第九章 斜坡岩(土)体稳定的工程地质分析.ppt

第九章斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析
基本概念及研究意义
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。
崩塌、滑坡名称
发生日期
方量(104m3)
运动速度
最大运动距离(m)
死亡人数
斜坡类型①
诱发因素
盐池河崩塌
(湖北)

100
34 m/s
(最大值)
400
284
平缓层状,软弱基座
地下采矿
铁西滑坡
(四川,成昆线)

220
4m/h
(平均值)
70
中倾外层状体,老滑体局部复活
地面采石
渡口灰岩矿山滑坡
(四川,攀枝花)

416
(平均值)
220
中倾外层状体斜坡
地面采石
四川盆地西部
暴雨滑坡
1981.
7月,9月
数百个,单个滑坡方量大多小于100万m3
5 m/s±
100 ±
约10人
多种类型层状体斜坡
暴雨(数十年一遇,暴雨强度>200mm/d)
鸡扒子滑坡
(四川,长江云阳)

1500
3-10
m/min
150-200
变角倾外层状体斜坡,老滑坡局部复活
暴雨
洒勒山滑坡-碎屑流
(甘肃)

3000-4000
32 m/s
(最大值)
900
237
平缓层状体斜坡
新滩滑坡
(湖北,长江新滩)

3000
10 m/s
80
老滑坡复活
马家坝滑坡
(湖北,姊归)

2400
中速
数十米
缓倾外层状体斜坡,老滑坡复活
暴雨
西宁滑坡-碎屑流
(四川,巫溪)

700
18-50 m/s
800
26
倾内层状体斜坡,软弱基底
溪口滑坡-碎屑流
(四川,华蓥山)

20
20-30 m/s
1500
221
倾内层状体斜坡
暴雨
昭通滑坡-碎屑流
(云南,金沙江支流)

1500-2000
75m/s(平均)
4500
216
倾外层状斜坡
暴雨
表9-1 我国80年代重大崩、滑灾害事件
①。
斜坡岩体应力分布特征
斜坡应力场的基本特征
(1)由于应力的重分布,斜坡周围主应力迹线发生明显偏转。无论是在重力场条件下,还是在以水平应力为主的构造应力场条件下,其总的特征表现为愈靠近临空面,最大主应力愈接***行于临空面,最小主应力则与之近于正交(图9—2下)。
(2)由于应力分异的结果,在临空面附近造成应力集中带。但坡脚区和坡线(斜坡面与坡顶面的交线)区情况有所不同。
坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著增高,且愈近表面愈高(图9—2下);最小主应力(相当于径向应力)显著降低,于表面处降为零,甚至转为拉应力。因而,这一带是斜坡中应力差或最大剪应力最高的部位,形成一最大剪应力增高带,通常是斜坡中最容易发生变形和破坏的部位,往往因此而产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面(参见图3—29)。
图9-2 用有限元解出的位移迹线图(上)和主应力迹线图(下)
(a)重力场条件(N=);(b)以水平应力为主的构造应力场条件下(N=3)
坡缘附近,在一定条件下,按面的径向应力和按顶面的切向应力可转为拉应力,形成一张力带(图9—3)。因而,这些部位的岩体容易被拉裂形成与波面近于平行的拉裂面(参见图3—29)。
(3)与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线,弧的下凹面朝着临空方向。
(4)坡面处由于径向压力实际等于零,所以实际上处于单向应力状态(不考虑斜坡
走向方向的σ2时),向内渐变为两向或三向(考虑σ2时)状态。
影响斜坡岩体应力分布的主要因素
原始应力状态的影响
岩体的原始应力状态中,水平剩余应力的大小对坡体应力状态的影响尤为显著。它不但使主应力迹线的分布形式有所不同(图9—2下),而且明显地改变了各应力值的大小,尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。
在坡脚区,根据图9—2可见,坡底的切向应力最大值约相当于原始水平应力的三倍左右。当有侧向水平应力时,该值成倍增高,如当σ L=3ρgh时,该值可达7-10ρgh ,与σL=0的情况相比,相差十分悬殊。
图9-3 斜坡张力带分布状况
及其与水平剩余应力(σL)、
坡角(β)关系示意图
(据Stacey,1970)
图9-4 坡角最大剪应力与坡脚和坡 底宽(W)关系图解
(据Stace