斜坡变形破坏机制.ppt

一、斜坡变形 deformation 斜坡变形按其机制可分为 1.拉裂(tensile crack) 2.蠕滑(creep slip) 3.弯折倾倒 (bend toppling) * 1.拉裂 在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内，形成的张裂隙变形型式称拉裂 拉裂形成机制有三种类型 * (1)在坡面和坡顶张力带中拉应力集中形成拉裂 高陡斜坡的坡面和坡顶附近张力带内拉应力较强，极易产生与坡面近于平行的张裂面，如果坡体中存在有与坡面近于平行的构造节理时，更易沿之发展形成上宽下窄向深处发展的裂隙，其倾角一般较陡 * * (2)卸荷回弹(unloading rebound)或岩体初始应力(地应力)释放产生拉裂 当斜坡的侧应力削弱后，由于卸荷回弹或水平地应力释放而形成张裂面，通常称为卸荷裂隙 裂隙通常与原始谷坡坡面相平行,随着河谷的深切，卸荷裂隙逐渐向深部发展，从而引起裂隙顶部的累计变形越来越大。 在块状岩层地区(例如花岗岩区)，有时卸荷裂隙呈多层状发育，而在斜坡坡面及坡脚处形成卸荷带。 卸荷带向坡体内的发育宽度与斜坡岩性和岩体有关，此外还受边坡状态和初始应力状态的控制。 斜坡愈高愈陡，水平地应力愈大，裂隙愈发育；有时卸荷带发育宽达100m，自地表向下的发育深度可达100m以上。 * 　(3)因蠕滑形成局部应力集中产生拉裂　 * * 逐步向上发展，就会慢慢形成由平缓的软弱面 与陡倾的张裂面组成的阶梯状变形裂面 * 拉裂缝的危害 由于斜坡岩土体的拉裂，使其原有的整体性和连续性受到破坏，强度降低； 为雨水、地下水的渗入、运移提供了通道，使坡体进一步松弛，拉裂面逐渐扩展与其它结构面形成贯通性破裂面，使斜坡产生各种不同形式的破坏 拉裂本身虽仅是一种变形，但却为斜坡破坏创造了条件 大规模的斜坡破坏无不与拉裂面的发育有关 * 　2.蠕滑(creep slip) 斜坡岩土体沿软弱面(层)局部向临空方向的缓慢剪切变形称为蠕滑 蠕滑可以在不同情况下受不同机制的作用而发生 一般主要有三种形式 * Ch4斜坡变形工程地质研究 §1概述 §2斜坡中的应力分布特征 §3斜坡变形破坏的类型 §4崩塌 §5滑坡 * §1概述 一、概念 二、斜坡要素 三、斜坡的变形破坏作用 * 一、概念 斜坡：系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体 自然斜坡：未经人工改造的斜坡 山坡，海岸，河岸 人工边坡 ：指人工开挖或改造了形状的斜坡 EX:基础边坡,露天矿边坡，路堑边坡 * 二、斜坡要素 * 三、斜坡的变形破坏作用 * 1.自然斜坡变形破坏 是山区主要的工程动力地质作用 我国广大的西南、西北地区这一作用尤为突出，灾害频发，而且近10余年来有进一步加重的趋势 * 2.自然斜坡人为破坏 自然斜坡由于人类工程、经济活动而产生的斜坡破坏往往是灾难性的 * 3.人工边坡 主要是水利水电工程边坡、铁路路堑和露天采坑边帮的失稳 如抚顺煤矿和大冶铁矿露天采坑，都曾发生过失稳事故，对生产和生命财产造成一定的损失。 * §2斜坡中的应力分布特征 斜坡中的应力分布特征决定了斜坡变形破坏的形式和机制，对斜坡稳定性评价和合理防治措施也有一定意义；所以首先要了解斜坡形成后坡体中应力分布的特征。 * 一、斜坡中应力状态的变化 天然岩土体中应力分布是比较复杂的，除普遍存在的自重应力外，有时还有构造应力、热应力、地下水应力等。一般认为：当仅存在自重应力的情况下，未形成斜坡前岩土体中的主应力（初始应力）是呈铅直与水平状态的，即铅直应力为最大主应力，水平应力为最小主应力，此时岩土体内的最大剪应力与最大、最小主应力多呈45°交角。 （画图） * 一、斜坡中应力状态的变化 在斜坡形成过程中，由于侧向临空面的产生，坡面附近的岩土体发生卸荷回弹，引起应力重分布和应力分异、应力集中等效应。 根据弹性力学有限单元分析和光测弹性试验，均可确定坡体在尚未发生明显变形或破坏之前的应力状态。其总的特征可概括为4个方面 * 一、斜坡中应力状态的变化 * （1）最大主应力与最小主应力分布特征 * 一、斜坡中应力状态的变化 * 一、斜坡中应力状态的变化 在坡肩附近，在一定条件下坡面的径向应力和坡顶的切向应力可转化为拉应力（应力值为负值），形成一张力带。当斜坡愈陡则此带范围愈大。因此坡肩附近最易拉裂破坏。 * 坡脚附近压应力带 ?1 * 一、斜坡中应力状态的变化 （3）由于主应力偏转，坡体内的最大剪应力迹线也发生变化，由原来的直线变为凹向坡面的圆弧状 * 一、斜坡中应力状态的变化 （4）坡面处的径向应力实际为零，所以坡面处处于二向应力状态。 * 二、影响斜坡应力分布的因素 1.岩体初始应力的影响 2.坡形的影响 3.岩土体性质和结构的影响 * 1.岩体初始应力的影响 * 2.坡形的影响 * 2.