影响斜坡稳定性的因素分析
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边坡稳定性影响因素边坡稳定性影响因素:(1)坡底中结构面对边坡稳定性的影响.破底的稳定性直接影响整个山体的稳定性(2)外力对边坡的影响。
例如:爆破,地震,水压力等自然和认为因素,而导致边坡破坏。
(3)边坡外形对边坡稳定性的影响。
比如,河流、水库及湖海的冲涮和淘涮,使得岸坡外形发生变化,从而使这些边坡发生破坏,这主要由于侵蚀切露坡体底部的软弱结构面使坡体处于临空状态,或是侵蚀切露坡体下伏到软弱层,从而引起坡体失去平衡,最后导致破坏。
(4)岩体力学性质恶化对边坡稳定性的影响。
比如风化作用对边坡稳定性的影响,这主要是由于风化作用使坡体强度减小,坡体稳定性降低,加剧斜坡的变形与破坏,而且风化越深,斜坡稳定性越差,稳定坡角就越小。
边坡稳定性相关延伸:边坡稳定性控制技巧边坡防护设计的主要原则1、安全第一.质量保证边坡的防护直接影响到交通的安全,目前,我国的防护工作主要是由边坡起防护作用,对自然灾害和人为因素造成的塌方、陷落等起到很好的防护作用,对交通设施的安全顺畅运行,对车辆行使的安全,起着巨大的作用。
因此,在设计边坡时,首先要考虑的是边坡的质量问题,要在保证边坡防护设施自身的质量过硬的情况下,考虑防护设施起到的安全作用,要以防护坡的安全系数为设计的首要考虑因素。
要从设计上保证边坡防护设施的防护质量,以安全作为防护的第一要素,确保边坡的防护能在实际中起到防护的作用。
为安全使用、交通的顺畅起到应有的作用。
2、考虑地理环境,因地制宜随着我国交通设施的进一步完善,穿越范围越来越广,所处的地形地貌多种多样,各有特点,各不相似。
因此,就给边坡防护的设置带来了许多复杂的问题,在不同的地方因为地质情况的差异、气候情况的不同、环境的差别等,公路边坡的建设情况也不一样。
一般边坡崩塌所遇到的问题可以归为3类,即落石型、滑坡型、流动型,而这3种坍塌形式是由于不同的地质地理环境造成的。
比如落石型一般是发生在较陡的岩石边坡,因为在一定的条件下岩石边坡的岩层会产生裂缝、渗水,经过长时间的风化和外力作用,裂缝会逐渐扩大,在雨水侵蚀下,裂缝中充满水,产生侧向静水压力作用,造成崩坍。
滑坡稳定性影响因素及分析滑坡是在一定的内因、外因等地质环境条件和其它因素综合作用下产生的,影响因素包括:地质条件、地形地貌、人类活动、气候及迳流条件、其它因素。
就本滑坡隐患体而言,各因素对其的影响如下:①地质条件岩土体的本身特性是影响边坡稳定性的主要因素;对岩质边坡来说主要包括软弱结构面存在与否及其强度、结构面特别是主要结构面的产状、结构面的组合关系、结构面的结合情况、渗透性、与临空面的相对关系;对土质边坡来说主要包括土体强度、软硬接触面的渗透性。
滑坡隐患体及边坡出露的地层为泥盆系佘田桥组,岩性为砂岩,受地形地貌、构造侵蚀、剥蚀及风化作用影响,第四系及土状风化物厚度变化较大;原始地形较平缓的人工切坡坡面及坡顶局部地段第四系及土状风化物厚度大。
第四系坡残积土其孔隙性大且含较多碎石,抗剪强度较低,坡度较陡时其自稳性差;中上部基岩埋藏多较浅且表部风化较强烈;整个山体岩体裂隙发育,地层及裂隙产状较杂乱(图2-1),地层产状多近坡向或与坡向小角度斜交,岩体呈碎裂结构、电阻较高,结构面结合多数差~较差,易产生松动变形。
②地形地貌因素勘查区属中低山地貌,高差较大,山脊地形坡度较陡(坡度25~30°),两侧地形陡峻(坡度40~45°),但从调查情况来看,沟谷处及外围天然斜坡未见有滑坡现象,天然条件下斜坡是稳定的;但切坡以后,山体前缘产生高陡临空面,所形成的上缓下陡地形不利于斜坡的稳定。
③人类活动因素人类工程活动破坏原有的地形地貌,使在自然条件下已经达到平衡状态的岩土体应力进行重新分布,斜坡产生变形,当岩土体中应力无法平衡时,边坡将发生失稳破坏。
就本区而言,切坡产生高陡地形,形成临空面,产生滑坡隐患的主要因素就是人类工程活动—切坡。
④气候因素勘查区多年(1971~1998年)平均降雨量为1885mm,降雨量最多的1997年为2516mm,降雨量最少的1978年为1407mm。
3~8月平均降雨量为1334.7mm,尤以5、6月为甚,降雨量达508.6mm。
第一章绪论1.1引言边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展,在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度,重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此,边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理,是降低降低灾害的有效途径,是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀,越来越多的建筑物需要被建造,城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说,建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离,向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏,且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段,破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有:风化等作用减弱了节理面的黏聚力,或者是雨水进入裂隙产生水压力,或者是气温变化、冻融松动岩石,或者是植物根系生长造成膨胀压力,以及地震、雷击等外力作用(图1-1)。
滑坡是指岩土体在重力作用下,沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡体内部,甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢,但是不同的滑坡滑动速度相差很大,这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时,其滑动速度一般比较缓慢;相反,当滑动面通过脆性岩石,且滑动面本身具有一定的抗剪强度,在构成滑面之前可承受较高的下滑力,那么一旦形成滑面即将下滑时,抗剪强度急剧下降,滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致,并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面,滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
边坡稳定性分析2篇边坡稳定性分析(一)引言边坡是指在道路、河道、铁路、水库、矿山等山区地带或特殊地质条件下,因建设需要而开挖或局部破坏岩土体,形成的斜坡或峭壁。
由于其受自然环境、地质条件、工程施工等诸多因素的影响,边坡容易发生滑坡、崩塌和塌方等不稳定现象,给工程运行和周围环境造成极大的危害与损失。
因此,边坡稳定性分析对于确保工程安全运行和人民生命财产安全具有十分重要的意义。
稳定性分析方法边坡稳定性分析常见的方法有多种,主要包括力学分析法、有限元数值模拟法、模型试验法等。
以力学分析法为例,首先需要对边坡的主要信息进行调查,包括边坡地质、工程地质、水文地质、地下水位、工程建设历史等。
其次,根据荷载和载荷的方向、大小、分布等条件,选取合适的地质模型、荷载模型,并采用合理的力学方法进行稳定性分析。
最后,根据分析结果,提出相应的加固和治理方案。
分析评估指标边坡稳定性分析的主要指标包括破坏形式、安全系数以及承载能力等。
其中,破坏形式是指发生破坏时边坡的形态和特征,它直接影响到治理方案的制定和实施。
安全系数是衡量边坡稳定性的重要指标,其定义为承载力与荷载的比值,即:$${\rm {安全系数}}={\rm {承载力}}\div{\rm {荷载}}$$三种承载状态及相应的安全系数如下:1.安全状态:安全系数大于1.5;2.可疑状态:安全系数介于1.0-1.5,需要加强监测和治理;3.失稳状态:安全系数小于1.0,已进入失稳状态,需立即采取加固措施。
承载能力是指边坡抵抗荷载的能力和承受破坏的最大荷载。
在进行稳定性分析时,需要根据边坡的承载能力和荷载特点来确定合适的安全系数范围,以确保边坡的稳定性。
结论边坡稳定性分析是确保工程安全的重要手段,其目的是找出边坡存在的问题,并提出相应的加固和治理方案,以保障工程的长期运行和人民生命财产安全。
稳定性分析方法多种多样,需要根据具体情况选择合适的分析方法和指标,并在稳定性分析的基础上,制定科学合理的加固和治理措施。
房山典型不稳定斜坡影响因素及稳定性分析柴利杰;刘明坤;赵晨曦;陈柘舟;刘建凯;杨艳峰;常思源【摘要】本文在现场调查、综合地质测绘的基础上,对不稳定斜坡的形成因素进行了分析.不稳定斜坡影响因素主要包括地形条件、工程地质条件、降水条件、地震活动及人类工程活动等.采用区域类比法对不稳定斜坡稳定性进行了定性分析,运用理正软件对稳定性进行定量评价,评价结果表明不稳定斜坡在天然工况下处于稳定状态,暴雨工况下处于基本稳定—不稳定状态,地震+暴雨工况下处于基本稳定—不稳定状态.【期刊名称】《城市地质》【年(卷),期】2018(013)001【总页数】4页(P48-51)【关键词】不稳定斜坡;影响因素;稳定性分析【作者】柴利杰;刘明坤;赵晨曦;陈柘舟;刘建凯;杨艳峰;常思源【作者单位】北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195【正文语种】中文【中图分类】P642.220 前言北京市房山区不稳定斜坡隐患点众多,均位于居民房屋附近,在强降雨天气或地震中极易形成地质灾害,直接威胁当地村民的人身财产安全。
2016年“7·20”暴雨后多处斜坡因土体饱和吸水,抗剪强度降低而发生滑塌现象。
本文以房山区佛子庄乡佛子庄村二道沟不稳定斜坡为例,对不稳定斜坡的影响因素进行分析,并对稳定性进行定性分析和定量计算,为下一步开展治理提供参考。
1 不稳定斜坡的基本特征和形成影响因素1.1 不稳定斜坡基本特征不稳定斜坡坡长约70m,走向长度约100m,整体倾向约为105~115,前缘高程230m,后缘高程252m,相对高差约23m,斜坡呈中间陡上下缓形态,坡度在20~40,西高东低。
斜坡稳定性分析与加固措施斜坡是指地表或者岩石夹层的倾角较大的地表地貌形式,其稳定性直接影响着周边环境和人们的生活。
因此,斜坡稳定性分析和加固措施的研究变得至关重要。
本文将从斜坡的稳定性分析入手,探讨斜坡加固措施的选择与实施。
斜坡稳定性分析是指通过对斜坡的地质条件、坡体力学特性和外力因素等要素进行综合研究,评估斜坡的稳定性程度。
为了进行斜坡稳定性分析,我们需要收集坡体的地质资料,包括地质钻孔资料、地质构造等的观测资料,以了解斜坡构造和地质层位等情况。
其次,需要进行地壳运动及地震等加固稳定性分析的外力因素调研,弄清楚地震、降雨、地下水位等因素对斜坡稳定性的影响。
最后,则是考虑到斜坡材料的力学特性,包括土壤的黏聚力、内摩擦角、地下水压力等参数,以及斜坡周围的支撑结构等,从而建立数学模型对斜坡进行稳定性分析。
斜坡稳定性分析的结果,既能为斜坡的加固与治理提供理论依据,又可以帮助我们了解斜坡稳定性的潜在风险。
根据斜坡稳定性分析的结果,我们可以评估斜坡的稳定性状况,并采取相应的加固措施,以降低地质灾害的风险。
对于稳定性较差的斜坡,我们可以选择多种加固措施来提高其稳定性。
首先,可以采用削坡或者边坡增高的方法来改变斜坡的形态。
通过减少斜坡的高度或增加边坡倾角,可以降低坡体的重力,减少对斜坡的压力,从而改善斜坡的稳定性。
其次,我们还可以采取保护性措施,如设置梯田、种植植被等,来防止降雨引起的坡面侵蚀和土壤流失。
此外,还可以通过设置排水系统来减少斜坡内的地下水压力,提高斜坡的稳定性。
除了上述加固措施外,我们还可以采取更复杂的技术手段来加固斜坡。
例如,我们可以通过钻孔注浆、爆破松散体整治、土体固结与加固等手段来提高斜坡的稳定性。
这些技术手段可以针对不同的地质条件和斜坡稳定性问题进行定制化,从而有效地增强斜坡的稳定性。
尽管斜坡稳定性分析与加固措施在理论和实践中已有广泛应用,但是要实现一处斜坡的稳定,仍然需要综合考虑土地整治、工程结构和环境保护等多个因素。
水对边坡稳定的影响及其防治边坡是指河流、湖泊岸边或者山体斜坡上的土石坡。
在自然界和人工建设过程中,边坡的稳定性是一个重要的工程问题。
而水对边坡稳定性的影响是一个非常重要的因素,水的渗透、侵蚀和重力作用对边坡稳定性有着重要的影响。
本文将介绍水对边坡稳定的影响以及相应的防治措施。
一、水对边坡稳定的影响1. 渗透作用水的渗透作用是指水分通过土体的孔隙或裂缝,进入土体内部的过程。
当土体中的孔隙饱和后,会增加土层的重量,从而增加土体的压力,导致土体的稳定性降低。
水的渗透会导致土体的颗粒之间的黏结力减小,从而降低土体的抗剪强度,使得边坡更容易发生滑坡。
2. 侵蚀作用水体在边坡表面流动时,会对土体进行侵蚀,导致土体的物质流失。
特别是在陡峭的边坡上,水流的冲击力会更加明显,加速土体的侵蚀速度。
土体的侵蚀会导致边坡的坡面变得不平整,降低了边坡的稳定性。
3. 重力作用水对边坡的稳定性还有重力的作用。
特别是在坡角较陡的地方,降雨过程中,雨水流向下滑会受到重力作用的影响,加速泥土的流失,降低边坡的稳定性。
1. 加固土体加固土体是提高边坡稳定性的关键措施之一,可以采用钢丝网加固、混凝土加固等方式来增强土体的抗剪强度和抗压强度,减小土体的渗透性,提高土体的稳定性。
2. 排水系统对于边坡来说,建立有效的排水系统是非常重要的。
合理设置排水渠,排水管道等可以有效的将积聚在土体内部的水分排除,减小土体的饱和度,提高边坡的稳定性。
3. 植被覆盖在一定条件下,植被对边坡稳定性也起到了关键的作用,植被的根系可以加固土体,增加土体的抗剪强度,减小水的侵蚀,提高边坡的稳定性。
4. 监测系统安装边坡监测系统可以对边坡的稳定性进行实时监测,包括土体的位移、裂缝的变化等。
一旦发现边坡出现危险,可以及时采取措施进行处理,保障边坡的稳定。
5. 合理规划在设计和施工阶段,应该合理规划边坡的坡度、排水系统的设置等,从源头上减小水对边坡稳定性的影响。
水对边坡稳定性有着重要的影响,在工程实践中,应该加强对水对边坡稳定性的认识,并且采取有效的防治措施,提高边坡的抗水能力,确保边坡的稳定和安全。
浅谈露天煤矿边坡稳定性影响因素及防治摘要:对于露天煤矿而言,露天开采是由多个台阶组成的斜坡称为露天矿边坡,由于边坡不稳定因素的影响和边坡安全管理的不善,可能会导致露天矿边坡岩体滑动或崩落坍塌,给矿山人员安全、国家财产和矿产资源带来严重的危害和损失,因此,进行露天矿边坡的稳定性研究和防治对于贯彻国家有关安全法规和保证矿山安全生产具有重要意义。
关键词:露天矿;边坡稳定性;影星因素;防治措施1露天煤矿边坡稳定性影响因素1.1由边坡岩石的构造影响影响露天煤矿边坡滑坡的主要因素包括岩石断层、破碎带、裂隙等,一般而言,边坡岩石构造会控制边坡的滑动以及边沿轮廓,边坡岩石的物理性质会影响其构造,边坡滑坡主要会受到岩石的硬度以及内部凝聚力等的影响,岩石硬度越小边坡的稳定性越差岩石硬度越大边坡的稳定性越高。
从我国矿山边坡滑坡地质灾害的实际案例来看边坡滑坡常常是因为软岩层造成的如泥岩、砂质泥岩、泥岩互层等岩石的物理属性不同造成的边坡滑坡类型不同。
1.2结构面的影响一般来说结构面也会对边坡稳定性产生影响,当边坡破面与结构面的倾向面相同时,当倾角小于坡角面时,其稳定性相比反向坡差,当存在同向缓倾边坡时,稳定性会随着岩层倾角愈加陡峭而变差,那么处于水平的岩层一般稳定性就会较好;结构面与坡面夹角愈大边坡稳定性越好;如果边坡受到多种相交结构面切割时,那么其岩体发生变形的可能性就会越大,岩体会随着节理面破碎成小块,会促进水的渗入,从而严重影响边坡的稳定性。
露天煤矿开采台阶高度和平台宽度对边坡行成及其稳定性具有重要影响。
确定台阶高度和平台宽度要考虑矿岩的埋藏条件与力学性质、穿爆作业和采掘工作面的要求。
大中型露天矿台阶高度一般为8-15m,在边坡角相同的情况下,边坡越高其自重力越大,相应的边坡滑动的剪切力也增大,稳定性越差;平台宽度影响着边坡角的大小,当边坡高度一定时,边坡角越大,边坡的稳定性越差,台阶最小宽度一般以满足运输和安全条件为前提。
边坡稳定性分析评价报告--露天矿边坡稳定性分析评价报告二〇二一年三月露天矿边坡稳定性分析评价报告报告编写:审核:技术负责:总经理:提交单位:二〇二一年三月目录iii边坡稳定性分析评价报告前言受甲方委托,我公司承担了《书名号123》的编写工作。
工作。
二、目的任务通过收集、研究已有资料,根据露天矿实际采掘情况和外排土场情况,结合已有勘查、设计成果和资料,外围调查与滑坡区段的重点调查相结合,室内研究与野外调查相结合,做好边坡地质原型的调查研究,做好地质在此基础上,系统分析了该边坡的变形破坏机制和演化过程,并提出了相应的对策分析评价边坡的现状稳定性,根据现状和开发利用方案设计开采方案。
况进行预测评价。
具体任务如下:1、收集有关地质、水文地质资料等相关资料;2.对边坡及其周围进行工程地质勘察;3、通过收集资料和调查后查明露天矿采坑边坡所处的地质环境,包括地形、地层岩性、斜坡结构、地质构造、水文地质条件等。
4.查明不稳定边坡岩土的物理力学性质;5.查明露天矿坑坡和人工边坡的空间分布范围和形态特征,厚度、变化和发展,分析评价边坡的稳定性,预测其发展趋势。
三、分析评价依据(一)任务依据1、《露天矿边坡稳定性分析评价报告编制委托书》;第1页边坡稳定性分析评价报告2、《露天矿边坡稳定性分析评价报告编制合同书》。
(二)主要技术标准依据国家及行业标准:1、树名号123(GB/T —2016);2、树名号123(GB —2013);3、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006);4、《岩土工程勘察规范》(GB—2001)(2009年版);5、树名号123(DZ/T 0223—2011);6、《滑坡、崩塌、泥石流监测规范》(DZ/T 0221—2006);7、《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T 0286-2015);8、树名号123(GB —2015);9、《工程地质手册》(第四版)。
当地标准:1.舒明浩123(甘肃省质量技术监督局,DB62/T1792-2009);2、《地质灾害防治工程勘查设计技术要求(试行)》(国土资源厅2003年5月)。
例析不稳定斜坡稳定性及应急治理措施引言不稳定的斜坡有可能会损害人民的生命财产安全,因此在生产实际中需要对不稳定的斜坡采取治理措施[1-2]。
重庆市奉节县的某公司综合楼南侧斜坡出现变形,综合楼房屋开裂的险情,该综合楼使得人民的生命财产安全受到严重威胁。
该公司综合楼南侧不稳定斜坡属于构造剥蚀-侵蚀低山斜坡地貌,位于王家坪滑坡中部,地形总体坡度一般为15-20°,局部地形较陡;由于修建房屋,地形地貌多被改变,呈阶梯状。
该斜坡位于某公司综合楼南侧,总体呈长条带状分布,长约54m,高约1.2~13m,坡向约165°,主滑方向165°,滑体均厚16m,面积约1800m2,体积约28800m3。
该不稳定斜坡为中层、小型滑坡。
由于该不稳定斜坡处于新县城中心地带,为县城交通、房屋、人口密集区。
现处于强变形阶段,若失稳破坏,将对周边的交通、房屋、人口等造成巨大危害,并将阻断交通,严重影响人民群众的工作生活出行,因此,进行工程治理是十分必要的。
一不稳定斜坡形成原因根据不稳定斜坡的特征,本次工作主要采用地形测量、地质测绘、井探、钻探、巖土试验等技术手段开展工作,并根据《地质灾害防治工程勘察规范》DB50/143-2003进行了工作量布置。
本区属侵蚀、剥蚀成因的低山斜坡地貌,勘察区地处长江北岸的上王家坪,原始地形为北高南低的切向斜坡地形。
勘察区位于王家坪滑坡中部,地形总体坡度一般为15-20°,局部地形较陡;由于修建房屋,地形地貌多被改变,呈阶梯状。
勘察区及周边出露地层主要有:第四系全新统人工堆积层、第四系全新统滑坡堆积层及三叠系中统巴东组地层。
根据规范,结合场内岩石风化的野外特征,将勘察区内基岩划分为强风化、中风化两种类型。
强风化岩层:强风化岩层岩质较软,风化裂隙较发育,岩芯较破碎,多呈碎块状,粒径为0.1~3cm,表面有孔隙分布。
据勘探揭露,强风化岩层厚度为0.5(ZK01)~1.00m(ZK02)。
工程地质学读书报告题目:斜坡稳定性及其评价方法学号:20111002833班级:01211姓名:李海亮指导老师:熊承仁斜坡稳定性及其评价方法斜坡是地壳表面所有拥有侧向临空的地质体。
在各种内外营力的作用下,其坡角坡高不断变化,从而坡体中的作用位置也随之改变,若形成坡体的岩土体不适应这种应力分布时,就造成了坡体的变形破坏。
斜坡稳定性与人类生产生活及生命财产息息相关,因此,对斜坡稳定性的研究及评价有利于预防地质灾害的发生,及避免生命财产的损失。
一斜坡稳定性及其影响因素影响斜坡稳定性的因素复杂多样,有自然的和人为的,其中主要是斜坡岩土类型和性质﹑岩体结构和地质构造﹑风化﹑水的作用﹑地震和人类工程活动等。
各种因素主要从三方面影响着斜坡的稳定。
第一方面影响斜坡岩土体的强度,如岩性﹑岩体结构﹑风化和水对岩土的软化作用等。
第二方面影响着斜坡的形状,如河流冲刷﹑地形和人工开挖斜坡﹑填土等。
第三方面影响着斜坡的内应力状态,如地震﹑地下水压力﹑堆载和人工爆破等。
他们的负影响表现在增大下滑力而降低抗滑力,促使斜坡向不稳定方向转化。
上述诸因素中,岩土的类型性质﹑岩土体结构是最主要的因素,其他因素通过它才能起作用。
根据各因素对斜坡稳定性的影响程度,可将它分为两大类:一类为内部因素,是长期起作用的因素,有岩土的类型和性质﹑地质构造和岩体结构﹑风化作用﹑地下水活动等;另一类为外部因素,是临时起作用的因素,有地震﹑洪水﹑暴雨﹑堆载﹑人工爆破等。
下面分述各主要因素。
1﹑岩土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。
在坡高和坡角相同时,显然岩土体越坚硬,抗变形能力越强,则斜坡的稳定性越好,反之稳定性越差。
同时,岩体的节理﹑断层及软弱夹层的存在会减弱其稳定性。
2﹑岩体结构面的性质岩质斜坡的变形破坏多数是受岩体中结构面的控制。
所以结构面的成因、性质、岩性特征、密度以及不同方向结构面的组合关系等是非常重要的。
按结构面的产状与临空面的关系,可分为:(1) 平迭坡:主要软弱结构面是水平的。
o D l H□8S 高家舍村不稳定斜坡特征及稳定性分析郝永艳(山西省煤炭地质水文勘查研宄院,山西太原030006)摘要:山西省静乐县地质灾害发育,不稳定斜坡发育有105处,分布广泛。
文章以高家舍村不稳定斜坡为例分析了不稳定斜坡特征及其成因,用理正岩土软件6.5中的理正边坡稳定分析模块和折线滑动法对该斜坡分段进行了三种工况下斜坡稳定性分析,并有针对性地对斜坡及其变形区的治理工作提出了建议,为相似斜坡的稳定性分析提供借鉴。
关键词:斜坡;稳定性;理正岩土中图分类号:P69 文献标识码:A文章编号:2096-7519 (2021) 01-89-41概述静乐县位于山西省中北部,境内东部和西部为山地,中部为河川区。
境内地质灾害(隐患)类型发育有崩塌、滑 坡、不稳定斜坡及地面塌陷,共有地质灾害(隐患)126 处,其中不稳定斜坡发育有105处,占地质灾害(隐患)总数的83. 33%。
不稳定斜坡是指在地形、岩土体特征等内因及降雨、地 震等外因的综合影响下发生,可表现为路面、建筑的局部 破坏、斜坡体的开裂及局部小规模滑塌,也可能发生危害 较大的滑坡、错落、表层溜坍、崩塌等现象。
静乐县境内采矿业较为发达,公路、铁路建设等人类工 程活动逐年加强,而境内降水主要集中在山区,且季节性 变化很大,极易诱发不稳定斜坡发生失稳现象,给国家和 人民的生命财产造成损害。
因此分析不稳定斜坡对静乐县 的地质灾害防治显得尤为重要。
本文以高家舍村不稳定 斜坡为例进行分析,可为下一步不稳定斜坡的治理提供 依据。
2高家舍村斜坡基本情况2.1地理位置高家舍村不稳定斜坡位于忻州市静乐县高家舍村西,地 理坐标为东经 112° 52' 25.61",北纬38° 12' 1.92"。
北距忻州市静乐县县城约20km,距(宁白线公路)S215省道约0.3km,另有乡村公路连接,交通较为便利。
2.2形态特征高家舍村不稳定斜坡整体平面呈折线型,长约150m,宽约100m,坡顶标高1194. 63m,坡底标高1151. 05m,高差达 43m,平面弯折处等高线较两端稀疏,坡度较陡且折线外边 缘向坡脚外缘(东侧)偏移;坡体中部形成1处窄平台,平 台中部发育一处落水洞。
2011年第7期 (总第209期) 黑龙江交通科技
HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJ No.7,2011
(Sum No.209)
边坡稳定性影响因素及评价方法 王浩 (黑龙江省高速公路建设局)
摘要:边坡稳定性问题是土木工程建设中十分重要的问题,系统分析了边坡失稳的外部和内部因素后,主 要介绍了影响边坡稳定性的因素,对目前边坡工程中常用的一些稳定性分析方法进行了系统的总结,对它们 各自的主要原理、特点及其优缺点进行了阐述,为实际工程的边坡稳定性计算提供了指导意义,为边破治理 提供依据。 关键词:边破稳定;影响因素;评价方法 中图分类号:U416.1 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2011)07—0110—02
1影响边坡稳定性的因素 1.1 内部因素 (1)岩土性质和类型 岩性对边坡的稳定及其边坡的坡高和坡角起重要的控 制作用。坚硬完整的块状或厚层状岩石如花岗岩、石灰岩、 砾岩等可以形成数百米的陡坡,如长江三峡峡谷。而在淤泥 或淤泥质软土地段,由于淤泥的塑性流动,几乎难以开挖渠 道,边坡随挖随塌,难以成形。黄土边坡在干旱时,可以直立 陡峻,但一经水浸土的强度大减,变形急剧,滑动速度快,规 模和动能巨大,破坏力强且有崩塌性。松散地层边坡的坡度 较缓。 (2)地质构造和岩体结构的影响 表现为结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充 填物成分和结构面的产生状态对边坡稳定性的影响。在评 价结构面对边坡稳定性的影响时,要特别注意结构面的产生 状态与边坡面的相互关系。在区域构造比较复杂,褶皱比较 强烈,新构造运动比较活动的地区,边坡稳定性差。反向倾 斜层状结构的边坡通常较稳定,但垂直层面或片理面的走向 节理发育且顺山坡倾斜,则亦易产生切层滑坡。 1.2外部因素 (1)水的作用 地表水和地下水是影响边坡稳定性的重要因素。不少 滑坡的典型实例都与水的作用有关或者水是滑坡的触发因 素,处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,而不透 水的边坡,将承受静水压力;充水的张开裂隙将承受裂隙水 静水压力的作用;地下水的渗流,将对边坡岩土体产生动水 压力。水对边坡岩体还产生软化或泥化作用,使岩土体的抗 剪强度大为降低;地表水的冲刷,地下水的溶蚀和潜蚀也直 接对边坡产生破坏作用。不同结构类型的边坡,有其自身特 有的水动力模型。 (2)新构造运动 新构造运动往往引起边坡形态、产生状态及水文地质条 件发生改变而导致边坡失稳,强烈的新构造运动一地震对边 坡稳定性的影响极大,地震往往伴有大量的边坡失稳。 (3)工程荷载 人类工程活动规模的日益扩大,它对边坡稳定性的影响 越来越显著,不当的人类工程活动引起的边坡失稳事故频繁 发生,使得人们不得不重视人类工程活动对边坡稳定性的影 响。对边坡稳定性产生显著影响的人类活动有:削坡、坡顶 加载、地下开挖。 (4)气候因素 收稿日期:2011一o4—11 ・11O・ 大气降雨是地下水的主要补给源。气候类型不同,大气 降雨量也不同,因此,在不同的地区由于大气降雨量不同,即 使其它条件相同,边坡的稳定性也不相同。暴雨或长期降雨 以及融雪过后,往往可以到边坡失稳增多的现象,这说明大 气降雨等对边坡的稳定性有很大影响。 (5)风化作用 风化作用使岩土的抗剪强度减弱。裂隙增加、扩大,影 响斜坡的形状和坡度;透水性增加,使地面水易于浸入,改变 地下水的动态等,沿裂隙风化时,可使岩土体脱落或沿斜坡 崩塌、堆积、滑移等。 (6)地貌因素 边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响是 显而易见的,不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应 力.并引起坡顶出现张裂缝:在坡脚产生强烈的剪应力,出现 剪切破坏带,这些作用极大地降低边坡的稳定性。边坡面与 地质构造面的不利组合会导致边坡结构面控制型失稳。 2边坡稳定分析与评价 2.1定性分析方法 (1)地质分析法(历史成因分析法) 根据边坡的地形地貌形态、地质条件和边坡变形破坏的 基本规律,追溯边坡演变的全过程,预测边坡稳定性发展的 总趋势及其破坏方式,从而对边坡的稳定性做出评价,对已 发生过滑坡的边坡,则判断其能否复活或转化。 (2)工程地质类比法 工程类比方法该方法实质上就是利用已有的自然边坡 或人工边坡的稳定性状况及其影响因素、有关设计等方面的 经验,并把这些经验应用到类似的所要研究边坡的稳定性分 析和设计中去的一种方法。 (3)图解法 ①用一定的曲线和偌谟图来表征边坡有关参数之间的 定量关系,由此求出边坡稳定性系数,或已知稳定系数及其 它参数(c、r、结构面倾角、坡角、坡高)仅一个未知的情况下, 求出稳定坡角或极限坡高。这是力学计算的简化。 ②利用图解求边坡变形破坏的边界条件,分析软弱结构 面的组合关系,分析滑体的形态、滑动方向,评价边坡的稳定 程度,为力学计算创造条件。常用的为赤平极射投影分析法 及实体比例投影法。 (4)边坡稳定专家系统 工程地质领域最早研制出的专家系统是用于地质勘察 的专家系统Propeeter,由斯坦福大学于7O年代中期完成的。 另外,MIT在80年代中期研制的测井资料咨询的专家系统 第7期 王浩:边坡稳定性影响因素及评价方法 总第209期 也得到成功地应用。在国内,许多单位正在进行研制,并取 得了很多的成果。专家系统使得一般工程技术人员在解决 工程地质问题时能象有经验的专家给出比较正确的判断并 做出结论,因此,专家系统的应用为工程地质的发展提供了 一条新思路。 2.2定量评价方法 (1)极限平衡法 极限平衡法在工程中应用最为广泛,极限平衡法是通过 潜在滑体的受力分析,引入摩尔一库仑强度准则,根据滑体 的力(力矩)平衡,建立边坡安全系数表达式进行定量评价, 这种方法由于安全系数的直观性,至今仍被工程界广泛应 用,目前我国边坡工程研究中根据工程实际0i人临界滑移 理论进行露天边坡的评价也属于此法。这种方法的关键在 于正确判断临界破坏面的位置和选定计算参数,这些都需要 依靠经验确定。 目前,刚体极限平衡方法已经从二维发展到目前的三 维。有关边坡稳定三维极限平衡方法,已有众多文献介绍研 究成果。下面就几种常用的方法做介绍。 (2)数值分析方法 主要是利用某种方法求出边坡的应力分布和变形情况, 研究岩体中应力和应变的变化过程,求得各点上的局部稳定 系数,由此判断边坡的稳定性。主要有以下几种: ①有限单元法(FEM) 该方法是目前应用最广泛的数值分析方法。其解题步 骤已经系统化,并形成了很多通用的计算机程序。其优点是 部分地考虑了边坡岩体的非均质、不连续介质特征,考虑了 岩体的应力应变特征,因而可以避免将坡体视为刚体、过于 简化边界条件的缺点,能够接近实际地从应力应变分析边坡 的变形破坏机制,对了解边坡的应力分布及应变位移变化很 有利。其不足之处是:数据准备工作量大,原始数据易出错, 不能保证整个区域内某些物理量的连续性;对解决无限性问 题、应力集中问题等其精度比较差。 ②边界单元法(BEM) 该方法只需对已知区的边界极限离散化,因此具有输入 数据少的特点。由于对边界极限离散,离散化的误差仅来源 于边界,区域内的有关物理量是用精确的解析公式计算的, 故边界元法的计算精度较高,在处理无限域方面有明显的优 势。其不足之处为:一般边界元法得到的线性方程组的关系 矩阵是不对称矩阵,不便应用有限元中成熟的对稀疏对称矩 阵的系列解法。另外,边界元法在处理材料的非线性和严重 不均匀的边坡问题方面,远不如有限元法。 ③离散元法(DEM) 是由Cundall(1971)首先提出的。该方法利用中心差分 法解析动态松弛求解,为一种显式解法,不需要求解大型矩 阵,计算比较简便,其基本特征在于允许各个离散块体发生 平动、转动、甚至分离,弥补了有限元法或边界元法的介质连 续和小变形的限制。因此,该方法特别适合块裂介质的大变 形及破坏问题的分析。其缺点是计算时步需要很小,阻尼系 数难以确定等。 离散单元法可以直观地反映岩体变化的应力场、位移场 及速度场等各个参量的变化,可以模拟边坡失稳的全过程。 ④块体理论(BT) 是由Goodman和Shi(1985)提出的,该方法利用拓扑学 和群论评价三维不连续岩体稳定性。其建立在构造地质和 简单的力学平衡计算的基础上。利用块体理论能够分析节 理系统和其它岩体不连续系统,找出沿规定临空面岩体的临 界块体。块体理论为三维分析方法,随着关键块体类型的确 定,能找出具有潜在危险的关键块体在临空面的位置及其分 布。块体理论不提供大变形下的解答,能较好地应用于选择 边坡开挖的方向和形状。 3结束语 边坡稳定性影响因素比较复杂,且在实际工作中有时难 以明确判断,应加强对边坡失稳因素的勘察,分析并找到主 导原因。同时,应根据不同的实际情况选择合理的边坡稳定 评价方法,为合理的工程措施提供依据及理论指导。
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影响斜坡稳定性的因素分析
影响斜坡稳定性的因素十分复杂,其中主要有地形地貌、岩土体类型及性质、
地质构造。除此之外,还有水的作用、地震作用、人类活动等。这些因素综合起
来可分为两大方面:内在因素和外在因素。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.影响斜坡稳定性的内在因素
1.1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。边坡的形态指边
坡的高度、坡角、剖面形态以及边坡的临空形态等。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。
1.2岩土体类型与性质
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。坚硬完整的岩石,如花
岗岩、石灰岩等,能够形成很陡的高边坡而保持有较高的稳定性;而软弱岩石或
土体只能形成低缓的斜坡。
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。由黄土和粘性土组成的斜坡,强度较低,
所以滑坡、崩塌较发育。特别是由膨胀土组成的斜坡,当边坡很平缓时仍能发生
破坏。黄土斜坡的稳定性取决于黄土的密实度和结构特征,因其垂直节理发育,
其斜坡破坏形式主要为崩塌。
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1.3岩体结构和地质构造
岩质斜坡中的软弱结构面对斜坡的稳定性的影响主要表现在:
(1)软弱结构面与斜坡临空面的关系:
①平叠坡:主要软弱结构面为水平的,斜坡一般比较稳定;
②顺向坡:主要指软弱结构面的走向与斜坡的走向平行或比较接近,且倾向
一致的斜坡。当结构面倾角α小于斜坡坡角β时,斜坡稳定性最差,极易发
生顺层滑坡。当α大于β时,斜坡稳定性较好。
③逆向坡:主要软结构面的倾向与坡面倾向相反,这种坡最稳定。
④斜交坡:主要软弱结构面与坡向走向成斜交关系,其交角越小,稳定性就
越差。
⑤横交坡:主要软弱结构面的走向与坡面走向近于直交,这类斜坡稳定性好,
很少发生滑坡。
(2)结构面的组数和数量:边坡受多组结构面切割时,切割面、临空面和
滑动面就相对多些,组成滑动块体的机会也大些;结构面较多时,为地下水的运
动提供了较多的通道,从而降低了结构面的抗剪强度,对边坡稳定不利。
(3)结构面的连续性、粗糙程度及结构面的胶结情况、充填物的性质和厚
度等方面也影响着斜坡的稳定性。
地质构造对斜坡的稳定性影响也较大,它包括: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、新构造运动较活跃地区,斜坡的稳定性较差。
此外,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,直接控制斜坡变形破坏的形式和规模。
2.影响斜坡稳定性的外在因素
2.1水的作用
每到雨季,崩塌和滑坡就频繁发生,很多滑坡都是发生在地下水比较丰富的
斜坡地带。水库蓄水后,库岸斜坡因浸水而多有滑动。这些事实说明地下水、地
表水对斜坡稳定性的影响十分明显。水的作用主要表现在以下方面。
(1)软化作用
水的软化作用主要指水降低了岩土体的强度。对岩质斜坡而言,当岩体或其
中的软弱夹层亲水性较强、含有易溶性矿物时,浸水后发生崩解、泥化、溶解的
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作用,岩体的结构遭受破坏,抗剪强度降低,导致斜坡稳定性降低。页岩、凝灰
岩、粘土岩等亲水性很强,水对其软化作用很强,其斜坡浸水后,很容易发生变
形破坏。对于粘性土和黄土斜坡,浸水后软化作用更显著,极易发生滑坡。
(2)冲刷作用
水的冲刷作用使坡脚和滑动面临空,从而滑坡发生提供条件。
(3)静水压力
作用于斜坡上的静水压力主要有三种不同的情况:其一是当斜坡被水淹没
时,作用在坡面上的静水压力;其二岩质斜坡张裂隙充水时的静水压力;其三是
作用于滑体底部的静水压力。
当斜坡被水淹没,而斜坡表层为弱透水岩土体时,坡面就承受一定的静水压
力。由于该静水压力指向坡面且与其正交,所以对斜坡稳定性有利。
岩质斜坡中的张裂隙,如果因降雨和地下水的活动使裂隙充水,裂隙两侧的
岩土体将承受静水压力。由于此力是一个作用于滑体的指向临空面的侧向推力,
对斜坡的稳定性是不利的。
如果斜坡上部为相对不透水的岩土体,测当河水位上涨或者库区蓄水时,地
下水位上升,斜坡内的不透水岩土底面将受到静水压力的作用。此力削减该结构
面上的有效应力,从而降低了滑体的抗滑力,不利于斜坡的稳定。显然,地下水
位越高,对斜坡稳定性越不利。
(4)动水压力作用
如果斜坡岩土体是透水的,当地下水从斜坡岩土体中渗流排出时,由于水力
梯度作用,就会对斜坡产生动水压力,其方向与渗流方向一致,指向临空面,因
而对斜坡稳定性是不利的。在河谷地带,当洪水过后,河水迅速回落时,岸坡内
可产生较大的动水压力,往往会导致斜坡失稳。
(5)浮托力作用
处于水下的透水斜坡将承受浮托力的作用,使坡体的有效重量减轻,抗滑力
降低,对斜坡稳定性不利。一些由松散堆积体组成的岸坡在水库蓄水后发生变形
破坏,原因之一就是浮托力的作用。
2.2地震作用
地震是造成斜坡破坏的最重要的触发因素之一,许多大型崩塌或滑坡的发生
与地震密切相关。由于水平地震力使得潜在滑体对滑面的法向压力削减,同时增
强了坡体的下滑力,从而对斜坡的稳定性是十分不利的。此外,强烈地震的震动
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还容易使受震斜坡的岩土体结构松动,对斜坡稳定性不利。
2.3人类活动
岩质边坡变形,除各种自然地质因素外,人类活动的影响也是比较显著的。
主要表现在以下方面。
(1)人工削坡
岩质边坡变形,多数是由于开挖没有考虑到岩体结构的特点,或者切断了控
制边坡稳定性的主要结构面,形成滑动临空面,使边坡岩体失去支撑而发生变形
的,多见于基坑、厂房隧洞进出口,路堑及渠道边坡的开挖。
(2)施工方法
在生产中,常常由于施工程序安排不当,排水不良,或者开挖没有考虑岩体
结构特点等不适当的施工方法引起边坡破坏。
(3)工程作用
因修建工程,破坏了自然稳定边坡的平衡状态或未考虑水文地质条件等自然
因素而引起边坡破坏。如水库蓄水后,地下水位升高,或原有边坡岩体存在有不
利于稳定的结构面和夹层,由于水的作用,抗滑力很快降低,最易发生边坡变形。
(4)爆破作用
爆破作用对岩质边坡的稳定性影响和地震作用相似,使岩土体的结构松动,
强度降低,只是影响深度较小,范围不大。