1、專題十斜坡巖(土)體穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析（2）本專題內(nèi)容研究意義邊坡的應(yīng)力分布特征邊坡的變形與破壞 邊坡變形破壞的基本特征崩塌與滑坡邊坡變形與破壞的平面問題邊坡變形與破壞的空間問題邊坡工程6.3 滑坡與崩塌本節(jié)主要內(nèi)容： 滑坡的定義及構(gòu)造 滑坡的分類 滑坡的發(fā)育過程 滑坡的影響因素 滑坡的野外識(shí)別 崩塌1 滑坡的定義及構(gòu)造滑坡的定義 是斜坡土體和巖體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿著斜坡內(nèi)某些滑動(dòng)面（或滑動(dòng)帶）作整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。 特點(diǎn) 1. 滑動(dòng)的巖土體具有整體性； 2.斜坡上巖土體的移動(dòng)方式為滑動(dòng)，不 是傾倒或滾動(dòng)； 3.規(guī)模大的滑坡一般是緩慢地往下滑 動(dòng)，其位移速度多在突變加速階段

2、才顯著。構(gòu)造特征 （1）滑坡體 （2）滑動(dòng)面、滑動(dòng)帶 和滑坡床 （3）滑坡后壁（滑坡 圈谷） （4）滑坡臺(tái)地 （5）滑坡鼓丘 （6）滑坡舌 （7）滑坡裂縫： 1）拉張裂縫 2）鼓張裂縫 3）剪切裂縫 4）扇形張裂縫 （8）滑坡主軸2 滑坡的分類滑坡體的主要物質(zhì)組成和滑坡與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系劃分： （1）覆蓋層滑坡：本類滑坡有粘性土滑坡、 黃土滑坡、碎石滑坡、風(fēng)化殼滑坡。 （2）基巖滑坡 ：本類滑坡與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系 可分為：均質(zhì)滑坡、順層滑坡、切層 滑坡。 （3）特殊滑坡：本類滑坡有融凍滑坡、陷落 滑坡等。 2.按滑坡體的厚度劃分： （1）淺層滑坡：小于6米 （2）中層滑坡；620米 （3）深層滑坡；

3、2030米 （4）超深層滑坡：大于30米 3.按滑坡的規(guī)模大小劃分： （1） 小型滑坡；小于3萬立方 （2） 中型滑坡；350萬立方 （3） 大型滑坡；50300萬立方 （4） 巨型滑坡：大于300萬立方 4. 按形成的年代劃分： （1）新滑坡； （2）古滑坡： 5. 按力學(xué)條件劃分。 （1）牽引式滑坡； （2）推動(dòng)式滑坡。3 滑坡的發(fā)育過程 （一）蠕動(dòng)變形階段： 在自然條件和人為因素作用下，造成斜坡的穩(wěn)定狀況受到破壞； 在斜坡內(nèi)部某一部分因抗剪強(qiáng)度小于剪切力而首先變形，產(chǎn)生微小的移動(dòng)； 往后變形進(jìn)一步發(fā)展，直至坡面出現(xiàn)斷續(xù)的拉張裂縫； 隨著拉張裂縫的出現(xiàn)，滲水作用加強(qiáng)，變形進(jìn)一步發(fā)展，后緣拉

4、張，裂縫加寬，兩側(cè)剪切裂縫也相繼出現(xiàn)。 斜坡在整體滑動(dòng)之前出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，叫做滑坡的前兆現(xiàn)象，盡早發(fā)現(xiàn)和觀測(cè)滑坡的各種前兆現(xiàn)象，對(duì)于滑坡的預(yù)測(cè)和預(yù)防都是很重要的。 （二）滑動(dòng)破壞階段： 滑坡在整體往下滑動(dòng)的時(shí)候，滑坡后緣迅速下陷，滑坡壁越露越高， 滑坡體分裂成數(shù)塊，并在地面上形成階梯狀地形， 滑坡體上的樹木東倒西歪地傾斜，形成“醉林”。 滑坡體上的建筑物（如房屋、水管、渠道等）嚴(yán)重變形以致倒塌毀壞。 隨著滑坡體向前滑動(dòng)，滑坡體向前伸出，形成滑坡舌。 滑動(dòng)時(shí)往往伴有巨響并產(chǎn)生很大的氣浪，有時(shí)造成巨大災(zāi)害。 （三）漸趨穩(wěn)定階段： 由于滑坡體在滑動(dòng)過程中具有動(dòng)能，所以滑坡體能越過平衡位置，滑到更遠(yuǎn)的

5、地方，滑動(dòng)停止后，除形成特殊的滑坡地形外，在巖性、構(gòu)造和水文地質(zhì)條件等方面都相繼發(fā)生了一些變化。 在自重的作用下，滑坡體上松散的巖土逐漸壓密，地表的各種裂縫逐漸被充填，滑動(dòng)帶附近巖土的強(qiáng)度由于壓密固結(jié)又重新增加，這時(shí)對(duì)整個(gè)滑坡的穩(wěn)定性也大為提高。 經(jīng)過若干時(shí)期后，滑坡體上的東倒西歪的“醉林”又重新垂直向上生長(zhǎng)，但其下部已不能伸直，因而樹干呈彎曲狀，有時(shí)稱它謂“馬刀樹”，這是滑坡趨于穩(wěn)定的一種現(xiàn)象。 （1）斜坡外形：斜坡的存在，使滑動(dòng)面能在斜坡前緣臨空出露。這是滑坡產(chǎn)生的先決條件。同時(shí)，斜坡不同高度、坡度、形狀等要素可使斜坡內(nèi)力狀態(tài)變化，內(nèi)應(yīng)力的變化可導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定或失穩(wěn)。當(dāng)斜坡愈陡、高度愈大以及

6、當(dāng)斜坡中上部突起而下部凹進(jìn)，且坡腳無抗滑地形時(shí)，滑坡容易發(fā)生。 （2）巖性：滑坡主要發(fā)生在易親水軟化的上層中和一些軟巖中。例如粘質(zhì)土、黃土和黃土類土、山坡堆積、風(fēng)化巖以及遇水易膨脹和軟化的土層。軟巖有頁(yè)巖、泥巖和泥灰?guī)r、干枚巖以及風(fēng)化凝灰?guī)r等。 4 滑坡的影響因素 （3）構(gòu)造：斜坡內(nèi)的一些層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向近于一致，則此斜坡的巖土體容易失穩(wěn)成為滑坡。 （4）水：水的作用可使巖土軟化、強(qiáng)度降低，可使巖土體加速風(fēng)化。若為地表水作用還可以使坡腳侵蝕沖刷；地下水位上升可使巖土體軟化、增大水力坡度等。不少滑坡有“大雨大滑、小雨小滑、無雨不滑”的特點(diǎn)，說明水對(duì)滑坡作用的重要性。

7、 （5）地震：地震可誘發(fā)滑坡發(fā)生，此現(xiàn)象在山區(qū)非常普遍。地震首先將斜坡巖土體結(jié)構(gòu)破壞，可使粉砂層液化，從而降低巖土體抗剪強(qiáng)度；同時(shí)地震波在巖土體內(nèi)傳遞，使巖土體承受地震慣性力，增加滑坡體的下滑力，促進(jìn)滑坡的發(fā)生。 （6）人為因素 1）破壞坡角。在興建土建工程時(shí)，由于切坡不當(dāng)，斜坡的支撐被破壞， 2）堆載不當(dāng)?；蛘咴谛逼律戏饺我舛烟顜r土方、興建工程、增加荷載，部會(huì)破壞原來斜坡的穩(wěn)定條件 3）破壞排水。人為地破壞表層覆蓋物，引起地表水下滲作用的增強(qiáng)，或破壞自然排水系統(tǒng)，使坡體水量增加。 4）排水不當(dāng)。引水灌溉或排水管道漏水將會(huì)使水滲人斜坡內(nèi)，促使滑動(dòng)因素增加。 5）爆破施工。5 滑坡的野外識(shí)別從地

8、貌形態(tài)上識(shí)別滑坡 1.淺洼地 2. 雙溝同源 3. 圈椅地貌 4. 植物特征 5. 河谷地貌: 下落 錯(cuò)段 改道 從地層巖性對(duì)比識(shí)別滑坡 1. 順坡向軟弱夾層存在 2. 有遇水易軟化巖層存在 3. 局部層序變化從水文地質(zhì)條件上認(rèn)識(shí)滑坡 1. 溝谷交匯或分流的陡坡地段 2. 斜坡下部地下水露頭發(fā)育地段從滑坡裂縫特征分析滑坡 1. 滑坡自上而下出現(xiàn)拉張裂縫-牽引式滑坡 2. 上部剪切裂縫明顯,下部不明顯-推動(dòng)式滑坡 3. 地表裂縫少深部滑動(dòng) 地表裂縫多-淺部滑動(dòng) 扇形張裂縫存在-速度快淺層塑性滑坡 4. 滑坡裂縫發(fā)育與滑床之間關(guān)系6.3.4 滑坡的力學(xué)分析及影響因素 （一）滑坡的力學(xué)分析（平面解法

9、） 滑坡是在斜坡上巖土體遭到破壞，使滑坡體沿著滑動(dòng)面（帶）下滑而造成的地質(zhì)現(xiàn)象。滑動(dòng)面有平直的、弧形的、折線形的。 沿層面或接觸面滑動(dòng)直線型滑面； 均質(zhì)滑坡圓弧型滑面； 節(jié)理巖體中折線型滑面。 1. 在平面滑動(dòng)面情形下，滑坡體的穩(wěn)定系數(shù)K為滑動(dòng)面上的總抗滑力F與巖土體重力Q所產(chǎn)生的總下滑力T之比。即 K=F/T 當(dāng) K1時(shí)， 滑體發(fā)生滑動(dòng)； K1時(shí)， 滑體穩(wěn)定或處于 極限平衡狀態(tài)。2在圓形滑動(dòng)面情形下，滑動(dòng)面中心為O，滑弧半徑為R.。過滑動(dòng)圓心O作一鉛直線，將滑坡體分成兩部分。在線之右部分為滑動(dòng)部分，其重量為Q1它能繞O點(diǎn)形成滑動(dòng)力矩Q1d1，在之左部分，其重量為Q2形成抗滑力矩小，因此，該滑

10、坡的穩(wěn)定系數(shù)K為總抗滑力矩與總滑動(dòng)力矩之比。 K= Q2*d2+*AB*R/ Q1 *d1 當(dāng)K1時(shí)，滑坡失去平衡，而發(fā)生滑坡。 3.在折線滑動(dòng)面情形下，可采用分段的力學(xué)分析。從上至廠逐塊計(jì)算推力，每塊滑坡體向下滑動(dòng)的力與巖上體阻擋下滑力之差，也稱剩余下滑力，是逐級(jí)向下傳遞的。即 Ei= Fs Ti- Ni fi- cili+ Ei-1 式中 Ei第i塊滑坡體的剩余下滑力（kNm）； Ei-1第i-1塊滑坡體的剩余下滑力（kNm）（如為負(fù)不計(jì)入）； 傳遞系數(shù)，cos（i-1i）sin（i-1i）tan i Ti作用于第i塊段滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（kNm）； Ti = Qisini Ni作用于第i

11、塊段滑動(dòng)面上的法向分力（kNm）， Ni=Qicosi Qi第i塊段巖土體重量（kNm）； fi第i塊滑坡體沿滑動(dòng)面巖土的內(nèi)摩擦系數(shù)，=tani i 、ci分別為第i塊滑坡體沿滑動(dòng)面的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力； i 分別為第i塊和第i-1塊滑坡體的滑動(dòng)面與水平角之夾角； Fs安全系數(shù)。 當(dāng)任何一塊剩余下滑力為零或負(fù)值時(shí)，說明該塊對(duì)下一塊不存在滑坡推力。 當(dāng)最終一塊巖土體的剩余下滑力為負(fù)值或零時(shí)，表示整個(gè)滑坡體是穩(wěn)定的。 如為正值，則不穩(wěn)定。應(yīng)按此剩余下滑力設(shè)計(jì)支擋結(jié)構(gòu)。 由此可見，支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置在剩余下滑力最小位置處較合理。7、崩塌 （一）概述（二）崩塌發(fā)生條件和發(fā)育因素 （三）崩塌的防治 （一）概述

12、崩塌：陡峻或極陡斜坡上，某些大塊或巨塊巖塊，突然崩落或滑落，順山坡猛烈地翻滾跳躍，巖塊相互撞擊破碎，最后堆積于坡腳，這一過程稱為崩塌。 規(guī)模極大的崩塌可稱為山崩，而僅個(gè)別巨石崩落稱墜石。 危害：（1）崩塌會(huì)使建筑物，有時(shí)甚至使整個(gè)居民點(diǎn)遭到毀壞，使公路和鐵路被掩埋。 （2）崩塌有時(shí)還會(huì)使河流堵塞形成堰塞湖，這樣就會(huì)將上游建筑物及農(nóng)田淹沒，（3）在寬河谷中，由于崩塌能使河流改道及改變河流性質(zhì)，而造成急湍地段。（二）崩塌發(fā)生條件和發(fā)育因素 （1）山坡的坡度及其表面的構(gòu)造 其坡度往往達(dá)5575； 山坡表面凹凸不平，則沿突出部分可能發(fā)生崩塌。 （2）巖石性質(zhì)和節(jié)理程度 巖石性質(zhì)不同，其強(qiáng)度、風(fēng)化程度、

13、抗風(fēng)化和抗沖刷的能力及其滲水程度都是不同的。 如果陡峻山坡是由軟硬巖層互層組成，由于軟巖層屬易于風(fēng)化，硬巖層失去支持而引起崩塌。 （3）地質(zhì)構(gòu)造 巖層傾斜方向和山坡傾向相反，其穩(wěn)定程度較巖層順山坡傾斜的大。巖層順山坡傾斜其穩(wěn)定程度的大小還取決于傾角大小和破碎程度。 一切構(gòu)造作用，正斷層、逆斷層，逆掩斷層，特別在地震強(qiáng)烈地帶對(duì)山坡的穩(wěn)定程度有著不良影響，而其影響的大小又決定于構(gòu)造破壞的性質(zhì)、大小、形狀和位置。 （三）崩塌的防治 只有小型崩塌，才能防止其不發(fā)生，對(duì)于大的崩塌只好繞避。1爆破或打楔。將陡崖削緩，并清除易墜的巖石。2堵塞裂隙或向裂隙內(nèi)灌漿，以提高有崩塌危險(xiǎn)巖石的穩(wěn)定性。3. 調(diào)整地表水

14、流。在崩塌地區(qū)上方修截水溝，以阻止水流流入裂隙。 4為了防止風(fēng)化將山坡和斜坡鋪砌覆蓋起來?；蛟谄旅嫔蠂姖{。 5筑明峒或御塌棚。 6筑護(hù)墻及圍護(hù)棚（木的、石的、鐵絲網(wǎng)）以阻擋墜落石塊，并及時(shí)清除圍護(hù)建筑物中的堆積物。 7在軟弱巖石出露處修筑擋土墻，以支持上部巖石的質(zhì)量（這種措施常用于修建鐵路路基而需要開挖很深的路塹時(shí)）。 附錄：瓦恩斯的滑坡分類 斜坡破壞的分類，國(guó)內(nèi)外已有許多不同的方案。近年來，國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)(IAEG)滑坡委員會(huì)建議(DMCruden，1989)采用瓦恩斯的滑坡分類(DVarnes，1978)作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方案。分類綜合考慮了斜坡的物質(zhì)組成和運(yùn)動(dòng)方式。 按物質(zhì)組成分為巖質(zhì)和土質(zhì)

15、斜坡； 按運(yùn)動(dòng)方式劃分為崩落(塌)(faIls)、傾倒(topples)、滑動(dòng)(落)(slides)、側(cè)向擴(kuò)離(1ateral spreads)和流動(dòng)(flows)等5種基本類型 還可組合成多種復(fù)合類型，如崩塌碎屑流、滑坡泥石流等。 瓦恩斯的分類實(shí)際上是將斜坡變形、破壞和破壞后的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)三者綜合在一起。 如分類中的“流動(dòng)”包括了斜坡巖體的蠕變(creep)，又包括了碎屑流(debris flow)和泥流(mud flow)等。前者屬斜坡變形，實(shí)際上斜坡發(fā)生滑坡、崩塌等破壞之前，都可能經(jīng)歷過蠕變；后者作為一種與斜坡破壞相聯(lián)系的現(xiàn)象，則大多是由崩塌或滑坡體在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)展而成的運(yùn)動(dòng)方式。又如分

16、類中的“傾倒”，實(shí)際上也是一種變形方式，其最終破壞可表現(xiàn)為崩塌或滑坡。 鑒于以上原因，可將崩落(塌)(falls)、滑落(坡)(s1iding)和(側(cè)向)擴(kuò)離(1ateral spreading)作為三種基本破壞方式，也是斜坡失穩(wěn)的基本方式。 就巖體破壞機(jī)制而言，崩塌以拉斷破壞為主、滑坡以剪切破壞為主、擴(kuò)離則主要是由塑性流動(dòng)破壞所致。 (1)崩塌 崩塌包括了小規(guī)模塊石的墜落(free fall)和大規(guī)模的山(巖)崩(rock avalanches) 崩塌體通常破碎成碎塊堆積于坡腳，形成具有一定天然休止角的巖堆。在一定條件下，可在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)展為碎屑流。 (2)滑坡 滑坡可按滑動(dòng)面或破壞面(

17、surface of rupture)縱剖面形態(tài)劃分為平滑型(順層)(translational sliding)和弧形或轉(zhuǎn)動(dòng)型(切層)滑(slump或rotational sliding)兩種類型。 (3)擴(kuò)離 擴(kuò)離是由于斜坡巖(土)體中下伏平緩產(chǎn)狀的軟弱曾塑性破壞或流動(dòng)引起的破壞，軟層上覆巖(土)體或做整體，或被解體為系列塊體向坡前方向“漂移”。這種破壞方式與塊狀滑坡類似。但由于呈塑性流動(dòng)狀態(tài)的軟巖，可因塊體重力壓縮而被擠入被解體的塊體之間，造成塊體“東倒西歪”，這是它區(qū)別于一般滑坡的重要特征。崩塌滑坡類型主要特征主要模式可能破壞方式結(jié)構(gòu)及產(chǎn)狀外形 均質(zhì)或似均質(zhì)體斜坡均質(zhì)的土質(zhì)或半巖質(zhì)斜坡，包括碎裂狀或碎塊體斜坡決定于土、石性質(zhì)或天然休止角蠕滑拉裂轉(zhuǎn)動(dòng)型滑坡或滑塌層狀體斜坡1 平緩層狀體坡 =0r 滑移壓致拉裂平推式滑坡，轉(zhuǎn)動(dòng)型滑坡2 緩傾外層狀體坡 = r p 滑移拉裂順層滑坡，或塊狀滑坡3 中傾外層狀體坡 =