地質災害調查評價技術要求(試用版)

2014年4月地質災害調查評價技術要求（試用2014年4月地質災害調查評價技術要求（試用版）附錄B.5斜坡結構類型劃分方案1、一級劃分按照組成斜坡的巖土體工程地質類型，將斜坡劃分為四大類：Ⅰ：土質斜坡：巖性以第四系松散堆積物為主，強度較低；Ⅱ：巖質斜坡：主要由碎屑巖、碳酸鹽巖、巖漿巖、變質巖組成；Ⅲ：崩、滑堆積體斜坡：斜坡主要為土質、巖質滑坡堆積物，或土石混合體組成；Ⅳ：巖土復合斜坡：下部為基巖，上覆松散堆積物的二元結構。2、二級劃分Ⅰ類土質斜坡可根據(jù)物質組成分為粘性土類斜坡、碎石類斜坡、黃土類斜坡，亦可根據(jù)各類土土體性質進一步劃分。Ⅱ類巖質斜坡可根據(jù)基巖層面傾向與地形坡向組合關系可進一步劃分為以下6個亞類：順向坡：巖層傾角與坡向夾角小于30°的斜坡類型。其根據(jù)巖層傾角和坡度的關系，順向坡進一步分為飄傾坡、伏傾坡和層面坡；伏傾坡：巖層傾角與坡向夾角小于30°的斜坡類型；層面坡：巖層傾角等于坡度的順向坡；飄傾坡：巖層傾角小于坡度的順向坡；順斜坡：巖層傾向與坡向交角在30-60°的斜坡類型；橫向坡：巖層傾向與坡向交角大于60°的斜坡類型；逆斜坡：巖層傾向與坡向交角在120-150°的斜坡類型；逆向坡：巖層傾向與坡向交角小于150°的斜坡類型；近水平層狀坡：巖層傾角小于5°的斜坡類型；塊狀巖體斜坡：沒有明顯的層理構造，主要受節(jié)理控制的巖石斜坡類型。例如黃陵花崗巖體。Ⅳ類巖土復合斜坡又可根據(jù)下伏基巖的巖層面傾向與地形坡向之間的夾角進一步劃分，其劃分方法與Ⅱ巖質斜坡二級劃分相同。

附錄B.6土的類型與結構（資料性附錄）B.6.1根據(jù)地質成因，可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土、冰積土和風積土等。B.6.2根據(jù)土的顆粒組成分析結果和塑性指數(shù)，可將土分為：碎石土、砂土、粉土、粘性土等四大類型，并可進一步細分如下表：土的顆粒組成分類類型分類指標大類細類顆粒組成塑性指數(shù)碎石土漂石（塊石）粒徑大于200mm的顆粒質量超過總質量50%無卵石（碎石）粒徑大于20mm的顆粒質量超過總質量50%圓礫（角礫）粒徑大于2mm的顆粒質量超過總質量50%砂土礫砂粒徑大于2mm的顆粒質量占總質量25%～50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒質量超過總質量50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒質量超過總質量50%細砂粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量50%粘性土粉土粒徑大于0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%≤10粉質粘土10～17粘土>17注：定名時應根據(jù)顆粒級配由大到小以最先符合者確定。B.6.3土層的結構1）當土層厚度大于0.5m時，宜單獨分層。對同一土層中相間呈韻律沉積，當薄層與厚層的厚度比大于1/3時，宜定為“互層”；厚度比為1/10～1/3時，宜定為“夾層”；夾層厚度比小于1/10的土層，且多次出現(xiàn)時，宜定為“夾薄層”。2）根據(jù)土層中粘性土層、砂土層、碎石土層的組合情況，劃分土層結構類型:單層結構、雙層結構、多層結構。a.單層結構：土層由一種類型的土組成，常見的有砂土、粉質粘土、粘土；b.雙層結構：土層分上下兩層并由不同類型的土組成，從上到下常見的有“粘性土-砂土”、“砂土-粘性土”；c.多層結構：土層由三層以上不同類型土組成，從上到下常見的有“粘性土-粘性土砂土互層-粘性土”。

附錄B.7斜坡穩(wěn)定性常規(guī)評價方法斜坡穩(wěn)定性評價的方法可概括為定性評價和定量評價兩大類。

定性評價方法有自然歷史分析法、工程地質比擬法和圖解法。

定量評價方法有剛體極限平衡計算法、數(shù)值計算法和概率分析法等。一、自然歷史分析法斜坡是處在一定的自然環(huán)境中，斜坡的變形破壞有其自身的規(guī)律性，經(jīng)歷一定的過程，受一系列自然因素的影響和控制，只有掌握了這種規(guī)律，才能預測斜坡穩(wěn)定的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，才能對斜坡的穩(wěn)定性做出正確的評價。自然歷史分析法就是通過研究斜坡形成的地質歷史和所處的自然地質環(huán)境，它的外形和地質結構，變形破壞跡象，以及對斜坡穩(wěn)定性有影響的各種因素特征和相互關系，從而對斜坡的演變階段和穩(wěn)定狀況做出評價和預測。自然歷史分析法主要包括三方面研究內容：（1）區(qū)域地質背景的研究包括區(qū)域構造、地層巖性分布和地形地貌特點以及近期地殼活動（地殼運動形式、地應力狀態(tài)、有否活斷層分布及其特征等），結合對斜坡變形破壞分布和特征的分析，建立斜坡變形破壞現(xiàn)象與區(qū)域地質背景間的相關關系。（2）分析促使斜坡演變的主導因素及觸發(fā)因素，尤其是根據(jù)周期性因素的變化規(guī)律，判定促進斜坡演化的主導因素。（3）預測斜坡所處的演化階段、發(fā)展趨勢和可能的破壞方式根據(jù)斜坡變形體的外形和內部變形跡象，判定斜坡的演化階段。根據(jù)斜坡變形破壞跡象和周期性變化的主導因素，判定斜坡發(fā)展趨勢。根據(jù)斜坡外形特征、地質結構及所處環(huán)境，判定斜坡可能的變形形式和破壞方式。二、工程地質比擬法1、工程地質比擬法也叫工程地質類比法，是目前通用一種斜坡穩(wěn)定性評價方法。2、這種方法是將所要研究的斜坡或擬設計的人工邊坡與已經(jīng)研究過的或已有經(jīng)驗的邊坡進行類比，以評價斜坡的穩(wěn)定性或確定邊坡的坡高和坡角。3、這種方法的實質是把已有的天然斜坡研究和人工邊坡的設計經(jīng)驗應用到條件相似的新斜坡的研究及人工邊坡設計中去。比擬法首先是對已有大量的穩(wěn)定和不穩(wěn)定斜坡進行調查研究，查明所處的各種條件基礎上，然后把調查的結果用來判斷條件相似斜坡的穩(wěn)定性。4、工程地質比擬法的原則是相似性，它主要包括兩個方面的相似性，一是斜坡巖性和巖體結構的相似性，其次是斜坡類型的相似性。比擬的相似性愈高，所得的結果愈可靠。三、剛體極限平衡計算法剛體極限計算法是主要適用于滑坡類破壞型式的一種定量評價方法，是采用極限平衡理論進行滑動面上的抗滑力與滑動力的力學分析，計算斜坡穩(wěn)定系數(shù)。采用這種方法的前提條件是：①只考慮滑動面上的極限平衡狀態(tài)，而不考慮巖土體的變形，即視巖土體為剛體；②破壞面（滑動面）上的強度由凝聚力和摩擦力控制，即遵循庫侖判據(jù)；③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；④以平面（二維）課題來處理，這是為了求解方便而對實際情況的簡化。斜坡穩(wěn)定系數(shù)（K）是滑面上的抗滑力與滑動力的比值。理論上：K＞1時，斜坡是穩(wěn)定的；K＝1時，斜坡處于極限平衡狀態(tài)；K＜1時，斜坡不穩(wěn)定。

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)的選取都有存在問題的可能。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，用一個安全系數(shù)Kc來保證計算的安全度。一般規(guī)定Kc=1.1～1.5，即計算所得的斜坡和人工邊坡的穩(wěn)定系數(shù)K大于安全系數(shù)才是安全穩(wěn)定的，否則將是不安全的。1、細粒土斜坡穩(wěn)定性計算細粒土斜坡穩(wěn)定性計算最常用的方法是圓弧法。這種方法假定滑動面為圓柱面，滑動面通過坡腳，土體滑動類似剛體旋轉動。目前國內外廣泛采用的瑞典條分法。

2、單一同向結構面巖質斜坡穩(wěn)定性計算

3、折線形滑動面的斜坡穩(wěn)定性計算基本假定①平行滑面方向取1m土條作為計算的基本斷面，其兩側的阻力不計；②滑坡每一計算段為整體滑動；③滑坡每一計算段的滑動面為直線，即整個滑動面在剖面上為折線；④滑坡推力方向平行于滑動面。

四、數(shù)值計算數(shù)值計算被廣泛地應用于斜坡穩(wěn)定性評價中，比較成熟的三大數(shù)值方法是有限元法、邊界單元法和離散單元法。有限元法：斜坡穩(wěn)定性評價中有限元法的基本原理和步驟就是通過離散化，將坡體變換成離散的單元組合體，假定各單元為均勻、連續(xù)、各向同性的完全彈性體，各單元由節(jié)點相互連接，內、外力由節(jié)點來傳遞，單元所受的力，按靜力等效原則移置到節(jié)點，成為節(jié)點力。當按位移求解時，取各節(jié)點的位移作為基本未知數(shù)，按照一定的函數(shù)關系求出各節(jié)點位移后，即可進一步求得單元的應力和應變，分析評價斜坡的變形破壞機制，進而對其穩(wěn)定性作出評價邊界單元法：采用在區(qū)域內部滿足控制條件，但不滿足邊界條件的近似函數(shù)逼近原問題解的數(shù)值方法。它與有限單元法相比，具有方程個數(shù)少，所需數(shù)據(jù)量小等特點。由于巖坡的地質構造復雜，一些斜坡呈碎裂結構和層狀碎裂結構，構成非連續(xù)性力學介質，利用有限單元法和邊界單元法求解遇到了困難，取而代之的是離散單元法，一些學者稱其為散體元法。離散單元法：

由Cundall于1971年提出，該方法充分考慮了節(jié)理巖體的非連續(xù)性，以分離的塊體為出發(fā)點，將巖塊假定為剛體的移動或轉動，并允許塊體有較大的位移，甚至脫離母體而自由下落，特別適用于節(jié)理化巖體或碎裂結構的巖質斜坡。由于其原理明了，并且容易結合CAD技術仿真斜坡變形破壞的演變過程，因此倍受人們的青睞。五、概率分析法剛體極限平衡理論引入了穩(wěn)定系