岩石力学第七章岩石边坡.ppt

第七章

岩石力学在边坡工程中的应用边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。作为全球性三大地质灾害(地震、洪水、崩塌滑坡泥石流)之一的边坡失稳塌滑严重危及到国家财产和人们的生命安全。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利、交通等部门都涉及到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识，合理地设计、适当的治理，把边坡失稳造成的灾害降低到最低限度，是岩土工程界的学者和工程设计人员必须考虑的问题。滑坡(slides)是斜坡部分岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面，缓慢地整体向下移动，具有蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定三个阶段，有时也具有高速急剧移动现象。滑塌(slip—slumps)是因开挖、填筑、堆载引起斜坡的滑动或塌落，一般较突然，粘性土类边坡有时也会出现一个变形发展过程。崩塌(fall—slumps)是整个岩土体块脱离母体，突然从较陡的斜坡上崩落、翻转、跳跃、堆落在坡脚，规模巨大的称为山崩，规模较小的称为塌方。剥落(falls)是斜坡岩土长期遭受风化、侵蚀，在冲刷和重力作用下，岩(土)屑(块)不断沿斜坡滚落堆积在坡脚。§7.1.1边坡形态与分类 (1)按照边坡的成因可分为天然边坡和人工边坡。(2)按构成边坡坡体的岩土性质:粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡。(3)按边坡的稳定性程度:稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。(4)按边坡的高度分类：高度＞l5m称为高边坡，＜l5m称为一般边坡。(5)按边坡的断面形式：直立式边坡、倾斜式边坡和台阶形边坡，可构成复合形式的边坡.(6)按使用年限：临时性边坡和永久性边坡。深圳黄贝岭边坡工程§7.1.2边坡的变形与破坏平面滑坡楔体破坏倾倒破坏圆弧破坏滑坡机理：前三种沿滑动面发生剪切破坏（共同特性）取决于岩体性质和岩体结构面在空间的组合形式。单个台阶或组合台阶滑落多台阶滑落整体边坡变形破坏7.1.3影响露天矿边坡稳定性因素主要有：(1)岩石组成：岩石矿物成分、结构构造，自身强度，边坡多沿结构面发生破坏；(2)岩体的结构特征，取决于产状与边坡临空面的相对关系：走向近于垂直，影响小；近于平行，影响取决于结构面倾向与倾角；(3)水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动态变化等；(4)爆破作业对稳定性有重要影响；小直径炮孔预裂爆破技术。（5）边坡几何形状：圆锥形采场：平面性；凹形；凸形。其他：(6)风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩土的强度，改变地下水的动态；(7)气候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化厚度以及岩石风化后的机械、化学变化，同时引起地下水(降水)作用的变化；(8)地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低；另外人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因数同样可能造成边坡的失稳。（9）露天边坡高度服务年限，边坡上的附加荷载。（1）分析和演算现存边坡稳定性，以便决定是否需要采取防护措施，以及采取何种措施；（2）确定经济合理的新边坡组成。§7.2圆弧法边坡稳定分析§7.2圆弧法岩坡稳定分析确保正常生产，确保设备人员安全，提高矿山生产经济效益；任务：做好日常监测和滑坡的预防及治理关键：最优边坡角的确定趋势：提高边坡角，有效加固措施边坡维护基本方法原则：早期发现，预防为主，查明情况，对症下药，治早治好，防治恶化，综合治理，确保安全。方法：1、减小下滑力、增大抗滑力（消坡减载、减重压脚）2、提高边坡岩体强度（注浆、疏干排水、爆破破坏滑面、培烧法）3、人工建筑物加固不稳定边坡（抗滑桩、锚索、挡墙）三、挡土墙与注浆在港口、水利、路桥及房屋建筑等工程中，挡土结构物（挡土墙）是一种常见的建筑物。挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土并承受来自填土的压力。注浆（省略）§7.4监测一4、水平钻孔疏水在坡面上钻凿水平疏水孔，能有效地降低可疑的张裂缝底部或沿潜在破坏面的水压力。在坚硬岩石边坡中，水通常沿不连续面流动，疏水孔只有和这些不连续面相交才是有效的，如图所示。在软岩或土质边坡情况下，疏水孔可以按规则间距来布置。确定最佳间距，需要钻凿一定数量试验孔进行试错法试验。一、地表排水，地下疏干5、明沟疏水疏水明沟可布置在边坡不稳定区段之外适当位置，用来拦截地表水向不稳定区汇集，其走向垂直地表水流动方