發(fā)育，但層序不亂，巖層層面間位移明顯n沿巖層面產(chǎn)生反坡向陡坎 52斜坡變形小結(jié)n斜坡不但具有不同的變形形式，而且具有不同的變形性質(zhì)n從變形的連續(xù)性來看，拉裂和傾倒變形屬于不連續(xù)變形，而蠕動變形通常屬于連續(xù)變形。n由于斜坡是由具有特定結(jié)構(gòu)形式的不連續(xù)介質(zhì)組成的，所以坡體的變形總是不均勻的，總體上表現(xiàn)為連續(xù)變形，實際上也包含拉裂等不連續(xù)變形因素n在斜坡變形研究中，應綜合各種不同的變形形式來分析，而不應孤立地將其割裂開來n斜坡變形表明其已趨于不穩(wěn)定態(tài)勢，發(fā)展結(jié)果必然導致斜坡的破壞53二、斜坡破壞 (

17、Slope failure) n斜坡巖土體中的局部變形滑移，使分裂面逐漸發(fā)展，互相連接，并與外界貫通，使部分巖土體沿一連續(xù)的分離面與坡體分離，分離的巖土體在連續(xù)降雨、地震或坡腳掏空等觸發(fā)因素影響下，以一定的加速度進行運動，此時斜坡就完成了變形至破壞的轉(zhuǎn)變n斜坡破壞的形式很多，主要介紹崩塌和滑坡兩種常見的形式n1.崩塌n2.滑坡 54補充：風化(Weathering)作用n定義：巖石在各種風化營力作用下，所發(fā)生的物理和化學變化的過程稱為巖石風化n包括巖石所感受的風化作用及其所產(chǎn)生的結(jié)果兩個方面55風化營力n主要：n太陽能n水溶液（地表、地下、空氣中的水）n空氣（O2,CO2）n生物有機體56風化

18、類型n物理風化n化學風化n生物風化57物理風化n由于溫度的變化（特別是晝夜溫差）、水的凍溶、干濕交替、鹽類結(jié)晶、礦物水化和植物根劈等作用下所產(chǎn)生的應力，引起巖石的機械破碎，而不伴隨化學成分和礦物成分的顯著變化。n結(jié)果：破壞巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，降低巖石強度，為化學風化提供方便n主要發(fā)生在干旱地區(qū)，風化深度 an當坡角大于弱面傾角a時，斜坡穩(wěn)定性最差，極易發(fā)生順層滑坡。n這種滑坡最為常見 169 an斜坡稍穩(wěn)定n但因還有其他結(jié)構(gòu)面存在，特別是向坡外緩傾的結(jié)構(gòu)面相組合，還可能產(chǎn)生滑坡 171三、地形地貌條件 n從區(qū)域地形地貌條件看，斜坡變形破壞主要集中發(fā)育于山地環(huán)境中，尤其在河谷強烈切割的峽谷地帶。n我

19、國由于挽近地質(zhì)時期大洋板塊和大陸板塊相互作用的制約，西部擠壓隆起，東部拉張陷落，形成了西高東低的臺階狀地形，可明顯地劃分出三個臺階。處于兩個臺階轉(zhuǎn)折地帶的邊緣山地，山谷狹窄，高聳陡峻，地面高差懸殊，因此斜坡變形破壞現(xiàn)象十分發(fā)育。 172 四、水的作用 n水對斜坡穩(wěn)定性有顯著影響。它的影響是多方面的，包括n軟化作用n沖刷作用n靜水壓力和動水壓力作用n浮托力作用 1731.水的軟化作用n 水的軟化作用系指由于水的活動使巖土體強度降低的作用。n對巖質(zhì)斜坡來說，當巖體或其中的軟弱夾層親水性較強，有易溶于水的礦物存在時，浸水后巖石和巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞，發(fā)生崩解泥化現(xiàn)象，使抗剪強度降低，影響斜坡的穩(wěn)定。n對

20、于土質(zhì)斜坡來說，遇水后軟化現(xiàn)象更加明顯，尤其是粘性土和黃土斜坡。 1742.水的沖刷作用n河谷岸坡因水流沖刷而使斜坡變高、變陡，不利于斜坡的穩(wěn)定。n沖刷還可使坡腳和滑動面臨空，易導致滑動。n水流沖刷也常是岸坡崩塌的原因。n大壩下游在高速水流沖刷下形成沖刷坑，其發(fā)展的結(jié)果會使沖坑邊坡不斷崩落，以致危及大壩的安全。 1753.靜水壓力n作用于斜坡上的靜水壓力主要有三種不同的情況：n(a)當斜坡被水淹沒時作用在坡面上的靜水壓力n(b)巖質(zhì)斜坡張裂隙充水時的靜水壓力n(c)作用于滑體底部滑動面或軟弱結(jié)構(gòu)面上的靜水壓力 176 (a)當斜坡被水淹沒時作用在坡面上的靜水壓力n當斜坡被水淹沒，而斜坡的表部相

21、對不透水時，坡面上就承受一定的靜水壓力。n由于該靜水壓力指向坡面且與其正交，所以對斜坡穩(wěn)定有利。n在水庫蓄水的條件下，對庫岸穩(wěn)定性計算時應計入此靜水壓力。 177 (b)巖質(zhì)斜坡張裂隙充水時的靜水壓力n巖質(zhì)斜坡中的張裂隙（或陡傾節(jié)理），如果因降雨或地下水活動使裂隙充水，則裂隙將承受靜水壓力的作用n該裂隙靜水壓力P為（取單寬坡體） 12PH Lg179(c)作用于滑體底部滑動面或軟弱結(jié)構(gòu)面上的靜水壓力n對斜坡穩(wěn)定是不利的，由于它的作用使斜坡受到一個向著臨空面的側(cè)向推它的作用使斜坡受到一個向著臨空面的側(cè)向推力，易發(fā)生失穩(wěn)。n雨季時一些斜坡產(chǎn)生崩塌或滑坡，往往與裂隙靜水壓力的作用有關。180(c)作

22、用于滑體底部滑動面或軟弱結(jié)構(gòu)面上的靜水壓力n如果斜坡上部為相對不透水的巖土體，則當河水位上漲或水庫蓄水時，地下水位上升，斜坡內(nèi)不透水巖土底面將受到靜水壓力作用，削減該結(jié)構(gòu)面上的有效應力，從而降低了抗滑力，不利于斜坡的穩(wěn)定。顯然，地下水位愈高，則對斜坡穩(wěn)定愈不利。當河水位或庫水位迅速消落時，由于地下水的滯后效應，結(jié)構(gòu)面上存在較大的靜水壓力，岸坡破壞就比較普遍。 1824.動水壓力 n如果斜坡巖土體是透水的，地下水在其中滲流時由于水力梯度作用，就會對斜坡產(chǎn)生動水壓力，其方向與滲流方向一致，指向臨空面，因而對斜坡穩(wěn)定是不利的。n在河谷地帶當洪水過后河水位迅速下降時，岸坡內(nèi)可產(chǎn)生較大的動水壓力，往往使

23、之失穩(wěn)。1834.動水壓力n當水庫水位急劇下降時，庫岸也會由于很大的動水壓力而致失穩(wěn)。n地下水的潛蝕作用，會削弱甚至破壞土體的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)，對斜坡穩(wěn)定性也是有影響的。1845.浮托力 n處于水下的透水斜坡，將承受浮托力的作用，使坡體的有效重量減輕，對斜坡穩(wěn)定不利。n一些由松散堆積物組成庫岸的水庫，當蓄水時岸坡發(fā)生變形破壞，原因之一就是浮托力的作用。 1852009年8月13日23時30分，暴雨天氣引發(fā)浙江臨安市清涼峰鎮(zhèn)鎮(zhèn)林竹村梓棚塢發(fā)生重大山體滑坡，上萬方的山土石滾落，瞬間將一間三層民房掩埋，13名群眾被困。直至14日下午14時20分許，最后一名被埋群眾終被救出，不過也已不幸遇難。此次事故被埋的1

24、3人中，有11人遇難，兩名幸存者也均重傷在身。 186五、地震n地震對斜坡穩(wěn)定性的影響較大。強烈地震時由于水平地震力的作用.常引起山崩、滑坡等斜坡破壞現(xiàn)象，國內(nèi)外都有大量實例。187五、地震n1933年8月25日四川迭溪大地震，引起大滑坡和山崩，摧毀了迭溪鎮(zhèn)。n滑坡和崩塌體將岷江堵塞形成45億立方米的堰塞湖。n汶川地震的滑坡和堰塞湖188五、地震n地震對斜坡穩(wěn)定性的影響，是因為水平地震力使法向壓力削減和下滑力增強，促使斜坡滑動。n強烈地震的振動，使地震帶附近巖土體結(jié)構(gòu)松動。也給斜坡穩(wěn)定帶來潛在威脅。1897斜坡穩(wěn)定性評價方法n斜坡穩(wěn)定性評價的目的：n合理設計人工邊坡，使之既穩(wěn)定安全，又不浪費開

25、挖工作量；n評定、核算與工程有關的天然斜坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀及受工程影響后的穩(wěn)定性狀況；n對已建成的人工邊坡檢查其穩(wěn)定性狀況；n為整治斜坡提供設計依據(jù)。1907斜坡穩(wěn)定性評價方法n穩(wěn)定性評價方法有多種，常用的有：n自然歷史分析法n力學計算法n圖解法n工程地質(zhì)類比法n大體上屬定性評價和定量評價兩大類 191一、自然歷史分析法n一種定性評價的方法n主要通過研究斜坡形成的地質(zhì)歷史和所處的自然地理及地質(zhì)環(huán)境、斜坡的地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、發(fā)展演化階段及變形破壞形跡。來分析主要的和次要的素，從而對斜坡穩(wěn)定性作出初步評價。n這種方法實際上是通過追溯斜坡發(fā)生、發(fā)展演化全過程，來進行穩(wěn)定性評價的。n它對研究斜坡穩(wěn)定性的區(qū)域性

26、規(guī)律尤為適用。 192自然歷史分析法研究內(nèi)容 n（1）區(qū)域地質(zhì)背景的研究 n（2）斜坡演變的主導因素及觸發(fā)因素 n（3）預測斜坡所處的演化階段和發(fā)展趨勢，可能的破壞方式 193（1）區(qū)域地質(zhì)背景的研究n區(qū)域構(gòu)造n地層巖性分布n地形地貌特點n近期地殼運動強烈程度（如地殼運動形式、地應力狀態(tài)、有否活斷層分布及其特征等）n結(jié)合斜坡變形破壞的分布和特征，就可以建立起斜坡變形破壞現(xiàn)象與區(qū)域地質(zhì)背景間的相關關系?？捎牲c到面來研究斜坡變形破 194（2）斜坡演變的主導因素及觸發(fā)因素n尤其是一些周期性因素（氣候、水文、地震）與斜坡變形破壞間的相關性195（3）n預測斜坡所處的演化階段和發(fā)展趨勢，可能的破壞方式

27、?？赏ㄟ^斜坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)、外形及變形破壞形跡來進行，也可通過必要的監(jiān)測手段來研究。196自然歷史分析法的地位n需要指出的是：自然歷史分析法雖屬初步的、定性的評價方法，但是它是其他各種評價方法的基礎；沒有這種評價方法，其他評價方法將難以進行。197二、力學計算法n力學計算法主要適用于滑坡類破壞型式，是一種定量評價的方法。常用的是剛體極限平衡法。 198剛體極限法前提條件n只考慮破壞面上的極限平衡狀態(tài)，而不考慮巖土體自的變形，即視巖土體為剛體；n破壞面（滑動面）上的強度由凝聚力和摩擦力(C、值)控制，即遵循庫侖判據(jù)；n滑體中的應力，以正應力與剪應力的方式，集中作用于滑面上，即均為集中力；n以平面（二維

28、）課題來處理問題，為了求解方便而對實際情況的簡化。199安全穩(wěn)定系數(shù)Kc n剛體極限平衡法表面上看來是一種嚴格的定量評價方法，但是由于上述的前提條件，以及邊界條件確定和計算參數(shù)的取得都還存在不少問題。因此在實際工作中，常根據(jù)斜坡或邊坡工程的重要性及具體情況，用一個安全穩(wěn)定系數(shù)Kc來保證計算的安全度。一般規(guī)定Kc=1.1-1.5n即要求計算所得斜坡或工程邊坡的穩(wěn)定系數(shù)K大于這個數(shù)字才是安全穩(wěn)定的，否則將是不安全的200四、工程地質(zhì)類比法n類比法就是將所要研究的斜坡或擬設計的人工邊坡與已研究過的斜坡或人工邊坡進行類比，以評價其穩(wěn)定性或確定其坡角和坡高。n類比時必須全面分析研究工程地質(zhì)條件和影響斜坡

29、穩(wěn)定性的各項因素，比較其相似性和差異性。n類比的基礎是相似，只有相似程度較高才可進行類比。2018滑坡的預測預報n滑坡預測：滑坡可能發(fā)生的空間位置的判定n滑坡預報：滑坡可能發(fā)生時間的判定n滑坡預測預報是一項比較困難的工作，至今尚無確切有效的方法。202一、滑坡預測n1.預測內(nèi)容：n滑坡可能發(fā)生的地段n規(guī)模n類型n運動方式n運動速度n可能造成的傷害203一、滑坡預測n2.預測分類n依據(jù)研究區(qū)范圍和目的不同，滑坡預測大致可劃分為三類n區(qū)域性預測n地區(qū)性預測n場地預測204一、滑坡預測n3.預測途徑n工程地質(zhì)調(diào)查，搜集大量野外第一性資料n具體分析各種因素在區(qū)域（地區(qū)或場地）滑坡形成中所起的作用n將各

30、因素按一定的原則和方法進行組合，來預測不同地段發(fā)生滑坡的可能性n滑坡空間預測的途徑大體上有兩類n（一）因子疊加法n（二）綜合指標法205（一）因子疊加法n原理：n將每一影響因子按其在滑坡發(fā)生中的作用大小納入一定的等級n在每一因子內(nèi)部又劃分若干等級n把這些因子的等級全部以不同的顏色、線條、符號等表示在一張圖上n因子重疊最多的地段即是發(fā)生滑坡可能n性最大的地段206（一）因子疊加法n工作內(nèi)容：編制一系列圖件 207（一）因子疊加法n工作流程n（1）按照預測的范圍和目的，確定影響因子以及這些因子的表示法。n必須考慮的影響因子包括：n地層巖性n地質(zhì)構(gòu)造n巖體結(jié)構(gòu)n地貌n等主導因子 208（一）因子疊加

31、n工作流程n選定相應的因子表示法和編制單因子分級分區(qū)圖。n一般情況下，每一種因子劃分為3個或4個等級。 209（一）因子疊加法n工作流程n把已經(jīng)編制完成的所有單因子圖件的內(nèi)容全部轉(zhuǎn)繪到一張圖上，制成綜合的因子疊加圖 210（一）因子疊加法n工作流程n在綜合分析的基礎上進行分區(qū)，完成與研究目的相應的滑坡危險性危險性分區(qū)圖或滑坡分區(qū)圖211（二）綜合指標法原理原理:（1）把所有影響因子在滑坡形成中的作用以一種數(shù)字值來表示（2）對以上量值按一定的公式計算、綜合（3）把計算所得的綜合指標值按一定原則和方法劃分等級（4）編制滑坡危險性分區(qū)圖或斜坡穩(wěn)定性分區(qū)圖顯然這是一種向定量化方向發(fā)展的預測法，比因子疊

32、加法前進了一步212（二）綜合指標法信息量預測法信息量預測法系統(tǒng)模型預測法系統(tǒng)模型預測法線性回歸預測法線性回歸預測法綜合模糊評判法綜合模糊評判法聚類分析法聚類分析法神經(jīng)網(wǎng)絡預測法神經(jīng)網(wǎng)絡預測法前提：前提：首先必須確定影響因子和劃分預測單元213二、滑坡預報n按照研究對象、范圍和目的的不同，滑坡預報大致可分為：n區(qū)域性中長期預報（趨勢預報）n場地性短期預報n短期預報預報途徑：n宏觀征兆預報n觀測資料預報 214（一）根據(jù)宏觀征兆預報n與地震發(fā)生前一樣，滑坡發(fā)生前也往往出現(xiàn)一些宏觀征兆。n地形變n地表裂縫n地物標志的移動n坡體前緣的淺層坍塌n地下冒出渾泉和泥漿n地聲n動物異常反映215（二）根據(jù)觀

33、測資料預報n這種方法的前提是要對滑坡進行動態(tài)觀測，隨后分析計算觀測資料以作出預報n滑坡變形、位移觀測方法有簡易的和精密的兩種。 216（1）簡易觀測n利用簡單工具，肉眼觀測變形、位移情況。n常用方法：在滑坡后緣的母體及變形體上分別埋樁，并定期觀測兩樁間距離的變化n可以觀測一維或二維的變形、位移值。 217090505n日前，炎陵縣大院農(nóng)場供銷社屋背出現(xiàn)滑坡險情，暫未造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。n5月5日，縣局工作人員親臨現(xiàn)場進行勘察，n滑坡體中見3條裂隙，長40余米，寬0.2-0.5米,深1-2米,隱患體11.52萬立方米，n其中危險隱患體約2.52萬立方米，對區(qū)內(nèi)居住的8戶（28人）和供電所、衛(wèi)

34、生院2個單位構(gòu)成嚴重威脅。n當即，我局積極采取防護措施，一是圈定好危險范圍，在險情地帶設置安全警示標志；二是要求轄區(qū)沔渡中心所、農(nóng)場監(jiān)測工作人員24小時監(jiān)護；三是填發(fā)“防災工作明白卡”和“防災避險明白卡”送到受險單位和受險人員手中；四是安排好避災疏散路線，明確預警信號發(fā)布人，做好災前避險工作，確保災發(fā)時不發(fā)生人員傷亡事故。 218（2）精密觀測n利用儀器（地形測量儀器、電阻應變儀、同位素追蹤儀等），在地面或鉆孔內(nèi)布置定點觀測，可多點進行網(wǎng)絡狀觀測，以獲得三維的變形、位移情況n將主要控制觀測點的位移觀測資料整理成時間-位移曲線（t-s曲線），根據(jù)該曲線的形狀可劃分出減速蠕變、等速蠕變和加速蠕變?nèi)?/p>

35、個階段。 219220n山體滑坡的監(jiān)測主要依靠兩種傳感器的作用：液位傳感器和傾角傳感器。在山體容易發(fā)生危險的區(qū)域，沿著山勢走向豎直設置多個孔洞，如圖1所示。每個孔洞都會在最下端部署一個液位傳感器，在不同深度部署數(shù)個傾角傳感器。由于該地區(qū)的山體滑坡現(xiàn)象主要是由雨水侵蝕產(chǎn)生的，因此地下水位深度是標識山體滑坡危險度的第一指標。該數(shù)據(jù)由部署在孔洞最下端的液位傳感器采集并由無線網(wǎng)絡發(fā)送。 221222n通過傾角傳感器可以監(jiān)測山體的運動狀況，山體往往由多層土壤或巖石組成，不同層次間由于物理構(gòu)成和侵蝕程度不同，其運動速度不同。發(fā)生這種現(xiàn)象時部署在不同深度的傾角傳感器將會返回不同的傾角數(shù)據(jù)，如圖2所示。在無線

36、網(wǎng)絡獲取到各個傾角傳感器的數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)融合處理，專業(yè)人員就可以據(jù)此判斷出山體滑坡的趨勢和強度，并判斷其威脅性大小。 223225齋滕迪孝預報方法n利用t-s曲線上第三階段資料對滑坡作臨滑預報n基本思路：位移速度愈快，則距離滑坡發(fā)生的時間愈近。即第三階段離大滑動時間愈近，則臨報的發(fā)生時間愈準確。226n2001年5月1日20時30分左右,武隆縣縣城江北西段發(fā)生了滑坡n滑坡體垂直高度46.8 m,前緣寬55 .2 m,后緣寬2530 m,滑坡體約1.6104 m3,n致使1幢建筑面積為4061 m+2的9層樓房被滑坡體摧毀掩埋,造成79人死亡、7人受傷 227預兆n山體滑坡的幸存者、目擊者說，

37、大滑坡前曾有滾石等預兆。n記者在災害現(xiàn)場采訪了住戶劉開奉。劉今年36歲，住在已崩塌的居民樓6樓2號房，面積126平方米。他說，4月30日，就不斷有石頭從山上滾落下來，二樓的欄桿還被砸斷了。事發(fā)時，他和妻子均不在家，躲過了這場大難，但家里13歲的女兒和8歲的兒子至今沓無音信。228n另一名死里逃生者夏友明，現(xiàn)在躺在武隆縣人民醫(yī)院。他對記者說，當時他正站在樓前的空地上，突然看見許多石頭從樓梯中滾出來，接著聽見一聲巨響，看見房子向街道慢慢傾倒，他拔腿就跑，沒跑幾步，就覺得背后有東西砸了過來，就什么也不知道了。等醒來時，已躺在醫(yī)院里了。229n武隆縣縣長陳杰說，5月1日晚7時左右，這幢居民樓有住戶向縣

38、建委反映，懸崖上有石頭墜落。n20分鐘后，縣建委組織人員分兩路前去現(xiàn)場調(diào)查。一路到崖上去看地質(zhì)情況，一路去疏散住戶。結(jié)果上山的還沒到達地方，負責疏散的到達現(xiàn)場不到一分鐘，滑坡就發(fā)生了，結(jié)果只有7人僥幸逃生。2309斜坡變形破壞的防治n斜坡變形破壞的防治原則：以防為主，及時治理n以防為主，指的是對不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)類型的斜坡預先采取措施，以防止變形n工程布置應盡量繞避嚴重不穩(wěn)定斜坡地段，或采取相應的設計方案。n及時治理，指的是對已發(fā)生變形的斜坡應及時采取治理措施，使之不再繼續(xù)向破壞的方向發(fā)展，以保證工程施工和安全使用。231斜坡變形破壞的防治措施 n一、支擋工程（擋）一、支擋工程（擋）n支擋工程是改善斜坡力學平衡條件，提高斜坡抗滑力最常用的措施，主要有n1.擋墻n2.抗滑樁n3.錨桿（索）n4.支撐工程 2321.擋墻n擋墻也叫擋土墻，是目前較普遍使用的一種抗滑工程。n位于滑體的前緣，借助于自身的重量以支擋滑體的下滑力，且與排水措施聯(lián)合使用。n按建筑材料和結(jié)構(gòu)形式不同，有抗滑片石垛、抗滑片石竹籠、漿砌石抗滑擋墻、混凝土或鋼筋混凝土抗滑擋墻等。2331.擋墻n擋墻優(yōu)點：