边坡研究意义及稳定性分析PPT课件.pptx

工程地质学基础

边坡研究意义及稳定性分析

中国矿业大学地质工程专业1

1基本概念及研究意义斜坡定义：指地壳表面一切具有临空面地质体；其特点是具有一定坡度和高度。2

1基本概念及研究意义自然斜坡和人工边坡的概念自然斜坡：就是在一定的地质环境中山坡,在一定地质营力作用下形成和演化成的自然历史过程的产物。海岸,河湖岸等。人工边坡：人类为某种工程、经济需要而开挖，往往是在自然斜坡基础上形成的，其特点是有规则的几何形态。路堑,矿坑,人工开挖基坑等。3

1基本概念及研究意义研究意义斜坡或边坡在形成过程中，其内部的应力状态也将发生变化，引起应力重分布→应力集中→斜坡变形、破坏→危及安全。滑坡、崩塌、泥石流我国是一个滑坡、崩塌多发的国家，据不完全统计，自80年代以来，每年我国都有一次重大崩、滑灾害事故发生。4

1基本概念及研究意义20世纪以来，我国代表性的崩、滑地质灾害5

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中国矿业大学CHINAUNIVERSITYOFMININGANDTECHNOLOGYVaiont水库滑坡剖面15

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2斜坡岩土应力分布特征当斜坡形成时，在斜坡表面产生卸荷回弹变形（上），（a）重力场型（b）水平应力场型。进一步的引起应力的重分布（下）。17

2斜坡岩土应力分布特征2.1斜坡应力场的基本特征（1）最大主应力近于平行临空面，最小主应力近于与坡面正交。18

2斜坡岩土应力分布特征坡脚剪应力集中形成剪应力增高带。坡顶附近出现拉应力。19

2斜坡岩土应力分布特征20

2斜坡岩土应力分布特征（3）最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，并凹向临空面。21

2斜坡岩土应力分布特征总结：（1）最大重应力近于平行临空面，最小重应力近于与坡面正交。（2）坡脚剪应力集中形成剪应力增高带，坡顶附近出现拉应力。（3）最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，并凹向临空面。（4）坡面的实际径向压力为零。22

2斜坡岩土应力分布特征2.2斜坡应力场的影响因素坡形岩土体性质原始应力状态23

2斜坡岩土应力分布特征（1）原始应力状态斜坡张力集中位置与原始应力状态、坡角关系24

2斜坡岩土应力分布特征当斜坡中存在较高原始应力时，斜坡更容易出现变形破坏。25

2斜坡岩土应力分布特征（2）坡形的影响坡脚最大剪应力和坡形之间关系图解Stacey，197026

2斜坡岩土应力分布特征（2）坡形的影响坡角明显改变应力状况。随坡角变陡，坡面复检张力带范围也随之扩大和增强。坡脚应力集中带最大剪应力值随之增高。坡底宽度对坡脚的应力状态也有一定的影响，当W0.8H时，坡脚最大剪应力随坡宽缩小而急剧增高，而当W0.8H时，则保持为一常值。研究表明，坡高并不改变应力等值线图像，但坡内各处的应力值随坡高增高而线性增大。27

2斜坡岩土应力分布特征斜坡的平面形态对其应力状态也有明显的影响。三维分析表明，平面形态上的应力的支撑，应力集中程度明显减缓。圆形和椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜坡的二分之一左右。28

2斜坡岩土应力分布特征（3）岩体特征和结构特征29