黄润秋：边坡变形破坏机理及其识别-贵州讲课培训资料

通常情况下，斜坡的蠕滑变形是非常缓慢的，其量级为每 年mm级及其以下，尤其是在硬质岩石构成的斜坡中，这样的变形 在人类活动或工程服务有限的时期内，几乎是没有实际意义的。
但是，在松散体斜坡、软质 岩、中硬岩斜坡或含软弱结构面 的岩体中，这种变形的量级会显 著增加，从而表现出显著的实际 意义。
斜坡的蠕滑通常表现为两种 类型，一种是斜坡物质向坡体下 方的持续蠕动位移；另一种就是 沿结构面的剪切蠕滑。这两种变 形均具有坡体表面大，向坡体内 部逐渐减小的特点。
（1）由边坡应力分异形成的拉裂：内在本质是河流下切或边 坡开挖过程中，坡体卸荷，导致坡顶出现拉应力，从而导致岩体 拉裂；进一步可分为纯张裂和压致张裂；
（2）由斜坡蠕滑变形导致的拉裂： （3）由采空区塌陷导致的拉裂； （4）由采空区诱导的拉裂； （4）复合型拉裂。
（1）由边坡应力分异导致的拉裂
σ1+3σ3>=0
⑶ 弯曲 系指弯曲变形，按受力方式可分为横弯曲和纵弯曲 ；按支持约束方式，可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁弯曲等。其 流变特征一般属粘弹－粘塑性介质模型；
⑷ 塑流 系指岩土体中软弱层（带）的压缩和向临空或减压 方向的塑性流动，包括岩土体中原有软弱层的塑性流动，也包括 岩土体变形破坏发展中的压碎带或塑性破坏带的塑性流动，其流 变特征属粘弹－塑性介质。
（3）由地下采空区诱导的张裂
开阳磷矿矿区
由于采空 区的形成， 诱使在坡顶 出现拉应力 ，从而导致 坡体拉裂。
（4）由采空区塌陷导致的张裂
主要特点
（1）采空区没有塌陷，坡体地形陡峻； （2）出现在坡顶，靠近坡肩坎部位（坡顶之前缘）； （3）厚层状硬质岩地层； （4）裂面通常很新； （5）易于产生崩塌、滑塌等
斜坡变形破坏机理及大型滑坡识别
黄润秋
成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
2012年04月13日
提纲
前言 斜坡变形破坏的基本类型 大型滑坡机理及其早期识别 结束语
3000
死亡人数（人）
2915
经济损失（千万元）
2500
2000
1500
1000 500
962 788
868
850
破坏。
复合型张裂
边坡变形破坏动力过程的三阶段：
(a) 表生变形 u
(b) 时效变形
u
边坡形成，由应力分 异导致的拉裂
滑动面孕育发展， 由蠕滑时效变形导致的拉裂
(c)累进性破坏
u
边坡破坏
地质-力学内涵
u
变形量 U
边坡变形的动 力来自与应力释放 的驱动，总体是弹 脆性的，产生坡体 后缘拉裂，但滑面 未进入演化。符合 弹-脆性模型。
u
u
表生改造完成后， 由重力驱动产生的 变形，为塑性变形 ，随时间，变形发 展，滑动面逐渐孕 育，并达到峰值强 度。符合流变模型。
边坡演化的 最后阶段，滑 面强度超过峰 值，沿滑动面 产生累进性破 坏，并最终贯 穿，形成滑坡。 应变软化模型。
表生改造阶段
时效变形阶段
累进性破 坏及滑面 贯穿阶段
时间 T
难在早期识别 难在失稳前兆的识别和判别 。。。。
提纲
前言 斜坡变形破坏的基本类型 大型滑坡机理及其早期识别 结束语
斜坡变形破坏的基本类型
⑴ 拉裂 为拉断破坏，包括以拉应力为主造成的拉裂和以压 应力为主造成的压致拉裂。其力学特征表现为弹性介质模型；
⑵ 蠕滑 为剪切变形为主，包括沿坡体或某潜在剪切面的剪 切蠕变、原有结构面的滑移和介于两者之间的蠕变－滑移，即 蠕滑。
682
774
628
666
350
510
487 409
365
432
248
486 327 177
639 401
277
0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
2001年~2011年我国因地质灾害死亡人数和直接经济损失。其中， 约70%的人员伤亡是大型滑坡所造成的。2010年，我国因地质灾 害死亡人数2915人，其中75%是由9次大的滑坡泥石流事件造成的。
（2）由边坡蠕变导致的张裂
u
u
u
主要特点
（1）破裂主要是由于斜坡的蠕变变形导致，分布于坡体 中上部；
（2）随时间是持续发展的，其出现一般意味着斜坡变形 处于发展阶段；
（3）沿后缘弧形展布； （4）裂面通常比较新； （5）后期表现呈若干带状，
并出现错动。
II I-2
I-1 III
2005年2月的丹巴县城后山滑 坡曾差点使整个县城毁于一旦。
原 始 完 整 岩 体
自 然 历 史 时 期 少 许 弯 曲 变 形
倾倒（Toppling）：
陡立岩层在向破外的力矩作用 下所发生的弯曲-倾倒变形。
通常发生近直立或陡倾坡外的 中等（偏软）坚硬层状岩体或被陡倾 节理分割的坚硬块状岩体中，层厚以 中-薄层状为主，如中厚~薄层的的灰 岩、变质砂岩、板岩等。
倾倒变形的本质也包括两类： （1）以“结构变形”为主的硬岩 倾倒；（2）以岩体自身弯曲变形为 主的中-软岩倾倒。
蠕滑（CREEP）：
“蠕滑”是斜坡在自身重力的恒定持续作用下，所发 生的随时间的缓慢变形。
ε
突发型
渐变型
非稳定蠕变型
稳定蠕变型
t
蠕滑是斜坡变形破坏最基本的形式，自然界的一切斜坡随 着时间的发展，均在不断的蠕变之中，“变”是绝对的，“静” 是相对的。斜坡通过“蠕滑”，不断的积累变形，最后到破裂、 破坏，产生地面物质运动，从而结束斜坡的变形破坏的演变过程， 代之而起的新的一轮斜坡的演化。
在常规重力作用下，岩土体的蠕变行为：
S
6 突发型 5
非稳定蠕变
4
3
渐变型
c 2
稳定蠕变
c 1 t
：
长期强度
：
c
流变下限
拉裂（CRACKING）：
拉裂是斜坡在张（拉）应力环境条件下，产生的破裂形式。是 斜坡最为普遍、最为常见，也是最为重要的破裂形式。
拉裂，形式虽然简单，但是产生内在机理确非常复杂，主要有 以下类型；
沿贯通结构面的 沿断续构面的
三峡船闸高边坡
（整体块状结构岩体的边坡）
主要特点
（1）破裂的发生主要来自于边坡应力分异产生的拉应力 ，因此一般位于坡体的顶部 ；
（2）与应力分异过程密切联系，如边坡的开挖，河流的 下切。一旦这些作用停止，破裂过程也就停止；
（3）大多是平行坡面的，“直线”延伸的； （4）一般在斜坡变形的初期阶段发生。