斜坡变形破坏机制
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浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施斜坡在各种内、外地质营力作用下,不断地改变着坡高和坡角,使坡体内应力分布发生变化。
当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时,就产生了斜坡的变形破坏作用。
尤其是大规模的工程建设.使自然斜坡发生急剧变化。
斜坡的稳定程度也变化极大,往往酿成灾害。
斜坡的变形与破坏,实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。
由于斜坡变形破坏,给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。
在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约,斜坡地质灾害分布广泛,活动强烈,危害严重。
因此了解斜坡变形破坏产生的原因和主要类型以及其防治措施对于我们土木工程专业的学生显得尤其重要。
1斜坡变形破坏的类型(The type of slope deformation and failure)斜坡的变形与破坏,可以说是斜坡发展演化过程中两个不同的阶段,变形属量变阶段,而破坏则是质变阶段,它们是一个累进破坏过程。
这个过程对天然斜坡来说时间往往较长,而对人工边坡来说时间则较短暂。
1.1斜坡变形(Slope deformation)斜坡变形按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种型式。
1.1.1拉裂(Tensile crack)在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内,形成的张裂隙变形型式称拉裂。
这种现象在由坚硬岩土体组成的高陡斜坡坡肩部位最常见,它往往与坡面近乎平行(见图一),尤其当岩体中陡倾构造节理较发育时,拉裂将沿之发生、发展。
拉裂的空间分布特点是:上宽下窄,以至尖灭;由坡面向坡里逐渐减少。
拉裂还有因岩体初始应力释放而发生的卸荷回弹所致,这种拉裂通常称为卸荷裂隙。
拉裂的危害性是:岩土体完整性遭到破坏;为风化营力深入到坡体内部以及地表水、雨水下渗提供了通道。
它们对斜坡稳定均是不利的。
图一斜坡拉裂示意图1.1.2蠕滑(Creep slip)斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形称蠕滑。
蠕滑发生的部位,在均质岩士体中一般受最大剪应力迹线(见图二)控制,而当存在软弱结构面时,往往受缓倾坡外的弱面所控制。
5斜坡变形破坏工程地质概述斜坡应力散布特点斜坡变形破坏的大体形式与特点崩塌滑坡阻碍斜坡稳固性的因素斜坡稳固性评判斜坡变形破坏预测预报斜坡变形破坏的防治概述一、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,是地表普遍散布的一种地貌形式。
斜坡一样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固状态或失稳的一种现象,随着时刻的推移,在各类地质营力作用下,斜坡岩土体将会经历各类不同的进展演化时期,坡体内应力发生新的转变,由此而可能引发斜坡岩土体的位移,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超级普遍,乃至造成生命财产的庞大损失,全世界各类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平安的典型实例。
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痕,库水沿裂痕漏出,经及时处置才保证了大坝的平安。
二实例地点时间规模危害堵塞隧道入口,使铁路营运中断达40天之久成昆线铁西车大经济损失四川云阳鸡扒×107m3长约600m的江段普遍淤高25—30m土凤岩—马家三条公路及许多桥涵受列破坏,四个自然村被四川巫溪县城摧毁楼房多座,致死98人斜坡应力散布特点一、应力散布特点在斜坡形成进程中,表层岩土体发生卸荷回弹。
随之引发应力的从头散布,应力状态要紧的转变:(1)由于应力的从头散布,斜坡中主应力迹线发生明显偏转。
其总的特点表现为愈靠近临空面,最大主应力愈接近平行于临空面,最小主应力那么与之近于正交;向坡体内部慢慢恢复到原始应力状态。
(2)在坡脚周围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。
斜坡的变形方式斜坡是一种常见的地形,其变形方式多种多样,可以根据地质条件及其他环境因素来分类。
下面将介绍几种常见的斜坡变形方式。
1. 滑坡滑坡是指斜坡上的土石快速滑动的现象。
滑坡通常发生在陡峭的斜坡上,当斜坡上的土壤受到水分浸润或地震震动等外力作用时,土壤的内聚力和摩擦力会减弱,导致土石体失去平衡,从而发生滑动。
滑坡的速度可以很快,对周围环境造成严重破坏。
2. 坡面侵蚀坡面侵蚀是指斜坡表面土壤被水流或风力等力量冲刷的现象。
当雨水或河流冲击斜坡表面时,土壤会被冲刷走,导致坡面变得光滑。
坡面侵蚀会加速土壤的流失,对农田和生态环境造成不利影响。
3. 地裂缝地裂缝是指斜坡上出现的裂缝现象。
地裂缝通常是由于地下水位下降或地震等因素引起的。
当地下水位下降时,斜坡上的土壤会收缩,从而形成裂缝。
地震也会引起地裂缝的形成,震动会破坏土壤的结构,导致土壤变形。
4. 塌方塌方是指斜坡上的土石体整体向下移动的现象。
塌方通常发生在土壤松软、水分充足的斜坡上,当土壤受到外力作用时,土壤的支撑力会减弱,导致土石体整体向下移动。
塌方的规模可以很大,对周围环境和人类生活造成威胁。
5. 崩塌崩塌是指斜坡上的土石体局部坍塌的现象。
崩塌通常发生在土壤结构较差、坡度较陡的斜坡上,当土壤受到一定外力作用时,局部土石体会失去平衡,从而坍塌。
崩塌的规模可以较小,但依然对周围环境和人类生活造成不利影响。
6. 岩层滑移岩层滑移是指斜坡上的岩石层在地下滑动的现象。
这种变形方式通常发生在岩石层之间存在滑动面的地质条件下。
当滑动面上的岩石受到外力作用时,岩层会沿着滑动面滑动,导致斜坡上的地表出现滑动痕迹。
以上是几种常见的斜坡变形方式。
斜坡的变形不仅会对周围环境造成破坏,也会对人类的生活和安全造成威胁。
因此,在斜坡的设计、建设和维护过程中,应充分考虑地质条件和环境因素,采取相应的措施,以防止斜坡的变形和意外事件的发生。
影响斜坡稳定性的因素1内在因素1.1地形地貌斜坡地形的高差和坡度决定着由重力产生的下滑力的大小,从而也决定着滑坡、崩塌体的规模和运动速度。
我国地貌类型和地形切割程度自东向西具有一定的变化规律,崩塌、滑坡灾害的分布及其变形体的规模也与此同步变化。
长江流域地形切割深度一般达1000m,山坡陡峻,坡度30°—60°,甚至于直立,因此稳定性差,崩塌、发育较多(见图1)。
西南西北地区,山地沟谷的发育为泥石流的形成提供了有利的条件,所以泥石流灾害较南方地区严重(见图2)。
图1 长江流域深切地形图2 西北地区的山地沟谷1.2岩土体类型和性质地层岩性的差异是影响边坡稳定的主要因素,不同岩层组成的边坡有其常见的变性破坏形式。
如:有些岩层中滑坡特别发育,这是与该岩层中含有特殊的矿物成分、风化物、易于形成滑带有关,如高灵敏的海相粘土、裂隙粘土、第三系、白垩系和侏罗系的红色页岩、泥岩地层、二叠系煤系地层以及古老的泥质变质岩系等都是易滑地层。
黄土地区,边坡的破坏形式以滑坡为主;在花岗岩厚层石灰地区则以崩塌为主;而在片岩、板岩、千枚岩地区则往往产生表层挠曲和倾倒等蠕动变形。
1.3地质构造地质构造是影响岩质边坡稳定性的重要因素,这包括区域构造特点,斜坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层与节理裂隙的发育程度及分布规律、区域新构造运动等。
在区域构造较复杂、褶皱较强烈、新构造运动较活跃区域,斜坡岩体的稳定性较差。
斜坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层及节理等本身就是软弱结构面,经常构成滑动面或滑坡周界,直接控制斜坡岩体的变形破坏的形式和规模。
2外部因素2.1水斜坡地带地下水状态对斜坡稳定性影响是显而易见的。
地下水的侵润作用降低了岩土体特别是软弱面的强度;水的渗入使岩体质量增大,岩土体因被水软化而抗剪强度降低,并使孔隙水压力升高;地下水的渗流将对岩体产生动水压力,水位的升高将产生浮托力;当富含粘土的细粒沉积物饱水时,其内部流体压力上升,从而变的不稳定而发生滑动。
边坡稳定性的影响因素及其变形破坏机理分析摘要:边坡稳定性的影响因素有地形地貌因素、地层岩性因素、水文地质环境因素、人工活动因素,论文对影响因素和变形破坏机理进行了分析。
关键词:边坡稳定性破坏机理1、边坡稳定性的影响因素分析1.1地形地貌因素边坡失稳是地形地貌演变过程中的一种表现形式,是斜坡变形的基础。
斜坡的高度、长度、坡度、平面形态以及临空条件等都决定和影响着斜坡内应力的分布状况和稳定性。
边坡的失稳,有效临空面是其中的一个重要因素,它为边坡的变形、破坏和运动提供了空间条件。
斜坡的坡度和高度对滑坡的影响也很大。
斜坡的抗滑力和下滑力之间的平衡是随着坡度的大小而变化的。
斜坡高度的大小决定了坡体的有效临空面积。
而且斜坡的高度和坡度还决定着边坡变形破坏的速度。
1.2地层岩性因素地层岩性是边坡失稳的决定性因素,边坡变形破坏的发生、发展和频率是受岩体性质制约的。
斜坡内部的应力分布状况、变形和破坏特性完全取决于地质结构和岩体的物质组成。
地层岩性的差异是影响斜坡稳定性的主要因素,斜坡岩体类型特征面及其组合形式决定了斜坡的稳定程度。
1.3水文地质环境因素1.3.1地表河流河流是外动力地质作用中最活跃的因素之一。
河流对坡体进行侧蚀,掏蚀坡脚,使坡体失去完整性,同时浸泡坡脚,减小其阻抗力。
1.3.2大气降水(1)降雨引起地下水位的抬升;(2)降雨引起河流水位提高,水量加大,对坡脚侵蚀加剧;(3)降雨可进入坡体裂隙,加剧坡体不稳定性;(4)雨水的软化作用,由于水的浸泡而使岩体强度降低。
首先水对岩体有明显的化学作用,在一定条件下,岩石矿物吸收或失去水分子而发生水化作用和脱水作用,在吸水或脱水过程中都能引起矿物体积的膨胀或收缩,从而导致岩州的松散、破碎或改变其化学成分;其次,水对岩体的物理作用使岩体中裂隙开裂和碎惑进而促使风化作用向坡体深部扩散和发展,最后迫使坡体失稳和破坏;(5)降雨浸润整个坡体,增加坡体重量,降低土体抗剪强度及坡体抗滑性,因而降雨是动态因素中最重要的。