岩石力学边坡.ppt

2007-06-12 边　坡 /cailujun 一、地质灾害:地质灾害是地质体在众多因素作用下变形、破坏、运动而给人类生存环境造成危害和生命财产损失的地质现象。如深层地壳运动造成的地震、火山喷发、地裂缝、由斜坡块体运动形成的山崩（崩塌）、滑坡、错落、倾倒、坍塌和岩体深层蠕变；由地表水作用形成的泥石流、碎屑流、水土流失；由地下水作用引起的岩溶塌陷、地面沉降、湿陷、涌水突泥等；由表生地质作用引起的沙漠化、盐渍化、风化剥落、膨胀、收缩等等。这里我们主要讨论斜坡块体运动的各种类型。 二、斜坡灾害:关于斜坡的变形和运动类型，美国人伐纳斯（Varnes)1978年曾提出崩塌、倾倒、滑坡、侧向扩展、流动等类型，如表1-1。我国早期也把他们统称为“塌方”、“塌方滑坡”、“塌方流泥”，铁路和公路部门称其为：“路基病害”。后来，随着研究的深入，逐渐把他们从变形机制和防治上加以区分。我们按照变形的深度（规模）、运动特征和物质类别将其分为坡面变形，边坡变形和坡体变形三类，如表1-2。 表1-1 斜坡运动的简要分类 表1-2 斜坡变形的分类 1 图1-1 斜坡块体运动主要类型示意图 a.山崩（崩塌）；b.滑坡；c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变 滑坡动态图 川藏公路K315古滑坡前缘的新滑坡（修公路引起） 万县—梁平高速公路梁家膀滑坡后部拉裂谷宽8~10m 宝天铁路105#隧道病害东部错落体全貌 京珠高速公路粤北段K35倾倒破坏 成昆线乌斯河车站新寨子沟中上游两岸坍塌造成泥石流 表1-3 世界重大滑坡灾害实例 续表1-3 1 表1-4 我国近二十年来滑坡灾害实例 宝成铁路K190第三次滑坡后全貌 宝兰二线伯阳隧道进口滑坡群 南昆铁路八渡滑坡 川藏公路102滑坡 二郎山隧道东口坍塌使路面悬空 二郎山隧道西引道滑坡张裂缝 云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡 云南元磨高速公路K259三箐公隧道进口滑坡 长江北岸鸡扒子砂泥岩顺层滑坡 三峡库区奉节县城古滑坡 巴东县滩坪滑坡（中、下滩坪） 甘肃天水锻压机床厂滑坡 黄茨滑坡后壁 贵州印江岩口滑坡堵江成坝 黄河李家峡水电站2#滑坡 黄河李家峡水电站坝前滑坡 小湾电站左坝肩边坡高500m，6#山头发生10万m3崩塌 同江至三亚高速公路福建八尺门互通3#滑坡全貌 京珠高速公路粤北段K108滑坡 京珠高速公路粤北段K152滑坡 深圳高速公路K101西滑坡 黄陵至延安高速公路洛川塬边滑坡 重庆武隆县基岩滑坡 湖北远安盐池河磷矿滑坡 新滩滑坡 基本内容 斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜坡和人工边坡。 天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的斜坡。 1.1　应力分布特征 在岩体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖卸荷，在近边坡面一定范围内的岩体中，发生应力重分布作用，使边坡岩体处于重分布应力状态。 边坡岩体为适应重分布应力状态，将发生变形和破坏。因此，研究边坡岩体重分布应力特征是进行稳定性分析的基础。 坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破坏。 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。 1.2　影响边坡应力分布的因素 (1)天然应力 水平天然应力使坡体应力重分布作用加剧。 (2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度 　　坡高不改变应力等值线的形状，但改变主应力的大小。坡角影响边坡岩体应力分布图象。 　　坡底宽度对坡脚岩体应力有较大的影响。 　　坡面形状对重分布应力也有明显的影响。 (3)岩体性质及结构特征 　　岩体变形模量对边坡应力影响不大，泊松比对边坡应力影响较大。这是由于泊松比的变化，可以使水平自重应力发生改变。 (4)结构面 　　结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。 2　边坡岩体的变形与破坏 岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们形成一个累进性变形破坏过程。 2.1　边坡岩体变形的基本类型? 2、蠕变变形 　　边坡岩体中的应力对于人类工程活动的有限时间来说，可以认为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下，边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。 　　当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，则这种变形所引起的破坏是局部的。反之，这种变形将导致边坡岩体的整体失稳。 2.2　边坡破坏的基本类型 滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生以水平运动为主的现象，称为滑坡。 倾倒破坏：由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与坡面走向近