边坡稳定性研究概述

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1、边坡稳定性研究概述岩石高边坡稳定性问题是我国20世纪70年代以后出现的最具特色的工程地质问题之一。尤其是20世纪80年代以来，我国经济的高速增长，极大地刺激了资源、能源的开发，交通体系的完善和城镇的都市化进程，大型工程活动数量之多、规模之大、速度之快、波及面之广，举世瞩冃；毫无疑问，随之在不同领域也带来了众多的高边坡工程问题。我国西南地区地处青藏高原的东侧，受青藏高原近百万年来持续隆升的影响，在青藏高原与云贵高原和四川盆地之间形成了总体呈南北走向的巨大的大陆地形坡降带，构成我国大陆地形从西向东急剧骤降的特点；在此过程中，发育于青藏高原的长江（

2、金沙江）及其主要支流（雅聋江、大渡河、岷江）以及雅鲁藏布江、澜沧江、怒江等深切峡谷，从而在这个巨大的大陆地形坡降带上形成高山峡谷的地貌特征，不仅蕴藏了丰富的水能资源，同时，也构成高陡边坡的基本地貌景观。在这些地区修建或拟建的巨型、大型水利水电工程，边坡高度小则百余米，大则达300-1000米，并且随着工程规模的增大，工程边坡的高度也越来越高。据统计，我国一批大型骨干水电站，如三峡、二滩、拉西瓦、锦屏和小湾等工程中，涉及的天然边坡高达1000m以上，I［程边坡可达200〜300m高度，其屮垂直边坡高度已接近100m,见表1。这些岩石高边坡通常处

3、丁复杂的地质环境并具有复杂的地质结构，构成了大型水电工程建设中一个关键工程技术难题，对工程修建的可行性决策起到重要的控制作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及运营效益。岩石高边坡的稳定问题不仅涉及到工程本身的安全，同时也涉及到整体环境的安全；岩石高边坡的失稳破坏不仅会直接摧毁丁•程建设本身，而且也会通过环境灾难对工程和人居环境带来间接的影响和灾害。因此，20世纪80年代以来，人们清醒的认识到必须加强复杂岩体中高陡边坡稳定性的理论研究，必须加强重大工程边坡稳定性的应用研究。这样使得对岩石高边坡稳定性的研究一直是我国20世纪工程地质学领域的热

4、点难点科学与工程技术问题。通过对边坡稳定性有关的勘测、稳定性分析、加固和监测等方面的研究，在实践和理论方面都取得了丰富成果，并在困难环境条件下和复朵地质条件下，成功地治理了一些变形失稳边坡，取得了较大的成就。2边坡稳定性研究历程概述随着经济的发展和社会的进步，人类的工程活动也在迅速的发展，人们对边坡问题的研究逐渐深入，推动了边坡稳定性研究的进步。人们对边坡稳定性的关注和研究最早是从滑坡现象开始的，早期的工作是把滑坡作为一种地貌现象加以观察描述，是地貌学或普通地质学研究的对象之…。19世纪末及20世纪初期，伴随发达国家近代工业革命而兴起的大规模

5、土木工程建设，出现了较多的人工边坡，诱发了大量滑坡和崩塌，造成了很大的损失。这时，人们才把边坡失稳现象提高到与人类工程活动有关的灾害地质过程高度，并借用-•般材料分析中的丁•程力学理论对滑坡进行半经验、半理论的研究。早期对边坡稳定性的研究一是借用土力学中极限平衡理论，计算边坡的稳定性（KailTerzaghi,1926；Fellenius,1927>1936；Taylor,1937>1948；Janbu,1954；Bishop,1955等）；二是从边坡所处的地质条件、影响因素和失稳现象，对边坡发生的环境和机制进行单因素定性分析。20世纪50年

6、代，我国学者引进前苏联工程地质的体系，继承和发展了“地质历史分析”法，并将其应用于滑坡的分析和研究中，对边坡稳定性研究起到了推动作用。这阶段学者们着重于边坡地质条件的描述和边坡类型的划分，采用工程地质类比法评价边坡稳定性。20世纪60年代，世界上几起灾难性的边坡失稳事件的发生（如意大利的Vajont水库滑坡造成近3000人死亡和巨大经济损失），使人们逐渐认识到了结构面对边坡稳定性的控制作用以及边坡失稳的时效特征（LMuler,1963、1965）,初步形成了岩体结构的观点（谷德振、孙玉科等，1965）,并在应用赤平极射投影的基础上，定性判断边

7、坡的稳定性。20世纪70年代，边坡研究者从大量的工程实践和边坡失稳事件中，逐渐认识到边坡稳定性研究必须重视其变形破坏过程和机制的研究，提出了时效变形、累进性破坏的观点以及边坡变形破坏的地质力学模式（张倬元、土兰生等，1970,s）,使边坡稳定问题的研究工作步入了地质分析和岩石力学分析相结合的“地质过程机制分析”时代［6,14］。这期间，最为突出的理论贡献是的地应力对边坡变形破坏的引入和变形破坏基本地质力学模式的提出。20世纪80年代，工程地质学的发展进入了定性向定量发展的新阶段，工程地质学及边坡科学研究进入了蓬勃发展的新时期。-方面，随着计算

8、机技术的迅速发展和现代力学、现代数值分析理论的进步，模拟技术开始广泛地应用于地质灾害分析，尤其是机制分析；针对介质的特点，先后出现了线弹性模拟、弹塑性模拟和考虑时间