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边坡稳定性的工程地质研究分析(79页)

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第六章 岩质边坡稳定性的工程地质分析

第六章 岩质边坡稳定性的工程地质分析

盐池河崩塌
形成原因： 1. 地形：高陡边坡前缘。地形切割越强烈，高差越大越易
形成崩塌。 2. 岩性：厚层坚硬脆性岩体。如砂岩、石灰岩、石英岩、
花岗岩等。 3. 岩体结构：软弱夹层。 4. 下部有洞穴、采空区等。
岩崩的形成机理
岩崩的形成机理，一般有下列三种。 (1)边坡被陡倾裂隙深切，在外力及自重
边坡稳定性的工程地质分析意义：
(1)通过勘察对边坡的稳定性做出评价和预测； (2)为设计合理的工程边坡和制定有效的防治措施提供地质依据。
广西凤山山体崩塌
第一节 边坡岩体应力分布的特征
一、边坡应力分布的一般特征
(1)斜坡岩体的主应力迹线发生明显的偏转，总的特征为愈 接近边坡，最大主应力愈接近平行于斜坡临空面；而最小主应 力则愈与坡面近正交。
(2)在坡脚与河谷底部形成应力集中带。 (3)与主应力偏转相联系，最大剪应力迹线也发生偏转，呈 凹向临空面的弧线。在最大、最小主应力差值最大的部位(一 般在坡脚附近)，相应形成一个最大剪应力区，因而在这里容 易发生剪切变形破坏 。 (4)在坡顶和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河谷的水平 应力显著减小，甚至可出现拉应力，因而可形成一个拉应力带。 其范围随坡角和平行于河谷的水平应力的增加而增大。
1、地形地貌及地物标志； 2、岩土结构特征； 3、水文地质标志；东倒西歪,显示滑坡已滑动解体
树木茂密，形成大片马刀树，表示浅层滑移明显
第三节 影响边坡稳定性的因素
内在因素：组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩土体结构、 岩体初始应力等；
第六章 岩质边坡稳定性 的工程地质分析
概述
边坡包括自然边坡和人工边坡两种类型。 自然边坡：在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡、海岸陡

边坡稳定性分析

边坡稳定性分析
由此可见，边坡失稳，将会影响工程的顺利进行和施工安全，对相邻建筑物构成威胁， 甚至危及人民的生命安全。因此，在工程建设中，必须根据场地的工程地质和水文地质条件 进行调查与评价，排除潜在的威胁以及直接有危害的整体不稳定山坡地带，并对周围环境以 及施工影响等因素进行分析，判断其是否存在失稳的可能性，采取相应的预防措施。
T f = N tan ϕ = W cosθ tan ϕ
式中 N 是单元体自重在坡面法线方向的
分力，ϕ 是土的内摩擦角。无粘性土土
T
θ
θN
W
坡的稳定安全因数定义为最大抗剪力与 剪切力之比，即
图 8.2.1 均质无粘性土坡稳定性分析
Ks
= Tf T
= W cosθ tanϕ = tanϕ W sinθ tanθ
均质无粘性土坡如图 8.2.1 所示，土坡的坡角θ，土的内摩擦角ϕ 。现从坡面上任取
一侧面竖直、底面与坡面平行的土体单元，假定不考虑该单元土两侧应力对稳定性的影响。
设单元体的自重 W，则它下滑的剪切力就只有 W 在顺坡方向的分力
T=Wsinα
阻止土体下滑的力是此单元体与下面土体
之间的抗剪力，其所能发挥的最大值为
（3）人工填筑的土堤、土坝、路基等，形成地面以上新的土坡。由于这些工程的长度很 大，边坡稍微改陡一点，往往可以节省工程量。
由此可见，土坡稳定在工程上具有很重要的意义，影响土坡稳定的因素很多，包括土坡 的边界条件、土质条件和外界条件。具体因素如下：
（1）边坡坡角θ，坡角θ越小就越安全但不经济；坡角θ太大，则经济而不安全。 （2）坡高 H，试验研究表明，其它条件相同的土坡，坡高 H 越小，土坡越稳定。 （3）土的性质，土的性质越好，土坡越稳定。例如，土的重度γ和抗剪强度指标 c、φ 值大的土坡，比γ、c、φ小的土坡更安全。 （4）地下水的渗透力，当土坡中存在与滑动方向一致的渗透力时，对土坡不利。如水库 土坝下游土坡就可能发生这种情况。 （5）震动作用如强烈地震、工程爆破和车辆震动等，会使土的强度降低，对土坡稳定性 产生不利影响。 （6）施工不合理，对坡角的不合理开挖或超挖，将使坡体的被动抗力减小。这在平整场 地过程中经常遇到。不适当的工程措施引起古滑坡的复活等，均需预先对坡体的稳定性作出 估计。 （7）人类活动和生态环境的影响。

工程地质学图解法边坡稳定性分析课件

工程地质学图解法边坡稳定性分析课件

工程地质学图解法边坡稳定性分析
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吴氏网的结构
吴氏网的结构：基圆、径向大圆弧、纬向小圆
弧、东西、南北经纬线，间距2°，误差±0.5°。
（1）基圆：赤平大圆，代表水平面，0°-360°
方位角刻度。
（2）两条直径：EW，SN。
（3）经向大圆弧：由一系列走向SN的，向东或西
倾斜，倾角不同（0°-90°），间隔2°的投影大
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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注意
• 赤平投影图应用在坚硬～较坚硬层状结 构岩体边坡；
• 软质、碎裂状、散粒状结构的岩质边坡 ，除有区域性断裂存在外，均不必采用 此法。
工程地质学图解法边坡稳定性分析
2
基本原理
投影要素
赤平投影的工具为圆球体（投影球、投射球），包括如下
要素：
1.赤道平面：（赤平面、赤道投影面）
2.基圆：（赤平大圆） 标有南北、东西直径线。
3.极射点：按球上两极发射点不同，分上半球投影和下球 投影。通常运用上极射点（P）进行投影，称为下半球投影； 也可运用下极射点（F）进行投影，称为上半球投影。
反之，赤平面上任意一个点，都 代表一条一定产状的直线：
点（H）所在的方位代表直线的倾 伏向；点（H）与基圆的距离（HD）代 表直线的倾伏角。
工程质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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四、投影网
为了准确、迅速地作图或量度方向，可采用投影网进行 实际操作。
目前广泛使用的有：1.吴尔福网（等角距网），简称吴 氏网；2.施密特网（等面积网），简称施氏网。它们各有 特点，但用法基本相同。

工程地质知识：边坡稳定性分析方法.doc

工程地质知识：边坡稳定性分析方法.doc

工程地质知识：边坡稳定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制的分析，给出边坡的稳定性状况及发展趋势的定性说明和解释。

1．自然（成因）历史分析法
该方法根据边坡发育地质环境、边坡发育历史中各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素的分析，追溯边坡演变的全过程，对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征做出评价和预测。

2．工程类比法
该方法实质上是把已有边坡的稳定性状况及其影响因素等方面的经验应用到类似边坡的稳定性分析和设计中去的一种方法。

通过分析，来类比分析和判断研究对象的稳定性状况、发展趋势、加固处理设计等。

3．图解法
图解法实际上是数理分析方法的一种简化方法，如Taylor图解、赤平极射投影图法、实体比例投影图法、MarklandJJ投影图法等。

边坡稳定性的工程地质研究

边坡稳定性的工程地质研究

表层蠕动变形示意图
边坡深层蠕动示意图
3.崩塌
定义：崩塌指在陡峭地段，边坡上 部的岩体受陡倾裂隙切割，在重力 作用下，突然以高速脱离母岩翻滚 堕落的急剧变性破坏现象。 类型：规模巨大的山区崩塌，称为 山崩；小型崩塌，成为坠石。 堆积体：崩塌以自由坠落为其主要 运动形式，岩块在斜坡上翻滚滑动 并相互摩擦破碎后堆积于坡脚，形 成岩堆或崩积体。 地貌：岩堆（倒石堆，倒石锥）
滑坡台阶 滑坡体
滑坡壁
滑坡床 滑动面（带）
滑坡舌
2003年7月13日 三峡库区沙镇溪发生千将坪滑坡，致使24人失踪。
第3节、边坡稳定性的工程地质评价方法
边坡稳定性的工程地质评价任务：
(1)对与工程建设有关的天然边坡或人工边坡的稳定性做出定性和
定量评价；
(2)为设计合理的人工边坡和边坡变性破坏的防治措施提供依据。
2009年6月5日15时许，重 庆市武隆县铁矿乡鸡尾山 山体发生大规模垮塌，掩 埋了12户民房以及400多 米外的铁矿矿井入口，造 成10人死亡，64人失踪， 8人受伤的特大灾害。
崩塌的形成机理 • ①边坡被陡倾裂隙深切 • ②软弱相间的岩层 • ③下部有洞穴和采空现象错落 崩塌4.滑坡
滑坡是指边坡一部分岩体以一定加速度沿某一滑动面发生 剪切滑动的现象。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破 坏面或带，也可以是岩体中已有的软弱结构面。按滑动面的形 态，可划分为圆弧形滑面和平面两种类型。
2.工程地质类比法
工程地质类比法的实质是把已有的自然边坡或人工边坡 的研究设计经验，应用到条件相似的新边坡的研究和人工边 坡的研究设计中去。采用该方法需要对已有边坡进行广泛的 调查研究，全面分析工程地质因素的相似性和差异性，分析 影响边坡变形发展的主导因素的相似性和差异性。此外，还 应考虑工程的类别、等级以及对边坡的特征要求等。

地震边坡稳定性的工程地质分析

地震边坡稳定性的工程地质分析

地震边坡稳定性的工程地质分析摘要：边坡稳定性作为边坡研究的重点，由于认识局限性和条件复杂性，让工程地质在边坡稳定性中具有重要作用。

尤其是地质条件相对复杂的高边坡项目，必须注重地质定性分析过程。

本文结合地震边坡稳定性，对工程地质稳定性影响因素、确定动力破坏形式以及失稳机制进行了简要的探究和阐述。

关键词：地震边坡稳定性；工程地质；影响因素一、边坡稳定性工程地质探究1.1边坡变形破坏的基本类型边坡破坏的类型有很多类型，除了常见的是崩塌和滑坡外还有松弛张裂、倾倒、溃屈、蠕动变形等类型。

松弛张裂（边坡卸荷裂隙）是边坡的侧向应力削弱后，由于卸荷回弹而在斜坡上出现张裂的现象，随着河谷的进一步深切，则卸荷裂隙向深部发展，还可以产生与坡面大角度相交；崩塌是陡坡地段，边坡上部的岩体受陡倾裂隙切割，在重力作用下，突然以高速脱离母岩，翻滚坠落的急剧变形破坏现象；蠕动变形是指边坡岩体在以自重应力为主的坡体应力作用的一种长期缓慢的变形；滑坡是边坡上的一部分岩土体以一定的加速度沿某一滑移面发生剪切滑动的现象。

在边坡破坏中，滑破是最常见，危害最严重的一类，或近于垂直的剪切裂隙，卸荷裂隙由坡面向深部有时呈多层发育，在边坡形成松弛张裂——卸荷裂隙带。

1.2影响边坡稳定性的因素（1）地貌条件的影响深切峡谷地区，陡峭的岸破是容易发生边坡变形破坏的地形地貌条件。

坡度越陡，坡高越大，对边坡稳定越不利。

一般崩塌现象均发生于坡度大于60度的陡坡上，而滑坡现象虽在陡坡地形发育较多，但在较缓的边坡上也可发生，这主要取决于滑动面的性质。

（2）地层岩性的影响边坡稳定的主要因素就是地层岩性的差异是影响，深成侵入岩、厚层坚硬的沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡，一般稳定性较高；喷出岩边坡，如：玄武岩、凝灰岩、安山岩、火山角砾岩等，其原生节理（尤其是柱状节理发育时，容易形成直立坡而产生崩塌；含有黏土质页岩、泥岩、煤层、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡，最易产生顺层滑动，或因深层蠕动而造成崩塌；千枚岩、板岩及片岩，软弱易风化，容易出现蠕动现象；黄土具有垂直节理、疏松透水，浸水后容易崩解湿陷。

边坡稳定性分析报告

边坡稳定性分析报告
1、边坡稳定性分析：
K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ式中γ为岩土体的重度; c为结构面凝聚力; φ为结构面内摩擦角; A为结构面面积; v为岩土体积; θ为结构面倾角。

由于本工程边坡为折线边坡，故对边坡分为两段边坡（1:1.5边坡为边坡一，1:2边坡为边坡二）进行分析，详见图1-1；
边坡一：K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ
=（1.21*19*0.83*0.364+1.21*15）/（19*1.21*0.555）=1.97＞1
边坡二：K s =（γv cosθtgφ+ Ac）/γv sinθ
=（1.21*19*0.894*0.364+23.2*15）/（19*23.2*0.447）=2.49＞1
两个边坡稳定系数都大于1，但未考虑开挖过程中机械扰动、降雨及边坡透水对边坡稳定性的影响因此对理论计算得到的安全系数应进行修正, 如表1。

表1稳定性安全系数修正表
2、主动土压力计算
Ea=φc*r*h2Ka/2
=357.22KN
Φc=1.2，由于挖方高度大于8m，Φc=1.2。

r=19KN/m3,h=8m,Ka=tg2(45-φ/2)
3、备注
本验算未考虑上部行车荷载，尽管验算边坡稳定性符合要求但在施工过程中应该在边坡埋设位移观测桩，每天按一定频率进行观测。

位移观测埋设如下：距离开挖断面外6-10m埋设，每个断面埋设3根。

在施工过程中如发现位移量超出规定范围应立即停止施工对边坡进行防护作业，边坡防护可采用钢花管深层注浆处理。

关于地震边坡稳定性的工程地质研究

关于地震边坡稳定性的工程地质研究工程地质研究工作中的一个核心内容就是边坡稳定性研究，工程地质的定性分析对于地质条件复杂的地震边坡稳定性是由一定指导意义的。

对于以前，我们很少使用工程地质的方法研究地震边坡，本文对地震边坡的稳定性评价以及边坡稳定性的影响因素进行简单的分析，边坡发生失稳的机制进行简单的探讨。

标签：地震边坡稳定性工程地质研究1影响地震边坡稳定性的相关因素分析1.1地质背景因素边坡所处的大地构造单元对边坡的影响非常大，它直接关系到了边坡的地质活跃程度以及地震可能发生的几率以及强度。

区域性大断裂主要有两方面的影响，一方面断裂带能有效的屏蔽地震波的动能量，降低地震强度，另一方面断裂带一般都是震源的所在地，并且断裂带的岩体呈破碎状，自稳能力较差。

对于边坡来说，当其位置处于屏蔽作用一侧时，边坡的稳定性较好，反之则失稳的几率就要大很多。

1.2岩体的结构类型因素对于边坡来说，由于岩体结构因素的影响，造成边坡也不是一体的，它是由不同的结构面以及结构体构成的。

一般都是以下几种构造类型：块状、镶嵌、碎裂、层状、层状碎裂以及散体结构等类型。

不同的结构面对地震时所产生的变化也是不同的。

块状岩体整体性好，因此在地震时变形较小，不易发生失稳破坏的现象;镶嵌结构在发生地震时岩体可能会产生局部的坍塌，不易发生大的失稳;碎裂结构在发生地震时反应较大，如果地震较强烈，则会产生小规模的滑动;对于散体结构来说，地震时则有可能产生大规模的崩塌现象。

土质边坡一般都是散体结构，地震发生时极易发生失稳现象。

1.3岩性的组合因素不同的岩性对边坡失稳的影响也不相同。

页岩、泥灰岩、粘土等不同岩性组合的影响具有以下的特点：（1）抗风化能力差，风化作用下产生的颗粒有很高的崩解性、亲水性等特点;（2）这种地质中的软岩层抗剪能力差，遇水时就会泥化，造成抗剪能力更低;（3）由于不同岩性的组合也使得它们构成的软层既能是吸水层又能是隔水层;（4）干湿交替使得岩体就有了较高的收缩性，进而扩大了岩体间的缝隙。

《边坡稳定性分析》PPT课件


图中给出了陡坡路堤滑动的 几种可能：由于基底接触面较陡 或强度较弱，致使路堤整体沿基 底接触面产生滑动；由于基底修 筑在较厚的软弱土层上，致使路 堤连同其下的软弱土层沿某一滑 动面滑动；由于基底下岩层强度 不均匀，例如泥质页岩，致使路 堤沿某一最弱的层面滑动。
基 底 接 触 面
坡 积 层
可 能 的 滑 动 面
当在高水位时，如路堤两侧边坡上的水位不一致〔图〕，就会产生横穿路堤的渗
透，即使水位相差较小，也需予以考虑动水压力的作用。
因此，但凡用粘性土填筑的浸水路堤〔不包括渗透性极小的纯粘土〕，必须进 展渗透动水压力的计算。
三、边坡滑动面形状确定
路基边坡的稳定性，与岩土性 质、构造、边坡高度及坡度等因 素有关。滑动面的形状主要因土 质而异，有的近似直线平面，有 的呈曲面，有的那么可能是不规 那么的折线平面。为简化计算， 近似地将滑动破裂面与路基横断 面的交线假设为直线、圆曲线或 折线。
以前，由于公路等级低，线形差，路基不宽，开挖 不深，边坡稳定性对公路的影响不显著，人们对边坡 稳定性没有引起足够的重视。但是随着国民经济建立 的开展，公路交通事业日新月异，公路等级越来越高， 高填深挖已经不可防止，公路边坡失稳的事例也越来 越多。边坡失稳不仅影响行车平安，甚至掩埋公路， 中断交通，造成不可估量的经济损失。因此，研究公 路边坡的稳定性非常必要。
北京－珠2000余万元
重庆万州－梁平高速公路K42砂泥岩顺层滑坡
西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡
台湾“北二高〞基隆段发生严重的路堑边坡塌方
陡坡路基失稳案例
因此，必须对可能出现失稳或已出 现失稳的路基进展稳定性分析，保证路 基设计既满足稳定性要求，又满足经济 性要求。
路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。例如， 在岩质或土质山坡上开挖路堑，有可能因自然平衡条 件被破坏或者因边坡过陡，使坡体沿某一滑动面产生 滑坡。对高路堤可能因水流冲刷、边坡过陡产生坍塌。

岩质边坡稳定性的工程地质研究


化、泥化或易风化的夹层时，最易造成边坡失稳。地层岩性
的不同，所形成的边坡变形破坏类型及能保持稳定的坡度也
不同。
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三、地质构造与岩体结构的影响
地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应力 等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素之一。褶皱、断裂 发育地区，常是岩层倾角大，甚至陡立，断层、节理纵横切 割，构成岩体中的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑动 的条件，并直接控制着边坡破坏的形成和规模。
(1)滑动面受最大剪应力面控制：在滑动破坏之前，坡体内 没有既定的软弱面作为滑面。当剪应力超过岩体的强度极 限时，就将大致沿着最大剪应力面发生剪切滑动，常成弧 形并在斜坡的上缘附近转为陡倾的拉裂面。 (2)滑动面受已有软弱结构面控制：坡体中有软弱结构面或 软弱夹层存在，并能构成有利于滑动的结构面(或几个面的 组合面)产生滑动。因此软弱结构面的抗剪强度和产状起控 制作用，而不决定于岩石本身的强度，岩质边坡的破坏绝 大多数都是属于这种情况。
常见的边坡变形破坏主要类型有：卸荷变形、蠕动变形、 崩坍、滑坡等。
9
一、卸荷变形
在边坡形成过程中，由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或人 工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸坡 岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂 隙，一般称作边坡卸荷裂隙。
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二、蠕动变形
蠕动变形，是指边坡岩体主要在重力作用下向临空 方向发生长期缓慢的塑性变形的现象。
8
边坡岩体结构面上应力集中
6.2 边坡变形破坏的类型与特征
边坡变形：指坡体只产生局部的位移和微破裂，岩块只出现 微量的变化，没有显著的剪切位移或滚动，因而 边坡不至引起整体失稳。
边坡破坏：指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体 产生整体滑动、滚动或转动。
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