斜坡岩土体稳定性的工程地质分析图文.pptxVIP

第九章 斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析 ;9.1 基本概念及研究意义 斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析涉及两个方面的任务。 一方面要对斜坡的稳定性作出评价和预测； 另一方面要为设计合理的人工边坡以及制定有效整治措施提供依据。 ;崩塌、滑坡名称;9.2 斜坡岩体应力分布特征; (2)由于应力分异的结果，在临空面附近造成应力集中带。但坡脚区和坡缘(斜坡面与坡顶面的交线)区情况有所不同。 坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著增高，且愈近表面愈高(图9-2下)；最小主应力(相当于径向应力)显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。因而，这一带是斜坡中应力差或最大剪应力最高的部位，形成一最大剪应力增高带，通常是斜坡中最容易发生变形和破坏的部位，往往因此而产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面(参见图3-29)。;图9－2 用有限元解出的位移迹线图（上）和主应力迹线图（下） （a）重力场条件（N＝0.33）；（b）以水平应力为主的构造应力场条件下（N＝3）; 坡缘附近，在一定条件下，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转为拉应力，形成一张力带(图9-3)。因而，这些部位的岩体容易被拉裂形成与坡面近于平行的拉裂面(参见图3-29)。 (3)与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝着临空方向。 (4)坡面处由于径向压力实际等于零，所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡走向方向的σ2时)，向内渐变为两向或三向(考虑σ2时)状态。; 9.2.2 影响斜坡岩体应力分布的主要因素 9.2.2.1 原始应力状态的影响 岩体的原始应力状态中，水平剩余应力的大小对坡体应力状态的影响尤为显著。它不但使主应力迹线的分布形式有所不同(图9-2下)，而且明显地改变了各应力值的大小，尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。 在坡脚区，根据图9-2可见，坡底的切向应力最大值约相当于原始水平应力的三倍左右。当有侧向水平应力时，该值成倍增高，如当σ L＝3ρgh时，该值可达7-10ρgh ，与σL=0的情况相比，相差十分悬殊。 在坡缘区，随着侧向水平应力的增???，张力带的范围也增厚、扩大。 可见，当岩体中存在较高的原始侧向水平应力时，斜坡则更容易遭受变形与破坏。; 9.2.2 影响斜坡岩体应力分布的主要因素 9.2.2.2 坡形的影响 坡高并不改变应力等值线图像，但坡内各处的应力值均随坡高增高而线性增大。 坡角明显改变应力分布状态。随坡角变陡，坡面附近张力带范围也随之扩大和增强，成坡过程中位移矢量离面趋势也更加明显；坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。 坡底的宽度W对坡角应力状态也有一定的影响。计算表明，当W0.8H时，坡脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高，而当W0.8H时，则保持为一常值，与一般斜坡一样。 斜坡的平面形态影响：凹坡形应力集中程度明显减缓。圆形和椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应力只有一般斜坡的一半。对于椭圆形矿坑而言，当主应力平行于长轴时，应力集中程度减轻明显。;图9－3 斜坡张力带分布状况 及其与水平剩余应力（σL）、 坡角（β）关系示意图 （据Stacey，1970）; 9.2.2 影响斜坡岩体应力分布的主要因素 9.2.2.3 斜坡岩体特性和结构特征的影响 均质坡中，岩体材料性质（弹性模量、泊松比）对应力分布的影响是很微弱的。 软弱面的存在使应力分布状况复杂化。斜坡中平缓或倾外的软弱面，在成坡过程中有利于上覆岩体中水平剩余应力的释放和结构松弛，使其应力分布状况由重力场和水平剩余应力叠加型向重力场型转化。 平缓或倾坡内的易压缩层，可使上覆岩体中可能破坏区有明显的增加与扩大。;9.3 斜坡的变形与破坏 斜坡形成过程中，由于应力状态的上述变化，斜坡岩(土)体将发生不同方式、不同规模和不同程度的变形，并在一定条件下发展为破坏。斜坡破坏系指斜坡岩(土)体中已形成贯通性破坏面时的变动。 而在贯通性破坏面形成之前，斜坡岩体的变形与局部破裂，称为斜坡变形。 斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩体，或已查明处于进展性变形的岩体，称为变形体。; 被贯通性破坏面分割的斜坡岩体，可以多种运动方式失稳破坏，如滑落、崩落等。破坏后的滑落体(滑坡)或崩落体等被不同程度地解体。但在特定的自身或环境条件下，它们还可继续运动，演化或转化为其他运动方式，称为破坏体的继续运动。 斜坡变形、破坏和破坏后的继续运动，分别代表了斜坡变形破坏的三个不同演化阶段。 ; 9.3.1