斜坡变形破坏工程地质

《斜坡变形破坏工程地质》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5斜坡变形破坏工程地质5.1概述5.2斜坡应力分布特征5.3斜坡变形破坏的基本形式与特征5.4崩塌5.5滑坡5.6影响斜坡稳定性的因素5.7斜坡稳定性评价5.8斜坡变形破坏预测预报5.9斜坡变形破坏的防治5.1概述一、斜坡及形态要素斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体，是地表广泛分布的一种地貌形式。斜坡一般可分为天然斜坡和人工边坡，天然斜坡是指未经人工破坏改造的斜坡，如沟谷岸坡、山坡、海岸等，人工边坡指经人工开挖或改造了形状的斜坡，如渠道边坡、基坑边坡、路堑边坡和露天矿边坡等。斜坡具有坡面、坡顶、坡肩、坡脚、坡角和坡高等形态要素。坡面坡脚坡角

2、坡高坡顶坡肩斜坡变形破坏是内、外动力地质作用下斜坡岩土体处于不稳定状态或失稳的一种现象，随着时间的推移，在各种地质营力作用下，斜坡岩土体将会经历各种不同的发展演化阶段，坡体内应力发生新的变化，由此而可能引起斜坡岩土体的位移，产生不同形式和规模的变形破坏。斜坡变形破坏给工程建筑带来的危害非常广泛，甚至造成生命财产的巨大损失，全世界各种典型实例我国安徽梅山水库连拱坝的破裂事故即为斜坡变形危及工程安全的典型实例。该坝右坝肩花岗岩边坡在大坝运营了8年以后发生显著变形，岩体沿一组缓倾角裂隙向河谷方向滑移，使坝体的拱和垛受压变形产生裂缝，库水沿裂缝漏出，经及时

3、处理才保证了大坝的安全。二实例地点时间规模危害成昆线铁西车站1980.7.32.2×106m3堵塞隧道入口，使铁路营运中断达40天之久，造成重大经济损失四川云阳鸡扒子1982.71.5×107m3长约600m的江段普遍淤高25—30m土凤岩—马家坝1986.7.162×107m3三条公路及许多桥涵受列破坏，四个自然村被毁四川巫溪县城岩崩1987.8.17×103m3摧毁楼房多座，致死98人5.2斜坡应力分布特征斜坡岩土体内的应力分布是决定斜坡变形破坏形式和了解其形成机制的基本依据。虽然目前人多斜坡都假设为均质各向同性的弹性体，用有限单元法来计算仍与

4、实际情况有一定出入，但是这方面的分析却有助于了解斜坡应力分布的一般规律。一、应力分布特点在斜坡形成过程中，表层岩土体发生卸荷回弹。随之引起应力的重新分布，应力状态主要的变化:(1)由于应力的重新分布，斜坡中主应力迹线发生明显偏转。其总的特征表现为愈靠近临空面，最大主应力愈接近平行于临空面，最小主应力则与之近于正交；向坡体内部逐渐恢复到原始应力状态。(2)在坡脚附近形成一个明显的应力集中带(图5-2)，该处最大主应力与最小主应力的应力差达到最大值，形成一最大剪应力增高带；坡度愈陡应力集中愈明显。(3)在斜坡顶面和坡面的某些部位，由于水平应力显著降低，

5、最小主应力有一些是张应力，形成张力带。这些部位容易被拉裂形成与坡面近于平行的拉裂面。(4)坡面处的岩土体，由于应力解除，侧向压力趋于零，实际上处于两向受力状态，而向坡内逐渐变为三向受力状态，(5)与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线变为近似圆弧形，弧的下凹面朝着临空方向。这也正是均质岩土体中斜坡破坏面常呈圆弧状的原因。上所述为典型的斜坡应力分布特点，各种因素影响下实际情况要复杂得多。二、影响斜坡应力分布的因素斜坡应力分布受多种因素的影响，岩体中的初始应力状态，坡形、岩土体特征和结构特征，其中以初始应力状态的影响最为显著。1）、岩体初始应力的

6、影响如图5-4为水平初始应力σL=0时的张力带分布，斜坡在坡角60°时才开始出现张力带。当初始应力σL=3ρgH时，斜坡在30°时就出现张力带，且在坡角60°和75°时，张力带明显扩大。2）、坡形的影响坡形包括斜坡的坡高、坡角、坡底宽度和平面形态等几方面，它们对斜坡应力分布均有一定影响。坡高并不改变应力等值线图象，但坡内各处的应力值均随坡高增高面线性增大，坡角明显改变了应力分布图象，主要表现在坡脚应力集中带和坡顶、坡面张力带的变化。随着坡角的增大，坡脚处的最大剪应力随之增高，张力带也随之扩大。坡底的宽度对坡脚的应力状态也有较大影响，当W(坡底宽)<

7、0.8H(坡高)时，坡脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高(图5-8);而当W>0.8H时，则保持为一常数且与一般斜坡的情况一样．高山峡谷地区特别当存在有垂直河谷方向的较高水平地应力时，坡脚和谷底一带可以形成一极强的应力集中带。斜坡的平面形态对应力分布也有明显影响。三维分析表明，圆形和椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜坡的一半左右。当水平地应力平行于椭圆形矿坑长轴时，应力集中程度较平行于短轴时缓和。3）、斜坡岩土体特征和结构特征的影响随着μ值的增大，坡面和坡顶张力带逐渐扩展；而在坡底则相反，当μ值增大时，张力带收缩(图5-7)。由于岩土体的不均匀

8、性和不连续性，使斜坡中的应力分布也出现不连续现象，在不连续面或软弱而的周边成为应力集中带或发生应力阻滞。这些现象的产生与结