斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析.
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⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体:通常指地质体中与⼯程建设有关的那⼀部分岩⽯,它处于⼀定的应⼒状态,被各种结构⾯所分割。
结构⾯:指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。
结构体:结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体,称为结构体2、结构⾯的主要类型(按照成因、规模分类)及特征(如何描述结构⾯)按成因:原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模:A类(贯通)、B类(显现)、C(隐微)3、岩体的分类:岩体结构分类(哪5类?);岩体的⼯程分类(考虑三⽅⾯因素?)按结构特征分类:块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素:⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点?剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。
⼆、地壳岩体的天然应⼒状态(10分)1、岩体应⼒:天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。
σv=γh(µ为岩体的泊松⽐,N。
称为岩体的侧压⼒系数。
)构造应⼒:指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。
⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。
变异及残余应⼒变异应⼒:指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。
残余应⼒:承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后,岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束,于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型(1)σx=σy=σv=rh 注:越往地壳的深部,存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。
(2)垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主,主要存在于地表(3)⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响,最⼤主应⼒近于⽔平。
3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤(1)地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响:岩体的岩性及结构特征:决定着岩体的容重和泊松⽐,从⽽影响⾃重应⼒场的特征;统⼀区域构造应⼒作⽤下,岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性;决定着岩体的强度及蠕变特性,因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。
086地质环境DI ZHI HUAN JING1 基础地质条件1.1 地形地貌项目区地貌类型为黄土丘陵区,整体地势南高北低,微地貌为黄土陡坡,东侧坡体北中部呈上下两阶台阶状,南部坡体一坡到顶。
坡体坡脚分布着大量房屋,由于道路及房屋修建,对坡脚进行了切坡,形成不稳定斜坡,存在极大的安全隐患。
1.2 地层岩性项目区出露地层主要为沟谷第四系全新统杂填土及中更新统卵石、坡体主要为第四系上更新统粉土及中更新统粉质黏土夹粉土。
1.3 地质构造项目区构造总体为一向西倾斜的单斜构造,倾角6°,勘查区附近无全新世活动断裂,地质构造条件简单。
1.4 水文地质条件根据含水层岩性、地下水赋存条件和水动力特征,勘查区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水。
黄土丘陵区的松散岩类孔隙水含水岩组主要为第四系中、上更新统粉土组成,主要分布在梁峁之上。
由于沟谷坡度大,降水多形成地表径流,对地下水补给有限,多为透水而不含水。
该类地下水主要接受大气降水入渗补给,径流方向与地形坡向基本一致,受地形起伏的控制,顺沟谷排泄或垂直补给下伏含水层。
勘查区坡体岩性主要为粉土及粉质黏土,富水性差。
2 不稳定斜坡发育特征2.1 不稳定斜坡发育特征不稳定斜坡平面形态近似呈弧状型。
斜坡顶部高程1005.0m,底部高程901.0m,最大高差104.0m,斜坡底部宽约230.0m,斜坡走向为北西南东向,倾向西南—西北,坡度30-65°。
坡体表面凹凸不平,坡面上主要植被为杂草,坡顶为树木。
斜坡顶部主要岩性为Q粉土,中下部为Q粉32土、粉质黏土,坡脚为Q卵石。
不稳定斜坡形成的主要原3因是斜坡高度较高,坡度较陡,造成高陡临空面,坡体植被不发育,修建房屋开挖坡脚。
不稳定斜坡目前处于基本稳定状态,但在暴雨、人为影响等不利工况下,可导致斜坡失稳。
2.2 成因分析根据野外调查,初步分析可能导致斜坡失稳的主要原因有以下3个方面。
1)地形地貌:斜坡前缘多高陡临空,临空面高3-34m,坡度一般24-72°,前缘村民挖窑居住;后缘为黄土山,黄土山有利于渗水,不利于排水。
斜坡稳定性影响因素分析斜坡的稳定性受多种因素的影响,主要可分为内在因素和外部因素。
内在因素包括:地形地貌、岩土体类型和性质、地质构造等。
外部因素包括水、地震、人类活动等。
内在因素对边坡的稳定性起控制作用,外部因素起诱发破坏作用。
1.地形地貌从区域地形地貌条件看,斜坡变形破坏主要集中发育于山地环境中,尤其在河谷强烈切割的峡谷地带。
我国由于挽近地质时期大洋板块和大陆板块相互作用的制约,西部挤压隆起,东部拉张陷落,形成了西高东低的台阶状地形,可明显地划分出三个台阶。
处于两个台阶转折地带的边缘山地,山谷狭窄、高耸陡峻,地面高差悬殊。
因此斜坡变形破坏现象十分发育。
2..岩土体类型和性质岩土类型和性质是影响斜坡稳定性的根本因素。
在坡形(坡高和坡角)相同的情况下,显然岩土体愈坚硬,抗变形能力愈强,则斜坡的稳定条件愈好;反之则斜坡稳定条件愈差。
所以,坚硬完整的岩石(如花岗岩、石英砂岩、灰岩等)能形成稳定的高陡斜坡,而软弱岩石和土体则只能维持低缓的斜坡、一般来说,岩石中含泥质成分愈高,抵抗斜坡变形破坏的能力则愈低此外,岩性还制约斜坡变形破坏的型式。
一般来说,软弱地层常发生滑坡,而坚硬岩类形成高陡的斜坡,受结构面控制其主要破坏型式是崩塌。
顺坡向高陡斜坡上的薄板状岩石,则往往出现弯折倾斜以至发展成为滑坡。
黄土因垂直节理发育,故常有崩塌发生。
3.地质构造地质构造因素,包括区域构造点、边坡地段的这周形态、岩层产状、断层和节理裂隙发育特征以及区域新构造运动特点等。
它对边坡稳定,特别是岩质边坡稳定的影响是十分明显的。
在区域构造比较复杂的、褶皱比较强烈,新构造运动比较活跃的地区,边坡的稳定性较差,例如我国西南部横断山脉地区、金沙江地区的深切峡谷,边坡的崩塌、滑动、流动及其发育,常出现超大型滑坡及滑坡群。
其次,边坡地段的岩层褶皱形态和岩层产状,则直接控制边坡变形破坏的形式和规模,至于断层和节理裂隙对边坡变形破坏的影响则更为明显。
斜坡岩(土)体稳定的研究意义斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分折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。
斜坡变形的主要方式和基本类型卸荷回弹和蠕变崩落(塌)(faIls)、倾倒(topples)、滑动(落)(slides)、侧向扩离(1ateral spreads)和流动(flows)等5种基本类型。
1.影响斜坡岩体应力分布的重要因素a. 原始应力状态b. 坡形c. 岩体特征和结构特征对均质体而言,岩体弹模,泊松比对斜坡应力分布影响不大。
对斜坡应力分布影响最大的是岩体结构特征,斜坡附近的结构面往往是应力集中的部位。
易于变形或破坏。
2.斜坡变形破坏与内外营力的关系(影响斜坡变形破坏主要因素)斜坡是一个开放系统,它与外界有能量的交换,外营对斜坡稳定性的影响主要通过三方面来实现。
第一,改变斜坡的外形→改变斜坡的应力场。
第二,改变斜坡的岩体结构特征→使斜坡的强度降低。
第三,改变岩体的应力状况。
地表水一、河流地质作用许多斜坡都流水地质作用形成的,而新构造运动对河流的地质作用有很大的关系。
少年期河流,以下切作用为主,由于处于河谷形成的初期,岸坡卸荷作用剧烈,应力分异显著,河岸斜坡变形剧裂但规模一般不大。
数量大、规模小。
中年期河流,以侧蚀作用为主,下切减缓。
这一阶段以时间效应特征的大型破坏为主要特征。
数量少,规模大。
老年期河流,冲淤近于平衡,河谷总体形态变化不大,以老滑坡复活为主。
b. 河流演化史分析河谷的中、淤关系:冲刷期,岸坡失稳可能性增大。
淤积期,岸坡稳定性增高。
波浪地下水地下水对斜坡稳定性的影响主要表现在四个方面:①形成静水压力②地下水流动形成渗透压力(代替法)③改变潜在滑面的力学性质(降低)④形成空隙水压力,降低斜坡的抗滑力气候主要是降雨,其余是风化、冻融等。
降雨总量与斜坡失稳有一定关系,但最主要的是降雨强度和持续时间。
降雨对斜坡的稳定性影响具有周期性作用。
斜坡稳定性影响因素斜坡稳定性的影响因素斜坡的稳定性受多种因素的影响,主要可分为内在因素和外部因素。
内在因素包括:地形地貌、岩土体类型和性质、地质构造等。
外部因素包括水、地震、人类活动等。
内因是最根本的因素,决定着斜坡变形破坏的形式和规模,对斜坡稳定性起控制作用;外因是变化的条件,是通过内因而起作用,促使斜坡变形破坏的发生和发展,外因常常成为斜坡变形破坏的触发因素。
1、地形地貌地貌条件决定了边坡的形态,对边坡稳定性有直接的影响。
例如:对于均质斜坡,其坡度越陡,坡高越大则稳定性越差。
对边坡的临空条件来讲,工程地质条件相类似的情况下,凹形坡较凸形坡稳定。
从区域地形地貌条件看,斜坡变形破坏主要集中发育于山地环境中,尤其在河谷强烈切割的峡谷地带。
我国由于挽近地质时期大洋板块和大陆板块相互作用的制约,西部挤压隆起,东部拉张陷落,形成了西高东低的台阶状地形,可明显地划分出三个台阶。
处于两个台阶转折地带的边缘山地,山谷狭窄、高耸陡峻,地面高差悬殊。
因此斜坡变形破坏现象十分发育。
2、岩土体类型和性质斜坡岩土体的类型与性质是影响斜坡稳定性的根本因素。
包括岩土体的成因类型、组成矿岩土体的矿物成分、岩土体的结构和强度。
在坡形(坡高和坡角)相同的情况下,显然岩土体愈坚硬,抗变形能力愈强,则斜坡的稳定条件愈好;反之则斜坡稳定条件愈差。
所以,坚硬完整的岩石(如花岗岩、石英砂岩、灰岩等)能形成稳定的高陡斜坡,而软弱岩石和土体则只能维持低缓的斜坡。
由岩浆岩组成的斜坡较好,但原生节理发育也常发生崩塌,特别在风化强度强烈地区,由于风化营力的作用,使风化带内的岩石强度降低,常导致斜坡崩塌。
沉积岩组成的斜坡由于具有层理结构,而层理面常常控制斜坡的稳定性。
沉积岩层常夹有软弱夹层,如厚层灰岩中夹泥灰岩,砂岩中夹泥岩等,这些软弱面常易构成滑动面。
变质岩组成的斜坡,尤其深变质岩,如片麻岩、石英岩等其性质与岩浆岩相近,所以斜坡稳定性一般比沉积岩好。
山区工程地质勘察中的斜坡勘察探析摘要:随着我国建设事业的发展,在国家基础设施建设中会遇到各种各样的斜坡工程,为了确保工程的安全,尤其山区的工程项目,地质勘察显得尤为重要,其中对斜坡进行勘察更是意义重大。
本文首先简单阐述斜坡勘察的重点,接着分析斜坡勘察方法,评价斜坡的稳定性,最后探讨斜坡处治的具体措施。
关键词:地质勘察;岩土;斜坡;稳定性1 山体斜坡勘察概述山体斜坡的稳定性关系到工程项目的安全,斜坡勘察的目的在于通过勘察获得山体斜坡的地形、地质条件和岩土体物理力学参数,通过宏观定性评价和定量评价,确定山体斜坡的总体稳定性,旨在有效的预防和治理斜坡提供科学的依据。
根据工程实践经验,影响山体斜坡的稳定性的因素主要来自于其自身的坡体结构和外部其他因素的影响。
通常有以下几个方面:岩土体的抗剪强度、结构面的特征、地下水、大气降水、工程爆破振动、地震等。
实践中发现,对于不同的岩体类型,其整体强度与稳定性也各有差异。
(1)单一岩土类型的斜坡,影响该类斜坡稳定性的因素主要源于岩土体临空面坡度和抗剪强度;(2)结构面发育硬质岩体类型的斜坡,影响该类斜坡整体强度和稳定性的因素主要源于结构面的形态和抗剪强度;(3)极软或风化程度较高又或破碎的均质岩体类型的斜坡,此类岩体的整体强度一般很低,类似于均质松散土体。
总体而言,除了岩土体的成分外,分割岩土体结构面的形态、抗剪强度和斜坡坡面的组合关系等都对斜坡的稳定性影响较大。
斜坡勘察工作必须突出重点,应该选择有效的勘察方法,重点勘察斜坡的坡体结构及抗剪强度等物理力学参数,通过细致地勘察得到对坡体的稳定程度起决定性作用的优势结构面或软弱层,对勘察结果的数据和参数进行系统性的分析,预测并评价在各种工况作用下斜坡工程出现失稳变形的趋势和破坏的危害程度。
相关统计资料显示,大气降水和地下水是影响山体斜坡岩土工程性质和稳定性最为重要的两个因素。
2 斜坡勘察方法山体斜坡勘察的目的是查明山区斜坡的地形条件和地层、坡体结构、地质构造、地下水、新构造活动和地震等地质条件,斜坡勘察的方法必须要满足勘察深度和分析评价的要求。
斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析1 基本要领及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。
斜坡变形、破形或多样:崩、滑为主要、剧烈的形式。
斜岩土体稳定工程地质分析的重要任务是:* 斜坡稳定性评价和预测* 设计合理的边坡及制定有泖的斜坡整治措施2 斜坡岩体应力分布特征2.1 斜坡应场的基本特征斜坡形成后引起斜坡临空面周围卸荷回弹,在坡面附近造成应力重分布,其特点如下:(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)最大剪应力迹残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。
远离斜坡面的岩体内,地应力逐渐恢复状态。
2.2 影响斜坡岩体应力分布的重要因素a. 原始应力状态b. 坡形c. 岩体特征和结构特征对均质体而言,岩体弹模,泊松比对斜坡应力分布影响不大。
对斜坡应力分布影响最大的是岩体结构特征,斜坡附近的结构面往往是应力集中的部位。
易于变形或破坏。
3 斜坡的变形与破坏斜坡破坏:系指斜坡岩体内已形成贯通性的破坏面从而使分割的岩体整体破坏。
在此之前的斜坡演进过程称为变形。
变形→破坏→继续运动3.1 斜坡变形的主要方式a. 卸荷回弹使原有结构松驰产生残余应力形成卸荷带:斜坡经卸荷回弹松驰,残余应力形成一系列的表生结构面,包含回弹松驰和表生结构面的岩带称为卸荷带。
b. 蠕变斜坡应力长期作用下发生的一种缓慢而持续的变形,包括坡体内的局部破裂和产生的表生结构面。
3.2 斜坡破坏的基本类型斜坡破坏分类方案很多,按破坏物质的运动方式分崩塌和滑坡。
3.2.1 崩塌包括撒落、落石(坠落)、岩崩、山崩等多种形式。
规模大小不一。
脱离母体的岩体在重力作用下自由下落,这一过程叫崩塌。
a. 崩塌的发生条件①坡形。
高陡山坡,一般55º以上。
②岩性。
坚硬岩体,抗风化能力较强,岩体中有规模大,间隔大的节理发育。
软硬相间岩体易形风化凹醋,上覆坚硬岩体易崩塌。
③坡体结构。
即岩层产状与坡面的关系,反向坡一般易形成陡坡,利于崩塌产生。
④地质构造。
节理、断裂对斜坡岩体分割、易于形成分离岩体,形成崩塌。
b. 崩落体的继续运动运动轨迹根据跳跃的运动轨迹,可以设计栏网位置及栏网高度。
当条件合适时,崩塌体可形成碎屑流(气垫效应)。
3.2.2 滑坡a. 滑坡要素斜坡的部分岩体沿贯通的剪切破坏面(或带)以一定的加速度下滑,这一过程叫滑坡。
滑坡的组成部分(要素)为:b. 滑坡的分类有许多分类方案。
按滑坡物分:覆盖层滑坡基岩滑坡特殊滑坡——融冻、陷落按滑坡体厚度:浅层 6m以内中层 6~20m深层 20~30m超深层>30m接规模:小型 30万m3以内中型 3万~50万m3大型 50万~300万m3巨型>300万m3按形成年代:新滑坡滑坡按力学条件:牵引式、推移式c. 斜坡变形、破坏的地质力学模式主要根据斜坡变形破坏的力学机制,其变形、破坏可概括为五种地质力学模型,即:蠕滑(滑移)——拉裂式滑移——压致拉裂式弯曲——拉裂式塑流——拉裂式滑移——弯曲式称为斜坡变形破坏的地质力学模式,它表达了斜坡岩(土)体结构类型之间的内在联系,揭示了斜坡发展变化的内在力学机制,并在很大程度上确定了斜坡最终破坏的可能方式与特征,达到系统评价预测斜坡稳定性的目的。
4 斜坡变形破坏机制与演化一、蠕滑——拉裂形成条件:中等坡度的均质斜坡,(似均质斜坡)碎裂岩中也可能发生此种类型的变形和破坏。
变形发展过程:自坡面向斜坡内,由重力作用形成一剪切蠕变带,其中坡面位移最大,向深度逐渐递减。
至位移逆减为零的位置,剪应力高度集中,此位置即为潜在滑移面位置。
当剪应力集中达到岩体的拉剪强度时,该面剪切破坏形成滑面。
在剪切蠕变形带发展过程中,坡顶出现自上而下扩展地拉裂缝。
演变过程(以反倾斜坡为例)a. 表层蠕滑岩(土)体向坡下蠕变,后缘拉应力产生。
b. 岩缘拉裂通常形成反坡台坎,由于后缘拉应力释放,潜在剪切面上的剪应力集中程度加大。
此外,外营力进入后缘拉裂缝,使斜坡条件进一步恶化,更加促进剪切面的变形。
c. 潜在剪切面剪切扰动。
随剪切变形进一步发展,中部剪切带扰动扩容,变形体下半部隆起,随变形体沿剪切拢动带转动滑移,上部下沉,后缘拉裂缝闭合,岩体进入累进性破坏阶段,一旦剪切面被剪切贯通,滑坡发生。
这种类型的滑坡可按瑞典圆弧法计算其稳定系数。
二、滑移——压致拉裂形成条件:中等——陡的平缓层状斜坡,坡体内有水平向残余应力。
演变过程:a. 卸荷回弹阶段,坡体内残余应力开始释放,岩层沿缓倾结构面缓回弹滑移,坡面形成齿状剪出。
岩层内领固段或错段附近因拉应力集中而产生自下而上扩展的拉裂隙。
b. 压致拉裂面自下布上扩展阶段在大致平行坡面的重压应力作用下,拉裂隙端部被压致拉裂,裂纹扩展方向逐渐趋向于主压应力方面一致。
这种压致拉裂缝向上扩展,直至达到地面,并伴有向坡面方向的转动。
c. 滑移面贯通阶段随拉裂面的逐渐贯通,岩体转动,变形进入破坏阶段。
陡倾的阶状裂面成为剪应力集中带,陡缓转角处的嵌合体被逐个剪断、压碎、并伴有扩容,待陡倾裂面与平缓滑移面构成贯通性滑面时,滑坡发生。
d. 起动判据根据三维应力状态下含软弱结构面强度计算公式:?为与结构面的夹角。
为结构面内磨擦角。
e. 嵌合带剪断压碎判据参照hock的修正格里菲斯准则进行判断三、滑移——拉裂形成条件:层状、块状、岩体、斜坡中有一潜在倾向坡外滑移面,且有效临空。
变形过程,岩体在重力作用下沿已有滑移面向临空方向滑移,后部拉裂。
滑坡能否形成,取决于滑面产状及后缘分隔条件。
当后缘分割条件成熟时,滑面的内磨擦角小于斜坡角,则滑坡发生。
四、滑移——弯曲形成条件:具有中一陡倾外的层状岩体或藻层状岩体斜坡,顺层斜坡,滑移面未有效临空。
滑面倾角大于滑移面倾角。
变形过程:层状岩体在自重作用下沿外倾结构面蠕变下滑,由于下部滑移面未临空,造成坡脚附近顺层板梁纵向受压,在一定条件下弯曲隆起进而发展成滑坡。
演变过程:a. 轻微隆起阶段。
近坡脚部位岩层在纵向压力下顺层弯曲,局部出现压碎,坡面轻微隆起,岩体松动。
b. 强烈弯曲、隆起阶段弯曲显著增强,强烈弯曲段出现剖面x型节理,部分岩体垮塌、充填虚脱部位。
弯曲部位岩体扩容,地面显著隆起,岩体松动。
剖面x节理中的一组逐渐形成滑移切出面。
c. 切出面贯通阶段,切出面与滑移面贯通形成整体滑面,滑移岩体沿切出回弹射抛出,形成滑坡。
某些椅状层面也能形成这类滑坡。
起动判据K = L er/L 实际长度L cr = 临界长度式中:各符号意义见书(P331)当K≤1时,有屈曲可能。
五、弯曲——拉裂形成条件:陡立或陡倾内层状斜坡,坡度中——陡坡。
变形过程:斜坡前缘,陡倾的斜坡岩体在重力作用下向临空方向作悬臂梁弯曲,单梁的弯曲逐渐向深部发展。
前部悬臂梁弯曲后为后部悬臂梁弯曲提供了空间,这种弯曲逐渐向斜坡后缘逐个悬臂梁地传递,导致斜坡岩体整体弯曲。
演化过程:a. 卸荷回弹陡倾拉裂阶段。
b. 板梁弯曲,拉裂面向深部扩展并向坡后缘推移,板梁之间反向错动。
c. 板梁根部折裂、压碎,折裂面逐渐贯通,岩块转动、倾倒。
当折裂面贯通后,斜坡变形岩体将转化为蠕滑拉裂型滑动破坏。
弯曲拉裂弯曲判据根据重自应力h为弯折断高度,t为平行板梁表面裂隙间距。
六、塑流——拉裂形成变形条件:软弱基座斜坡,上覆厚层坚硬岩层。
变形过程:下伏软弱基度在上覆岩层重压下产生塑性变形,并向临空方向流动而形成塑性挤出。
软岩塑流挤出又导致上覆岩层拉裂。
演化过程:a. 卸荷回弹,陡出裂缝形成。
由于应力分异,形成由坡缘拉应力带向纵深扩展的一系裂陡立拉裂缝。
b. 前缘塑流——拉裂变形随软弱基座被切出,遭受重压的原封闭的软基向切出的临空方向挤出,进而导致且覆岩层不均匀沉陷和拉裂。
拉裂的岩柱倒塌。
c. 深部塑流——拉裂随陡坡坡缘破坏,变形向坡缘后部推移。
被分割的高大岩柱或板梁其根部可能因此被剪裂或压碎,便变形向蠕滑——拉裂转化。
上述斜坡P变形模式可以形成空间组合,也可形成变形模式的转化。
5 斜坡变形破坏与内外营力的关系斜坡是一个开放系统,它与外界有能量的交换,外营对斜坡稳定性的影响主要通过三方面来实现。
第一,改变斜坡的外形→改变斜坡的应力场。
第二,改变斜坡的岩体结构特征→使斜坡的强度降低。
第三,改变岩体的应力状况。
6.1 地表水一、河流地质作用许多斜坡都流水地质作用形成的,而新构造运动对河流的地质作用有很大的关系。
少年期河流,以下切作用为主,由于处于河谷形成的初期,岸坡卸荷作用剧烈,应力分异显著,河岸斜坡变形剧裂但规模一般不大。
数量大、规模小。
中年期河流,以侧蚀作用为主,下切减缓。
这一阶段以时间效应特征的大型破坏为主要特征。
数量少,规模大。
老年期河流,冲淤近于平衡,河谷总体形态变化不大,以老滑坡复活为主。
b. 河流演化史分析河谷的中、淤关系:冲刷期,岸坡失稳可能性增大。
淤积期,岸坡稳定性增高。
波浪6.2 地下水地下水对斜坡稳定性的影响主要表现在四个方面:①形成静水压力②地下水流动形成渗透压力(代替法)③改变潜在滑面的力学性质(降低)④形成空隙水压力,降低斜坡的抗滑力6.3 气候主要是降雨,其余是风化、冻融等。
降雨总量与斜坡失稳有一定关系,但最主要的是降雨强度和持续时间。
降雨对斜坡的稳定性影响具有周期性作用。
6.4 植被有利、有弊→防止水土流失有利6.5 地震破坏斜坡岩体结构条件诱发地质灾害、斜坡失稳6.6 人为因素开挖、不合理排水等。
7 斜坡稳定性评价与预测评价和预测:稳定性和演化趋势、设计边坡提供科学依据方法:过程机制分析法(演变历史分析法)、理论计算分析法、工程地质类比法。
7.1 过程机制分析法分析方法实质:应用前述斜坡变形、破坏的基本规律,通过追溯斜坡演变的全过程,对斜坡稳定性现状、发展总趋势和区域性特征做出评价和预测.一、根据阶段性规律预测斜坡所处演化阶段和发展趋势步骤:a. 确定斜坡可能的变形形式和破坏方式根据斜坡外形,坡体结构、斜坡环境条件,并应用赤平投影的方法,即可确定斜坡可能的变形破坏的地质力学模式及其变形破坏机制,以及主控条件。
b. 根据斜坡的变形阶段判定斜坡的变形迹象变形迹象:分析其形成机制,参照前述的斜坡变形破坏的地质力学模式及各演化阶段特征,确定斜坡所处的演化阶段。
转化标志:如蠕滑——拉裂型斜坡变形、后缘拉裂缝曲拉开转为闭合,即可认为是大滑动的前兆。
c. 演化全过程的再现模拟采用物理模拟或数值模拟方法,再现斜坡变形破坏全过程,验证前述分析的可靠性,并对照斜坡变形实际情况,以此作为斜坡变形破坏演化趋势的预测依据。
二、根据周期性规律判定促进斜坡演变的主导因素各种影响因素是有周期的,根据周期分析,可以判定影响斜坡变形、破坏的主导因素为预测、预报和滑坡治理提供依据。