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4第一章邊坡工程概述2

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4本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、邊坡的概念。2、邊坡的組成要素。3、邊坡的分類。本章教學(xué)內(nèi)容1、邊坡的概念。2、邊坡的組成要素。3、邊坡按巖性、地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度、邊坡高度、邊坡坡度的分類。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)是了解邊坡的概念，邊坡的組成要素，邊坡按巖性、邊坡高度、邊坡坡度的分類。本章難點(diǎn)無本章學(xué)習(xí)方法建議及參考資料熟悉各名詞、術(shù)語的含義，掌握基本概念。§1.1邊坡的概念3

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41、邊坡是指地表面一切具有傾向臨空面的地質(zhì)體。2、邊坡是一個(gè)地質(zhì)體，即便是穩(wěn)定的邊坡，隨著時(shí)間的推移，巖體在各種地質(zhì)營力作用下，它的外形和內(nèi)在水文地質(zhì)特性都會(huì)不斷發(fā)生變化，因此，其穩(wěn)定性也會(huì)逐漸改變。如果日常不采取維護(hù)措施，也可能失穩(wěn)形成危坡。3、邊坡穩(wěn)定性是邊坡工程的主要研究目的之一。要使邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，從力學(xué)角度上看，應(yīng)保持巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)力的平衡；從巖體形態(tài)上看，應(yīng)使邊坡巖體不發(fā)生變形、破壞和位移，不使巖體失穩(wěn)而滑動(dòng)、崩塌。一切邊坡工程都應(yīng)為未變形邊坡，或雖有變形但不危及工程安全，仍然處于穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡?！?.2邊坡的組成要素1、邊坡是坡面、坡頂及其下部一定深度坡體的總稱。2、邊坡的臨空斜面稱為坡面。3、坡面與坡頂面的轉(zhuǎn)折部分稱為坡肩。4、坡頂面與坡面下部至坡腳范圍內(nèi)的巖（土）體稱為坡體。5、邊坡的最下部與平地相接部位稱為坡腳。6、坡面與理想水平面交線稱為邊坡走向線。7、坡面與理想水平面的最大夾角稱為坡角。如圖1.24

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4所示?！?.3邊坡的分類

1.3.1按巖性不同分類根據(jù)巖性不同，邊坡可分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡。一、巖質(zhì)邊坡巖質(zhì)邊坡又分為以下幾類：1、侵入巖類邊坡2、噴出巖類邊坡3、碎屑沉積巖邊坡4、碳酸鹽巖類邊坡5、夾有軟弱夾層的沉積巖邊坡6、軟弱巖層邊坡7、特殊巖類邊坡8、變質(zhì)巖類邊坡5

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48、變質(zhì)巖類邊坡二、土質(zhì)邊坡土質(zhì)邊坡又分為以下幾類：1、黃土邊坡2、砂性土邊坡3、粘土性邊坡4、軟土邊坡5、土石混合邊坡

1.3.2按地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度分類按地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度分為自然邊坡和人工邊坡一、自然邊坡自然邊坡是指未經(jīng)人工破壞改造的邊坡，是由地質(zhì)構(gòu)造作用形成的。二、人工邊坡人工邊坡是指由于人們從事巖體工程活動(dòng)，經(jīng)人工改造所形成的邊坡。

1.3.3按邊坡高度不同分類

按邊坡高度可分為超高邊坡、高邊坡、中邊坡和低邊坡四類：6

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41、超高邊坡邊坡高度＞100m2、高邊坡邊坡高度50～100m3、中邊坡邊坡高度20～50m4、低邊坡邊坡高度＜20m

1.3.4按邊坡坡度不同分類7

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4按邊坡坡度可分為微斜邊坡、平緩邊坡、陡坡、急坡、懸坡、倒坡6種類型。

1、微斜邊坡邊坡坡度＜5度2、平緩邊坡邊坡坡度5～15度3、陡坡邊坡邊坡坡度15～35度4、急坡邊坡邊坡坡度35～55度5、懸坡邊坡坡度55～90度6、倒坡邊坡坡度＞90度本章小結(jié)8

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4本章主要教學(xué)內(nèi)容總結(jié)本章介紹了邊坡的概念；邊坡的組成要素以及邊坡按巖性、地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度、邊坡高度、邊坡坡度的分類。第二章邊坡變形的破壞9

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4本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、邊坡的破壞形式。2、滑坡的分類。3、滑坡地帶的特征。本章教學(xué)內(nèi)容1、了解邊坡的主要破壞形式（坍塌，傾倒，滑坡）。2、理解滑坡的分類。3、了解滑坡地帶的特征（從地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)、水等方面來判斷滑坡的存在）。本章重點(diǎn)1、了解邊坡的主要破壞形式，理解坍塌、傾倒、滑坡三種形式之間地差異。2、學(xué)會(huì)從地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)、水等方面來判斷滑坡的存在。本章難點(diǎn)學(xué)會(huì)從地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)、水等方面來判斷滑坡的存在。本章學(xué)習(xí)方法建議及參考資料:1、熟悉各名詞、術(shù)語的含義，掌握基本概念。2、根據(jù)所學(xué)滑坡地帶的特征，注意從生活和工作中觀察滑坡現(xiàn)象，將它們與所學(xué)的知識(shí)對(duì)比，積累判斷滑坡的經(jīng)驗(yàn)?！?.1邊坡的破壞形式所有邊坡都將處在不同方式、不同規(guī)模、不同程度的變形過程中。由于變形的不斷發(fā)展可促使邊坡破壞，邊坡的變形和破壞，是邊坡形成發(fā)展的必然現(xiàn)象。邊坡巖體在次生應(yīng)力和各種外界應(yīng)力的作用下，當(dāng)其動(dòng)平衡狀態(tài)遭到破壞，局部邊坡巖體發(fā)生坍塌的現(xiàn)象，稱為邊坡的破壞。按破壞機(jī)理可將邊坡的破壞分為以下幾種形式。

2.1.1崩塌崩塌系指邊坡上部的巖塊在重力作用下，突然以高速脫離母巖而翻滾墜落的急劇變形破壞的現(xiàn)象，如圖2.1.1所示。10

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4崩塌的特點(diǎn)：在變形破壞過程中，并不是沿某一固定面的滑動(dòng)，而

是以自由墜落為其主要運(yùn)動(dòng)形式。崩塌現(xiàn)象的發(fā)生是由于邊坡

巖體在重力的作用和附加外力作

用下，巖體所受應(yīng)力（壓力）超過其抗拉（抗剪）強(qiáng)度時(shí)造成的。

2.1.2傾倒當(dāng)邊坡內(nèi)部存在一組傾角很陡的結(jié)構(gòu)面，將邊坡巖體切割成許多相互平行的塊體，而臨近坡面的陡立塊體緩慢地向坡外彎曲倒塌，這種邊坡破壞形式稱為傾倒，如圖2.1.2所示。11

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41、傾倒的特點(diǎn)：巖塊一般不發(fā)生水平或垂直位移，而是以某一點(diǎn)或塊體的某一棱線為轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，繞其外側(cè)臨空面轉(zhuǎn)動(dòng)。2、產(chǎn)生傾倒的原因，就巖塊本身而論，如果不考慮外力的作用，

發(fā)生傾倒現(xiàn)象是由于產(chǎn)生傾倒力

矩造成的，對(duì)于單一巖塊其重力

必須落在該巖塊所處的底面之外，才有可能產(chǎn)生傾倒。

2.1.3滑坡邊坡巖（土）體在重力作用下，沿一定的軟弱面或軟弱帶整體下滑的現(xiàn)象稱為滑坡。12

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4一、滑坡的特點(diǎn)邊坡發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，在滑坡前，滑體的后緣會(huì)出現(xiàn)張裂隙，而后緩慢移動(dòng)。滑動(dòng)初期速度慢，持續(xù)時(shí)間長，到后期迅速滑落。二、滑坡的原因滑動(dòng)面的抗滑力小于滑坡體的下滑力。一個(gè)發(fā)育完全的滑坡，一般具有下列構(gòu)成要素（如圖2.1.3-1、2.1.3-2所示）：2.1.3滑坡1、滑坡體2、滑坡周界3、滑坡壁簡稱滑壁4、滑坡臺(tái)階5、滑動(dòng)面6、滑坡床7、滑坡前緣（滑坡頭、滑坡舌）8、滑動(dòng)軸（主滑線）9、滑坡裂隙13

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4§2.2滑坡的分類14

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2.2.1按滑坡體的物質(zhì)組成分類按滑坡體的物質(zhì)組成分類，可以分為以下幾類：1、堆積層滑坡包括坡積、洪積、重力堆積體或沿基巖頂面滑動(dòng)的各種滑坡。2、殘積層滑坡主要指在厚層風(fēng)化帶中的滑坡，滑坡多沿軟弱的風(fēng)化帶滑動(dòng)。3、黃土滑坡新、老黃土中發(fā)生的滑坡，多沿新、老黃土接觸面滑動(dòng)。4、粘性土滑坡均質(zhì)和非均質(zhì)的粘性土中產(chǎn)生的滑坡。

5、堆填土滑坡人工填筑的路堤土和棄土，主要沿原地面發(fā)生的滑動(dòng)。6、破碎巖石滑坡巖體失去完整性，松散破碎的多種巖石可產(chǎn)生層面滑動(dòng)和構(gòu)造面滑動(dòng)。7、巖石滑坡各種較完整的巖石，以泥巖、泥質(zhì)頁巖、片巖等軟弱巖石中的滑坡為多。煉2.2.2按滑坡的厚度分類按滑坡的厚度可分為淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡3類。1、淺層滑坡厚度＜6m。2、中層滑坡厚度6～20m。3、深層滑坡厚度＞20m。煉2.2.3按力學(xué)條件分類按力學(xué)條件分類，可分為以下2類：

1、牽引式滑坡滑坡體下部先變形滑動(dòng)，使上部巖體失去支撐，從而使上部巖體也隨著變形移動(dòng)，如圖2.2.3-1所示。2、推移式滑坡滑坡體上部先滑動(dòng)，因而使下部巖體也變形滑動(dòng)，如圖2.2.3-2所示。15

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2.2.4按滑坡體積大小不同分類按滑坡體積大小不同可分為小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡

4類。1、小型滑坡滑坡體積＜1.0萬m32、中型滑坡滑坡體積1.0～10萬m33、大型滑坡滑坡體積10～100萬m34、巨型滑坡滑坡體積＞100萬m316

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2.2.5按滑行速度不同分類按滑行速度的不同分類，可分為以下4類：1、蠕動(dòng)滑動(dòng)平均滑動(dòng)速度小于0.01mm/s時(shí)稱為蠕動(dòng)滑動(dòng)。2、慢速滑動(dòng)平均速度為0.01mm/s

～1.00cm/s時(shí)稱為慢速滑動(dòng)。3、快速滑動(dòng)平均速度為1.00cm/s

～1.0m/s時(shí)稱為快速滑動(dòng)。4、高速滑動(dòng)平均滑動(dòng)速度大于1.0m/s時(shí)稱為高速滑動(dòng)。

2.2.6按滑動(dòng)面形態(tài)不同分類一、平面滑動(dòng)邊坡巖體沿某一結(jié)構(gòu)面如層面、節(jié)理或斷層面發(fā)生滑動(dòng)，如圖2.2.6-1所示。通常發(fā)生在滑動(dòng)面的傾向與邊坡面的傾向一致，而滑動(dòng)面的傾角小于邊坡角但大于其內(nèi)摩擦角的層狀或有粘土夾層的巖體中。二、楔體滑動(dòng)當(dāng)邊坡巖體中有兩組或兩組以上結(jié)構(gòu)面與邊坡斜交，且相互切割成楔形體而滑動(dòng)。當(dāng)兩結(jié)構(gòu)面的組合交線的傾向與邊坡傾向近于一致，組合交線的傾角小于邊坡角而大于其內(nèi)摩擦角時(shí)，較易發(fā)生這類破壞，如圖2.2.6-2所示。17

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4§2.3滑坡地帶的特征

2.3.1地形地貌1、山坡或河谷谷坡上的圈椅地貌是比較容易發(fā)生滑坡的地方。圈椅地貌中的緩坡多由坡積物組成，也是地表水匯集之處。2、在較陡的大段河谷谷坡中間，夾一段臺(tái)地狀的滑坡地。有時(shí)滑面被沖割成雞爪

形山梁，這種緩坡或山梁往往易發(fā)生滑坡。3、坡體上雜亂無規(guī)則，還有積水洼地、地面裂隙、醉漢林、馬刀樹、房屋傾斜、

房墻開裂等現(xiàn)象，可能是發(fā)生滑坡的地方。4、沿河圓順的凹岸中突然有一小部分向河床凸出侵占河床，凸出段有殘留的大弧

石，這可能是由古滑坡舌部的殘留物形成，如圖2.3.1-1所示。18

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45、雙溝同源地形，如谷溝不深，溝間距離數(shù)十米至數(shù)百米，溝源相連呈鉗形，溝間山谷多呈上、下陡而中間緩的鼻型斜坡地形，也容易發(fā)生滑坡。這種地形往往是由于山坡曾發(fā)生過移動(dòng)，水流沿周圍侵蝕發(fā)育的結(jié)果，是古滑坡錯(cuò)落殘留的痕跡，如圖2.3.1-2所示。

2.3.2滑坡的巖、土結(jié)構(gòu)1、頁巖、泥巖、泥灰?guī)r、千枚巖、滑石片巖、云母片巖以及其他容易風(fēng)化遇水軟化的巖石及粘性土、黃土及各種成因的堆積層，都比較容易發(fā)生滑坡。2、斷層面，節(jié)理面，褶曲兩翼的傾斜面，不整合面以及傾角較陡、傾向向外、走向與邊坡走向線交角小于45°的基巖層面，都容易構(gòu)成滑坡的滑動(dòng)面。3、巖、土有擾動(dòng)、松脫現(xiàn)象，基巖層位、產(chǎn)狀特征與外圍不連續(xù)，說明山坡發(fā)生過滑坡。4、滑坡發(fā)生后，其后緣斷壁上有順坡擦痕，前緣土體被擠出，滑坡兩側(cè)以溝谷或裂面為界，滑床常有由粘性物質(zhì)或粘粒夾磨光角礫組成塑性變形帶。19

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2.3.3水20

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41、地表水不易排出，甚至形成積水；2、斜坡含水層的原有狀況被破壞，滑體成為復(fù)雜的含水體；3、在緩坡后緣、前緣、坡腳或坡面等地形變化處有泉水及濕地分布；4、河水淘蝕，沖刷坡腳；5、灌溉水或其他水滲漏。以上情形都會(huì)促成滑坡發(fā)生。本章小結(jié)21

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4本章主要教學(xué)內(nèi)容總結(jié)介紹了解邊坡的主要破壞形式（坍塌，傾倒，滑坡）、滑坡的不同分類方法。在了解滑坡地帶的特征的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)從地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)、水等方面來判斷滑坡的存在。第三章影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解地層與巖性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。2、理解巖體結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。3、理解水的作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。4、理解振動(dòng)的作應(yīng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。的影響。本章教學(xué)內(nèi)容1、地層與巖性的影響。2、地質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力的影響。本章重點(diǎn)1、領(lǐng)會(huì)地層與巖性、地質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力、結(jié)構(gòu)面的成因類

型、結(jié)構(gòu)面的組數(shù)與數(shù)量、結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性和間距、結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)及充22

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45、理解邊坡的幾何形狀及表面形態(tài)對(duì)邊坡穩(wěn)定性填物、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其與邊坡臨空面的關(guān)系等對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，水對(duì)邊坡巖體的物化破壞作用，振動(dòng)速度對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性影響，振動(dòng)波對(duì)邊坡巖6、理解地質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。體的破壞，邊坡的外形、邊坡的斷面形狀對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

2、簡單運(yùn)用靜水壓力和浮托力、動(dòng)水壓力（滲透力）的計(jì)算，3、結(jié)構(gòu)面的成因類型，結(jié)構(gòu)面的組數(shù)與數(shù)量，結(jié)振動(dòng)速度及爆破振動(dòng)力的計(jì)算。構(gòu)面的連續(xù)性和間距，結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度，結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)及充填物，結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其與邊坡臨空面的關(guān)系。4、靜水壓力和浮托力，動(dòng)水壓力（滲透力），水對(duì)邊坡巖體的物化破壞作用。5、振動(dòng)波對(duì)邊坡巖體的破壞、爆破振動(dòng)力的計(jì)算、振動(dòng)速度對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性影響。6、邊坡的外形、邊坡的斷面形狀對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。本章難點(diǎn)1、理解結(jié)構(gòu)面的成因類型，結(jié)構(gòu)面的組數(shù)與數(shù)量，結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性和間距。2、結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的異同。本章難點(diǎn)1、理解結(jié)構(gòu)面的成因類型，結(jié)構(gòu)面的組數(shù)與數(shù)量，結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性和間距。2、結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的異同。3、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)及充填物、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其與邊坡臨空面的關(guān)系對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。4、靜水壓力和浮托力的簡單計(jì)算。5、動(dòng)水壓力（滲透力）的估算。6、水對(duì)邊坡巖體的物化破壞作用。7、振動(dòng)速度估算及其對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性影響。8、爆破振動(dòng)力的計(jì)算。9、邊坡的斷面形狀對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。本章學(xué)習(xí)方法建議及參考資料1、熟悉各名詞、術(shù)語的含義，掌握基本概念。2、結(jié)合生活和工作中的認(rèn)識(shí)，與所學(xué)的知識(shí)對(duì)比，加深對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素的理解。3、學(xué)會(huì)使用所學(xué)的公式，在已知必要參數(shù)的前提下，對(duì)靜水壓力和浮托力、動(dòng)水壓力（滲透力）以及振動(dòng)速度、爆破振動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算。23

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4影響邊坡巖體穩(wěn)定性的因素可分為內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素主要包括邊坡巖體的地層、組成邊坡巖體的巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖（土）體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力以及水的作用。外部因素主要指邊坡形態(tài)的改造、氣象變化、振動(dòng)作用、工程荷載、植被作用以及人為因素的影響等。§3.1地層與巖性一、地層地層中含有特殊的礦物成分和風(fēng)化物質(zhì)而在地層內(nèi)容易形成滑動(dòng)帶。例如，在高靈敏的海相粘土，裂隙粘土，第三系，白堊系，侏羅系紅色頁巖、泥巖地層，二迭系煤系地層，以及古老的泥質(zhì)變質(zhì)巖系，如千枚巖、片巖等地層，都屬于易滑地層。在這些地層形成的邊坡穩(wěn)定性必然較差。二、巖性巖性是指組成巖石的物理、化學(xué)、水理和力學(xué)性質(zhì)。邊坡巖體如果是整體性好、堅(jiān)硬、致密、強(qiáng)度高的塊狀或厚層狀巖體，可以形成高達(dá)數(shù)百米的陡立邊坡而不垮塌。在整體性差、松散、破碎、強(qiáng)度低的巖體中，邊坡坡度較緩也有可能失穩(wěn)。而黃土邊坡在干燥條件下可以直立不潰，在淤泥或淤泥質(zhì)軟土地段，由于淤泥

的塑流變形，邊坡則難以形成。因此，由某些巖性組成的邊坡在干燥時(shí)或在天

然狀態(tài)下是穩(wěn)定的，一經(jīng)水浸，特別是巖體在飽水條件下，巖體強(qiáng)度會(huì)顯著降

低，邊坡往往會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)。24

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4由于地層與巖性對(duì)邊坡的形成、發(fā)展和穩(wěn)定狀態(tài)的控制作用，使各種變形破壞形式帶有一定的區(qū)域性。在黃土地區(qū)，邊坡變形破壞形式以滑坡為主。在花崗巖和厚層石灰?guī)r風(fēng)化強(qiáng)烈地區(qū)，往往以崩塌為主，但當(dāng)巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育、巖體被結(jié)構(gòu)面切割嚴(yán)重時(shí)，邊坡變形破壞的形式也以滑坡為主。邊坡的滑落主要是剪切破壞，因此，巖體的抗剪強(qiáng)度是衡量邊坡巖體穩(wěn)定性的必要條件。從巖性對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響可知，堅(jiān)硬、致密的巖體其抗剪強(qiáng)度較高，不易發(fā)生滑坡；松散、破碎的巖體其抗剪強(qiáng)度低，容易滑坡。25

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4§3.2地質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力26

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4一、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造主要指區(qū)域構(gòu)造特點(diǎn)、褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、斷層和節(jié)理裂隙發(fā)育特征以及區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活動(dòng)特點(diǎn)等。在區(qū)域構(gòu)造比較復(fù)雜的地區(qū)，邊坡的穩(wěn)定性較差。易出現(xiàn)超大型滑坡及滑坡群。邊坡地段的巖層褶皺形態(tài)和巖層產(chǎn)狀，將直接控制邊坡變形破壞的形式和規(guī)模。斷層或節(jié)理裂隙本身就是構(gòu)成滑坡體的滑動(dòng)面或滑坡的界面。二、地應(yīng)力地應(yīng)力是控制邊坡巖體節(jié)理發(fā)育裂隙擴(kuò)展以及邊坡變形特征的重要因素。此外，地應(yīng)力還可直接引起邊坡巖體的變形甚至破壞。在評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性時(shí)，尚需要在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地應(yīng)力的大小和方向，以便判定它對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性的影響程度?！?.3巖體結(jié)構(gòu)27

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4巖體中的斷層、層理、節(jié)理和片理等結(jié)構(gòu)面是邊坡穩(wěn)定性的控制因素。巖體中有結(jié)構(gòu)面存在，降低了巖體的整體強(qiáng)度，增大了巖體的變形性和流變性，形成了巖體的不均勻性和非連續(xù)性。大量邊坡的失事證明：一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)面組合邊界的剪切滑移、張拉破壞和錯(cuò)動(dòng)變形是造成邊坡巖體失穩(wěn)的主要原因。

3.3.1結(jié)構(gòu)面的成因類型結(jié)構(gòu)面按其成因可分為原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面和次生結(jié)構(gòu)面3類。1、原生結(jié)構(gòu)面原生結(jié)構(gòu)面為成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面，按其成巖作用可分為沉積結(jié)構(gòu)面、火

成結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面。2、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面構(gòu)造結(jié)構(gòu)面是在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中受構(gòu)

造應(yīng)力作用所產(chǎn)生的破裂面和裂隙帶，包括劈理、節(jié)理、斷層及層間錯(cuò)動(dòng)等，按力學(xué)性質(zhì)又分為壓縮、張拉、扭性、壓扭性和張扭性等結(jié)構(gòu)面。3、次生結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面是在原生結(jié)構(gòu)面的基礎(chǔ)上，因風(fēng)化、地下水和卸荷作用，使原有

的結(jié)構(gòu)面規(guī)模加大以及性質(zhì)改變的結(jié)

果。

3.3.2結(jié)構(gòu)面的組數(shù)與數(shù)量28

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4邊坡受一組結(jié)構(gòu)面和多組結(jié)構(gòu)面的切割，其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度是不同的。當(dāng)邊坡巖體受多組相互交切的結(jié)構(gòu)面切割時(shí)，不僅使整個(gè)邊坡巖體自由變形的可能性會(huì)更大，而且使切割面、滑動(dòng)面、甚至臨空面產(chǎn)生的機(jī)會(huì)更多，因而組成可能滑動(dòng)的塊體的條件會(huì)更多，同時(shí)也給地下水活動(dòng)提供了有利的條件，對(duì)邊坡穩(wěn)定性顯然是不利的。結(jié)構(gòu)面數(shù)量的多少，將直接影響到被切割巖塊的形狀和大小，它不僅影響到邊坡的穩(wěn)定性，同時(shí)也影響到邊坡變形破壞的形式。嚴(yán)重破碎的巖體邊坡，可能出現(xiàn)類似于土質(zhì)邊坡那樣的圓弧形滑動(dòng)破壞。

3.3.3結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性和間距29

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4大的結(jié)構(gòu)面延展范圍大，連續(xù)性也好，對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利。如果結(jié)構(gòu)面之間不能全部貫通，巖體強(qiáng)度有一部分被完整巖石所控制，有利于邊坡穩(wěn)定。在邊坡巖體調(diào)查中，對(duì)結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性要做定性描述，即觀察結(jié)構(gòu)面沿走向和傾向方向上延展長度，并予以記錄。結(jié)構(gòu)面的間距是指在結(jié)構(gòu)面法線方向上兩相鄰結(jié)構(gòu)面間的距離。結(jié)構(gòu)面的密度可用裂隙度表示。裂隙度是指在法線方向單位長度上結(jié)構(gòu)面的數(shù)目。結(jié)構(gòu)面間距和密度表明巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度和被結(jié)構(gòu)面切割巖塊的大小。結(jié)構(gòu)面間距小或密度大的邊坡巖體易于破壞。

3.3.4結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度結(jié)構(gòu)面一般是粗糙不平的，這種特性對(duì)結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度有重要影響，特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)面之間相互鑲嵌沒有明顯位移的情況下更為明顯。結(jié)構(gòu)表面按其起伏不平的程度，規(guī)模較大的起伏不平稱為起伏度。結(jié)構(gòu)表面按其起伏不平的程度，規(guī)模較小的起伏不平稱為粗糙度。粗糙度所表征的起伏不平，在巖體滑動(dòng)的剪切過程中會(huì)被剪切掉，從而增大結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。據(jù)起伏度表征的起伏不平，在巖體沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)的剪切過程中，可能出現(xiàn)2種情況：1、如果上覆壓力（正壓力）不大，剪切時(shí)只沿表面凸起部分跨越，而凸起部分不會(huì)被剪掉，使剪切滑移過程發(fā)生剪脹現(xiàn)象。這時(shí)結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度如圖3.3.4-1中OA線，其表達(dá)式為：30

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4式中：結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角；粗糙角（或稱爬坡角）。如圖3.3.4-2所示。31

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4煉3.3.5結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)及充填物32

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4結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)，充填物的特性一般有以下幾種情況：1、結(jié)構(gòu)面是閉合的、干凈無充填物，相鄰結(jié)構(gòu)面直接接觸，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)面壁的巖性、硬度、表面的粗糙度和起伏度等因素。2、結(jié)構(gòu)面是閉合的，但有泥質(zhì)或礦物質(zhì)薄膜等，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度不僅取決于面

的形態(tài)（光滑、粗糙）和面壁巖性，而且也取決于這些薄膜的礦物類型及其親水性。

3、結(jié)構(gòu)面是張開的，或被大量不連續(xù)巖粉、巖屑所充填或者充水充氣等，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度顯著降低或完全喪失。4、結(jié)構(gòu)面間被連續(xù)的充填物所充填，兩相鄰的結(jié)構(gòu)面不直接接觸，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)面表面起伏度和充填物的厚度，以及充填物的成分（硅質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)）與其物理力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面上充填物的厚度大于起伏差的高度時(shí)，就以充填物的抗剪強(qiáng)度作為計(jì)算依據(jù)，不應(yīng)將結(jié)構(gòu)面起伏度的影響考慮在內(nèi)。結(jié)構(gòu)面傾向與邊坡面傾向相同，且兩者的傾角相等時(shí)，屬穩(wěn)定邊坡，如圖3.3.6-2（c）。結(jié)構(gòu)面傾向與邊坡面傾向相同，結(jié)構(gòu)面的傾角α大于邊坡面傾角β時(shí)，也屬穩(wěn)定邊坡，如圖3.3.6-2（d）。33

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44、當(dāng)結(jié)構(gòu)面的傾向與邊坡坡面傾向方向相反時(shí)，邊坡也屬穩(wěn)定邊坡，如圖3.3.6-4所示。3、當(dāng)結(jié)構(gòu)面呈水平狀態(tài)時(shí)，這時(shí)邊摩擦角時(shí)，則楔形體可能滑動(dòng)，如坡屬穩(wěn)定邊坡，如圖3.3.6-3所示。圖3.3.6-5所示。當(dāng)兩結(jié)構(gòu)面形成的楔形體的組合交線AB的傾角等于或大于坡面角以及小于坡面角但組合交線延伸到坡同向緩傾邊坡的穩(wěn)定性較反向坡角巖體內(nèi)部時(shí)，邊坡均屬穩(wěn)定的，為差；同向緩傾坡中巖層傾角越小，如圖3.3.6-6所示。穩(wěn)定性越差；水平巖層穩(wěn)定性較好。5、當(dāng)有兩組結(jié)構(gòu)面與坡面斜交的情況下，邊坡巖體被切割成楔形體，其穩(wěn)定程度視結(jié)構(gòu)面組合交線與坡面的相互關(guān)系而定。當(dāng)兩結(jié)構(gòu)面形成的楔形體組合交線AB與坡面傾向相同，其組合交線的傾角小于坡面角但大于結(jié)構(gòu)面內(nèi)35

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4§3.4水的作用

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3.4.3水對(duì)邊坡巖體的物理化學(xué)的破壞作用40

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4發(fā)生水化作用和脫水作用。在吸水或脫水過程中都能引起礦物體積的膨脹或收縮，從而導(dǎo)致巖體松散、破碎或改變其化學(xué)成分。當(dāng)水中含有CO2等氣體時(shí)，水的化學(xué)溶解和潛蝕能力將大為加強(qiáng)。水的有關(guān)化學(xué)作用和氣溫的物理作用相配合，將促使風(fēng)化作用向深部發(fā)展和擴(kuò)散，使巖體的破壞更為嚴(yán)重。

二、水對(duì)邊坡巖體的物理作用水對(duì)邊坡巖體的物理作用是使巖體碎裂。水在結(jié)冰時(shí)，其體積增大10％左右，滲入巖體裂隙中的水結(jié)冰后可能對(duì)巖體產(chǎn)生很大的膨脹力，使巖體沿著原有的裂隙迅速開裂。對(duì)于裂隙中的某些次生充填物、松散夾層或粘土質(zhì)軟巖，由于水的蒸發(fā)也會(huì)產(chǎn)生收縮性開裂而導(dǎo)致不同程度的破壞。水本身賦存于滑體滑動(dòng)面間而形成了潤滑介質(zhì)，使顆粒間和滑面問的摩擦系數(shù)在一定范圍內(nèi)隨濕度的增大而急劇下降，使邊坡巖體的穩(wěn)定程度降低，特別是當(dāng)有粘土質(zhì)充填物時(shí)，更應(yīng)注意水對(duì)

一、水對(duì)邊坡巖體的物理化學(xué)的破壞作用在一定條件下，巖體礦物吸收或失去水分子而邊坡滑面的潤滑破壞作用。水的浸泡使（巖）土體的強(qiáng)度大為降低，形成巖體強(qiáng)度的軟化。水的軟化作用對(duì)巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性危害較大。當(dāng)邊坡巖體或軟夾層的親水性強(qiáng)，有易溶于水的

礦物，如含鹽的粘土質(zhì)頁巖等，浸水后易發(fā)生質(zhì)

的變化，使巖石和巖體受到破壞而發(fā)生泥化現(xiàn)象，以致影響邊坡穩(wěn)定。對(duì)于土質(zhì)邊坡，浸水后的軟

化現(xiàn)象更加明顯，特別是濕潤的黃土邊坡，遇水

后將急劇變形而破壞，水流沖刷對(duì)河谷邊坡會(huì)產(chǎn)生侵蝕下切，常常截?cái)鄮r體底部滑面使巖體臨空，極易導(dǎo)致滑動(dòng)。水流沖刷往往是岸坡崩塌的原因。易風(fēng)化巖層邊坡常因地表水流沖刷而迅速變形。在松散砂土中流動(dòng)的地下水，可將巖體中的細(xì)粒沖走，使土體出現(xiàn)管涌而引起邊坡變形或破壞。

3.4.4地下水的存在和水位的高低對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響對(duì)軟質(zhì)邊坡巖體，以內(nèi)聚力C=4.9MPa，內(nèi)摩擦角φ=30°時(shí)進(jìn)行理論計(jì)算表明，其極限邊坡高度H和邊坡角β隨地下水位的變化而變化。如圖3.4.4給出了3種地下水位的計(jì)算結(jié)果。60m高的邊坡被水飽和后其極限邊坡角為34°；如將地下水完全疏干，則極限邊坡角可達(dá)53°；如將地下水疏于一半，那么極限邊坡角可達(dá)42°。這說明地下水的存在和水位的高低對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響。41

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4煉3.4.5地下水的流動(dòng)與斷層透水性的優(yōu)劣對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響當(dāng)邊坡巖體有斷層存在并有地下水活動(dòng)時(shí)，由于地下水的流動(dòng)情況與斷層透水性的好壞有極大關(guān)系，因此，對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響和破壞作用也不盡相同。一般有以下幾種情況：1、斷層透水性較差時(shí)，在邊坡巖體中起隔墻作用，如圖3.4.5（a）所示。由于斷層透水性差，使斷層后方水位升高，水壓與水深的平方成正比，所以在斷層后方會(huì)產(chǎn)生較大的靜水壓力，推促斷層前方的邊坡巖體向前移動(dòng)，因而不利于邊坡的穩(wěn)定。2、斷層透水性良好時(shí)，水可能積蓄于坡腳，而降低巖體的粘聚力強(qiáng)度，不利于邊坡穩(wěn)定，如圖3.4.5（b）所示。3、有時(shí)透水性良好的斷層會(huì)起排水鉆孔的作用，如圖3.4.5（c）所示。它將水導(dǎo)至下部透水層中，降低坡腳處的水位，因而有利于邊坡的穩(wěn)定。42

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4§3.5振動(dòng)的作用43

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4煉3.5.1振動(dòng)波對(duì)邊坡巖體的破壞作用都可能引起邊坡巖體應(yīng)力的瞬時(shí)變化，從而影響邊坡的穩(wěn)定性。采掘爆破可使巖體產(chǎn)生疲勞效應(yīng)。形和破壞。壓縮波到達(dá)邊坡自由面后在巖體內(nèi)產(chǎn)生新的裂隙。額外的動(dòng)力，促使邊坡破壞。龜裂帶內(nèi)巖體受到較為強(qiáng)烈的破壞，地表產(chǎn)生一些可見的裂隙，嚴(yán)重時(shí)巖體會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)隆起和體積增大，在某些情況下，可能使邊坡露天采石場(chǎng)大規(guī)模爆破與山區(qū)修建道路挖方巖體強(qiáng)度降低30％～50％。由于每個(gè)臺(tái)階的邊坡爆破產(chǎn)生的沖擊波和地震產(chǎn)生的地震波，都或多或少地承受這一影響，因此對(duì)整個(gè)邊坡來講，客觀上存在一定深度的爆破松動(dòng)帶，如圖3.5.1所示。由于振動(dòng)波產(chǎn)生的振動(dòng)可以破壞土、砂顆粒根據(jù)某些露天礦觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)，爆破松動(dòng)帶可問的聯(lián)結(jié)力，飽水的砂可能出現(xiàn)液化，長期的達(dá)10～15m。地震所產(chǎn)生的橫波在地表引起周期性晃動(dòng)，邊坡巖體在爆破動(dòng)應(yīng)力的瞬時(shí)沖擊作用下，破壞力最大；縱波在地表引起上下顛波，由于爆破沖擊波向四周傳播，致使巖體產(chǎn)生變破壞力較小。在地震振動(dòng)的作用下，首先使邊坡巖體的結(jié)部從自由面開始產(chǎn)生拉伸波，巖體受到拉力作構(gòu)面張裂、松弛，地下水狀態(tài)發(fā)生較大的用，使自由面附近巖體中的裂隙裂開、擴(kuò)展或變化，然后在地震力的反復(fù)振動(dòng)沖擊下，邊坡巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)生位移變形，直至破壞。爆破振動(dòng)波通過巖體時(shí)，給潛在的結(jié)構(gòu)面以地震影響不僅表現(xiàn)在當(dāng)時(shí)引起的崩塌和滑坡，而且由于地震震壞巖體，山體產(chǎn)生裂縫，震后在靠近最終邊坡時(shí)，由于爆破的后沖作用在邊數(shù)年內(nèi)仍繼續(xù)出現(xiàn)崩塌和滑坡。坡上產(chǎn)生龜裂帶，容易導(dǎo)致邊坡巖體發(fā)生崩塌或滑動(dòng)。44

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4§3.6邊坡的幾何形狀及表面形態(tài)煉3.6.1邊坡的外形邊坡走向的表面形狀不同，可影響邊坡巖體內(nèi)的應(yīng)力性質(zhì)，如圖3.6.1所示。對(duì)于凸形邊坡，由于巖體鼓出，兩側(cè)水平易受拉應(yīng)力，所以穩(wěn)定性較差。

對(duì)于凹形邊坡，由于邊坡巖體表面處于二向受壓狀態(tài)，所以穩(wěn)定性較好。同時(shí)凹形邊坡，邊坡等高線曲率半徑越小，越有利于邊坡穩(wěn)定。圓形封閉圈的邊坡比相同地質(zhì)條件下的矩形封閉圈的邊坡穩(wěn)定；而矩形封閉圈的縱向長度越大，邊坡穩(wěn)定性也越差。46

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4煉3.6.2邊坡的坡度與高度47

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4對(duì)于均質(zhì)巖土邊坡，坡度越陡，坡高越大，其穩(wěn)定性越不好。當(dāng)邊坡的穩(wěn)定性受同向傾斜滑動(dòng)面控制時(shí)，邊坡的穩(wěn)定性與邊坡坡度的大小關(guān)系不大，而主要取決于邊坡的高度。當(dāng)邊坡的坡度越陡（即邊坡角越大），使坡頂與坡面拉應(yīng)力帶的范圍也越大，坡腳應(yīng)力集中帶的最大剪應(yīng)力增加，不利于邊坡穩(wěn)定。煉3.6.3邊坡的斷面形狀邊坡從垂直斷面上看，可分為平面邊坡、凸形邊坡和凹形邊坡3類，如圖3.6.3所示。凸形邊坡具有上緩下陡的外形，如圖3.6.3（a）所示。這種邊坡符合露天礦邊坡形成的時(shí)間特點(diǎn)，因此，它是適用于深露天礦邊坡的斷面形狀。平面邊坡（也稱直線邊坡），這種邊坡形式的繪制和計(jì)算最簡單，但平面邊坡是按組成邊坡巖體的平均性質(zhì)考慮的。如果組成邊坡巖體的強(qiáng)度有強(qiáng)有弱，且彼此懸殊較大時(shí)，即使采用了較大的安全系數(shù)，也難免在弱巖層中發(fā)生破壞。直線邊坡的傾角上下一致，如圖3.6.3（b）所示。凹形邊坡是根據(jù)松散介質(zhì)力學(xué)計(jì)算出來的邊坡，上陡下緩，如圖3.6.3（c）所示。這種邊坡比直線邊坡在相同的條件下要多挖巖石。48

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4§3.7其他因素49

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4一、風(fēng)化作用風(fēng)化作用使邊坡巖體隨時(shí)間的推移而不斷產(chǎn)生破壞，最終也可能嚴(yán)重地威脅邊坡穩(wěn)定。二、人為因素在工程建設(shè)或生產(chǎn)建設(shè)中，人為地促使邊坡破壞，如破壞坡腳、挖空坡腳、坡頂欠挖以及在坡眉附近設(shè)有各種建筑物和排土場(chǎng)。有時(shí)為了減少基建投資和縮短基建時(shí)問，而將排土場(chǎng)設(shè)在境界附近，從而加大了邊坡上的承載重量，增加了邊坡巖體的下滑力，以致發(fā)生滑坡。三、植被生長的影響植物根系可保持土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定，通過植物吸收部分地下水有助于保持邊坡的干燥。在巖質(zhì)邊坡上，生長在裂隙中的樹根有時(shí)也是邊坡局部崩滑的起因。本章小結(jié)50

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◆本章主要教學(xué)內(nèi)容總結(jié)介紹了地層與巖性、地質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力、結(jié)構(gòu)面的成因類型、結(jié)構(gòu)面的組數(shù)與數(shù)量、結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性和間距、結(jié)構(gòu)面的起伏度和粗糙度、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合狀態(tài)及充填物、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其與邊坡臨空面的關(guān)系等對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響；水對(duì)邊坡巖體的物化破壞作用；振動(dòng)速度對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性影響；振動(dòng)波對(duì)邊坡巖體的破壞；邊坡的外形、邊坡的斷面形狀對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。在已知參數(shù)的條件下，學(xué)會(huì)對(duì)靜水壓力和浮托力、動(dòng)水壓力（滲透力）的計(jì)算，振動(dòng)速度及爆破振動(dòng)力的簡單計(jì)算。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解巖體結(jié)構(gòu)分析的步驟。構(gòu)面。本章教學(xué)內(nèi)容1、巖體結(jié)構(gòu)分析的步驟。本章重點(diǎn)1、理解和掌握赤平極射投影的基本原理、51

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42、掌握赤平極射投影的原理與繪制方法。投影方法。3、學(xué)會(huì)巖體結(jié)構(gòu)分析方法。 2、理解和掌握實(shí)體比例投影法。4、學(xué)會(huì)利用赤平等面積投影法確定優(yōu)勢(shì)結(jié)3、學(xué)會(huì)繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖，繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)等值線圖。4、綜合使用赤平極射投影法和實(shí)體比例投影法對(duì)單一結(jié)構(gòu)與坡面同傾向的邊坡、單一2、赤平極射投影的基本原理、投影方法，結(jié)構(gòu)面與坡面斜交的邊坡、兩組結(jié)構(gòu)面與邊投影網(wǎng)的繪制，實(shí)體比例投影法。坡斜交、三組及三組以上結(jié)構(gòu)面與邊坡斜交

3、單一結(jié)構(gòu)與坡面同傾向的邊坡、單一結(jié)等情形的邊坡進(jìn)行巖體結(jié)構(gòu)分析。構(gòu)面與坡面斜交的邊坡、兩組結(jié)構(gòu)面與邊坡斜交、三組及三組以上結(jié)構(gòu)面與邊坡斜交等情形下的巖體結(jié)構(gòu)分析。4、繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖，繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)等值線圖。第四章邊坡巖體結(jié)構(gòu)分析本章難點(diǎn)1、理解和掌握赤平極射投影的基本原理、投影方法。2、理解和掌握實(shí)體比例投影法。3、學(xué)會(huì)繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖，繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)等值線圖。4、綜合使用赤平極射投影法和實(shí)體比例投影法對(duì)單一結(jié)構(gòu)與坡面同傾向的邊坡、單一結(jié)構(gòu)面與坡面斜交的邊坡、兩組結(jié)構(gòu)面與邊坡斜交、三組及三組以上結(jié)構(gòu)面與邊坡斜交等情形的邊坡進(jìn)行巖體結(jié)構(gòu)分析。本章學(xué)習(xí)方法建議及參考資料1、熟悉和掌握赤平極射投影的基本原理。2、通過繪制繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖、結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)等值線圖來掌握赤平極射投影法和實(shí)體比例投影法。52

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4§4.1巖體結(jié)構(gòu)分析的步驟53

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4邊坡巖體結(jié)構(gòu)分析是根據(jù)巖體形態(tài)、產(chǎn)狀、性質(zhì)、規(guī)模及其組合關(guān)系，以地質(zhì)力學(xué)原理為基礎(chǔ)，研究巖體結(jié)構(gòu)特征，應(yīng)用赤平極射投影和實(shí)體比例投影為手段進(jìn)行圖解分析，定性評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性，推斷分析、設(shè)計(jì)穩(wěn)定邊坡角的一種方法。

4.1.1現(xiàn)場(chǎng)巖體調(diào)查與相關(guān)參數(shù)測(cè)量邊坡巖體的穩(wěn)定性，從巖體結(jié)構(gòu)分析上看，主要取決于邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、連續(xù)性及其相互組合關(guān)系。根據(jù)邊坡穩(wěn)定性研究的需要，應(yīng)當(dāng)查明結(jié)構(gòu)面的以下特征：1、結(jié)構(gòu)面的類型、性質(zhì)和產(chǎn)狀。2、結(jié)構(gòu)面的分布特征和連續(xù)性、結(jié)構(gòu)面的間距和密集度。3、結(jié)構(gòu)面間充填物的厚度、成分和性質(zhì)。4、邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型和特征。

4.1.2初步判斷邊坡巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性54

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4采用赤平極射投影法，對(duì)結(jié)構(gòu)面調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析邊坡范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的組合特征以及與坡面的組合關(guān)系。1、如果結(jié)構(gòu)面比較單一且與坡面的組合關(guān)系簡單，即可應(yīng)用赤平極射投影原理判定邊坡巖體的穩(wěn)定狀態(tài)，從而推斷穩(wěn)定的邊坡角。2、如果邊坡巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面組數(shù)多、分布廣時(shí)，尚需繪制出結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖和極點(diǎn)等值線圖，以便從極點(diǎn)等值線圖來確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面的數(shù)量和產(chǎn)狀，根據(jù)優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀，對(duì)邊坡可能破壞的方式和穩(wěn)定情況進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。

4.1.3推斷滑坡體的形態(tài)與滑體的幾何尺寸赤平極射投影只能反映物體的線和面產(chǎn)狀與角距的關(guān)系，而不涉及它們的具體位置、長短和大小。必須結(jié)合實(shí)體比例投影法來分析邊坡范圍內(nèi)優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面的組合特征以及其與邊坡面的組合關(guān)系，判定邊坡巖體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)類型，并求得滑坡體的幾何尺寸與形態(tài)，為穩(wěn)定性計(jì)算提供依據(jù)。煉4.1.4工程地質(zhì)剖面圖的繪制綜合工程地質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)分析等的實(shí)際資料，繪制出具有巖體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的工程地質(zhì)剖面圖，為邊坡穩(wěn)定性力學(xué)分析提供邊界條件?！?.2赤平極射投影的原理與方法55

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4.2.1基本原理赤平極射投影是將物體在三維空間的幾何要素表示在平面上的一種投影方法。赤平極射投影的特點(diǎn)：只反映物體的線和面的產(chǎn)狀和角度關(guān)系，并不涉及其具體位置，也不涉及其面積的大小、線段的絕對(duì)長短和點(diǎn)與點(diǎn)之間的絕對(duì)距離。赤平極射投影作圖包括以下2個(gè)步驟：作球面投影，化球面投影為赤平投影。一、作球面投影利用一個(gè)球體作為投影工具（稱為投影球），以球體中心（球心）作為比較物體幾何要素的方位和角度的原點(diǎn)，并以通過球心的一個(gè)水平面作為投影平面（如圖4.2.1（a）中的NESW平面），稱為赤道平面，如圖4.2.1（b）。作球面投影時(shí)是將物體的幾何要素線、面置于球心，使這些幾何要素延伸與球面相交，得到球面投影。如圖4.2.1（a）所示。將一個(gè)傾斜平面SHNK通過球心O，延伸該平面與參考球面相交成一圓SHNK，則

SHNK圓即為SHNK傾斜平面的球面投影。二、化球面投影為赤平投影把過球心的垂直軸與投影球面的交點(diǎn)稱為球極，位于赤道平面上部的球極稱為北極，位于下部的球極稱為南極。為了使用上的方便，一般只用半球面投影，或用上半球投影，射線由下半球球極（南極）發(fā)出；或用下半球投影，射線由上半球球極（北極）發(fā)出。圖4.2.1（a）系用上半球投影，以下半球球極為極點(diǎn)向SHNK斜面上的上半面的球面投影SHN各點(diǎn)作射線。由南極F點(diǎn)向球面投影發(fā)出的射線是FH，F(xiàn)S，F(xiàn)N等，稱為極射線。它們與投影球的赤道平面的交點(diǎn)N，M，S所形成的圓弧SMN就是SHN斜面的赤平極射投影。56

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4.2.2投影方法57

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4設(shè)有一結(jié)構(gòu)面，走向南北，傾向東，傾角為α，作圖時(shí)，首先通過S-N線傾向東的一個(gè)圓，即球體中SHNK圓。該圓就表示這一結(jié)構(gòu)面，如圖4.2.1（a）所示。它在球體中與赤平面NWSE的夾角α就是它的傾角。這個(gè)結(jié)構(gòu)面與上半球面的交線是SHN，由極點(diǎn)F向SHN做射線與赤平面交成一圓弧NMS，則此圓弧即為結(jié)構(gòu)面SHN的赤平極射投影。把赤平面從圖4.2.1（a）中取出，如圖4.2.1（b）所示?；“妓虻姆较蚓褪墙Y(jié)構(gòu)面的傾向?；№擬越靠近赤道大圓的邊緣，表明該面傾角越小，當(dāng)M與W重合時(shí)，表明該面是水平面。反之，弧頂越靠近中心O，則結(jié)構(gòu)面越陡，當(dāng)M與O重合時(shí)說明結(jié)構(gòu)面是垂直的平面。讀圖時(shí)可根據(jù)以下關(guān)系來判斷結(jié)構(gòu)面的走向、傾向及傾角的大小，即：弧弦表示走向；弧凹方向表示傾向；弧背與赤道大圓周的距離表示傾角的大小。58

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4煉4.2.3投影網(wǎng)目前廣泛使用的赤平投影網(wǎng)有2種，用法基本相同。吳爾福于1920年創(chuàng)造的赤平極射等角度投影網(wǎng)，簡稱吳氏網(wǎng)。施密特介紹的赤平等面積投影網(wǎng)，簡稱施氏網(wǎng)。吳氏網(wǎng)具有等角性，制作方便，多用它來探討結(jié)構(gòu)體的組合特征及結(jié)構(gòu)面與邊坡坡面或巖體中開挖面的組合關(guān)系。施氏網(wǎng)具有等面積性，所以在地質(zhì)力學(xué)分析中廣泛用來統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面分布密度，從而找出優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面，為邊坡穩(wěn)定性分析提供地質(zhì)依據(jù)。一、吳氏網(wǎng)1、吳氏網(wǎng)是由基圓（赤平大圓）和一系列經(jīng)緯網(wǎng)所組成。經(jīng)緯網(wǎng)格是由一系列走向南北的經(jīng)向大圓弧和一系列走向東西的緯向小圓弧交織而成。2、標(biāo)準(zhǔn)吳氏網(wǎng)是以基圓直徑為20cm，網(wǎng)格的角距為2°所繪成的規(guī)網(wǎng)，如圖4.2.3-1所示。59

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4經(jīng)線的繪制①經(jīng)線為通過投影球心，走向南北，傾向東和傾向西，傾角由0°～90°的一組平面的赤平極射投影，它們都是直徑各不相同的圓弧。②繪制時(shí)，首先將投影網(wǎng)外圓NW弧分度，每格2°或5°，如圖4.2.3-2。③將分度所得各點(diǎn)與S點(diǎn)直線相連，這些直線在WO線段上有一系列交點(diǎn)。然后作每個(gè)交點(diǎn)與S點(diǎn)連線的垂直平分線與OE線段（或其延長線）相交，又得一系列交點(diǎn)，分別以這些交點(diǎn)為圓心，以這些交點(diǎn)到S點(diǎn)的距離為半徑，作一系列通過NS的圓弧，它們就是投影網(wǎng)西半部的經(jīng)線。④將NE弧分度后，也可作出東半部的經(jīng)線。緯線的繪制①緯線為不通過投影球球心，走向東西，緯度（為地球球面的法線與赤道平面的夾角）為南緯0°～90°和北緯0°～90°的一組垂直平面的赤平極射投影。②繪制時(shí)首先將NE弧分度（每格2°或5°）將所得各點(diǎn)與圓心O相連，然后自各點(diǎn)作切線，它們與經(jīng)線SN的延長線相交得到一系列交點(diǎn)。③以這些交點(diǎn)為圓心，以交點(diǎn)至NE弧段上各相應(yīng)分度點(diǎn)的切線段為半徑作圓弧，此一系列圓弧為北半部的緯線。④同理，將SW弧段分度后也可作出南半部的緯線，圖4.2.3-3表示了北緯50°緯線的繪制法。60

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42、施氏網(wǎng)①施氏網(wǎng)是一種等面積投影網(wǎng)。②等面積投影是指參考球上任一給定面積的球缺面，不論此等面積球缺面位于球的哪個(gè)部位上，其赤平投影圖形的面積都應(yīng)當(dāng)相等。③施氏等面積赤平極射投影網(wǎng)如圖4.2.3-4所示④等面積赤平極射投影作圖法仍以投影球作投影工具，但投影面不是通過球心，而是在投影球上部（或下部）與投影球極點(diǎn)相切的水平面為赤平投影面，如圖4.2.3-5所示。61

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4⑤將投影平面由通過球心的水平面位置挪到切于球頂點(diǎn)（極點(diǎn)）的位置上，因此赤平圓的半徑將增大1.414倍。⑥設(shè)結(jié)構(gòu)面R按其產(chǎn)狀通過球心，其法線與球面交于極點(diǎn)P處。以球頂N點(diǎn)為球心，以

NP為半徑，作一圓弧與等面積投影平面NN'交于P'點(diǎn)。此點(diǎn)就是線段OP的等面投影點(diǎn)，而Rn是OP的等角投影點(diǎn)。62

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4煉4.2.4利用投影網(wǎng)（吳氏網(wǎng)）作投影圖的步驟已知某一結(jié)構(gòu)面走向N40°E，傾向SE，傾角60°，繪制其赤平極射投影。繪制步驟如下：1、將繪圖透明紙放在投影網(wǎng)上，按投影網(wǎng)大小畫圓，在圓周上同樣標(biāo)出E，S，W，N

4個(gè)方向。2、根據(jù)結(jié)構(gòu)面的走向方位，依投影網(wǎng)上的刻度，在繪圖透明紙圓周上取N40oE的a，

b2點(diǎn)，ab連線的方向就是結(jié)構(gòu)面的走向，如圖4.2.4（a）。3、轉(zhuǎn)動(dòng)繪圖透明紙，使a，b2點(diǎn)的投影網(wǎng)上的N，S極點(diǎn)重合，如圖4.2.4（b）所示。根據(jù)赤平極射投影原理可知，結(jié)構(gòu)面傾向東南時(shí)，代表結(jié)構(gòu)面的投影圓弧應(yīng)凹向南東，故圓弧投影線應(yīng)落在投影網(wǎng)的左半部。根據(jù)結(jié)構(gòu)面的傾角為60°，描下投影網(wǎng)上相同

角度的經(jīng)線a

Mb，此圓弧即為所求結(jié)構(gòu)面的赤平極射投影。4、再將圖4.2.4（b）轉(zhuǎn)回原來的位置，如圖4.2.4（c）所示。63

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4煉4.2.5實(shí)體比例投影法實(shí)體比例投影是運(yùn)用垂直投影原理和方法，將巖體的立體結(jié)構(gòu)化為平面幾何圖形，以赤平極射投影為基礎(chǔ)，并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按比例作圖，以求結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)面間組合交線的相互關(guān)系及空間方位，如圖4.2.5-1所示。在立體圖上，結(jié)構(gòu)面AZKMB和CZLMD相互交切，將邊坡切割成不穩(wěn)定體KMLZ。如果不穩(wěn)定體發(fā)生破壞或變形，它一定沿著組合交線MZ向下滑動(dòng)。組合交線的方位即是滑坡體的滑動(dòng)方向。在水平圖上作不穩(wěn)定體KMLZ及組合交線MZ的垂直投影，得到K′M′L′Z′及M′Z′。此投影即為實(shí)體比例投影。則K′M′L′Z′即為不穩(wěn)定體在水平投影圖上的邊界。在立體圖上，K和L兩點(diǎn)是野外實(shí)測(cè)的2個(gè)結(jié)構(gòu)面的控制點(diǎn)，用以表示兩組結(jié)構(gòu)面的相對(duì)位置關(guān)系。平面投影圖比例尺的大小，是根據(jù)實(shí)測(cè)或設(shè)計(jì)邊坡斷面的底寬和高度做適當(dāng)?shù)倪x擇，一般用1/100，1/200，1/500，1/1000等比例。64

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4結(jié)構(gòu)面走向傾向傾角A-AN3

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°WSW5

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°坡面D-DEWS6

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4【例】已知邊坡高度為H，底寬為m，有2組結(jié)構(gòu)面切割邊坡巖體，實(shí)測(cè)兩結(jié)構(gòu)面在邊坡坡頂線上的距離為n，坡面和結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀要素見表4.2.5-1，求不穩(wěn)定體的邊界及滑動(dòng)方向。表4.2.5-1坡面與結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀要素1、求出結(jié)構(gòu)面、邊坡面及各面的組合交線的赤平極射投影。在圖4.2.5-2（a）上，根據(jù)吳氏網(wǎng)判讀各交線的產(chǎn)狀，D1RSD2為坡面的赤平極射投影，A1MSA2為A1-A2結(jié)構(gòu)面的赤平極射投影，B1RMB2為B1-B2結(jié)構(gòu)面的赤平極射投影，OR和OS分別為兩結(jié)構(gòu)面與坡面的交線，OM為兩結(jié)構(gòu)面間組合交線，它們的產(chǎn)狀要素由赤平極射投影圖上判讀。如求交線OR產(chǎn)狀時(shí)，將圖4.2.5-2（a）覆于吳氏網(wǎng)上（由于它們是畫在透明紙上，大小相等）使兩圖外圓重合，轉(zhuǎn)動(dòng)圖4.2.5-2（a）令OR與投影網(wǎng)的EW線重合，延長OR至投影網(wǎng)外圓得P點(diǎn)，讀P至R點(diǎn)的角度，即為OR的傾角，而OR在圖上所指的方向即為它的傾向，如此可得到各組合交線的產(chǎn)狀要素（見表4.2.5-2所列）。66

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4組合交線傾向傾角備注ORSE4

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°B-B結(jié)構(gòu)面與坡面交線OSSW4

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°A-A結(jié)構(gòu)面與坡面交線OMS3

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°兩結(jié)構(gòu)面組合交線表4.2.5-22、繪制邊坡的水平投影圖，并畫出不穩(wěn)定體的投影，如圖4.5.2-2（b）。根據(jù)實(shí)測(cè)的邊坡斷面寬m為半徑畫圓，作為實(shí)體水平投影面。通過圓心畫出對(duì)應(yīng)邊坡坡頂線的投影D3-D4，并將投影平面分為左、右兩部分，以其左側(cè)作為結(jié)構(gòu)面與邊坡面交線的投影區(qū)，右側(cè)為結(jié)構(gòu)面與坡頂面交線的投影區(qū)。把實(shí)測(cè)的2個(gè)結(jié)構(gòu)面在坡頂線上的出露點(diǎn)距離為L，按比例繪在水平投影面上，如圖4.2.5-2（b）上的R1和S1點(diǎn)。在投影面的右側(cè)過R1和S1點(diǎn)分別做赤平投影圖上B1-B2和A1-A2的平行線R1M1和S1M1。它們就是這兩個(gè)結(jié)構(gòu)面的走向線，二者即交于M1點(diǎn)。在投影面的左側(cè)過R1和S1點(diǎn)分別作OR和OS的平行線R1O1和S1O1，它們即交于O1點(diǎn)。O1R1M1S1即為不穩(wěn)定體的實(shí)體比例水平投影，O1M1為兩結(jié)構(gòu)面組合交線的投影。3、為了真實(shí)反映不穩(wěn)定體在斷面上的形態(tài)，可選擇通過O1M1的方向作剖面。首先取圖4.2.5-2（b）中的R1S1的垂直投影D3D4作為坡頂線。再以已知邊坡高度H和邊坡角β為依據(jù)，繪制邊坡斷面圖。然后在斷面圖上作O1和M1的垂直投影在坡面上得O2，在坡頂面上得M2。連接O2M2即為不穩(wěn)定體的滑動(dòng)線。綜上所述，通過赤平極射投影和實(shí)體比例投影圖解分析，可以得出：判定巖體邊坡的結(jié)構(gòu)類型是穩(wěn)定的、基本穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的。分辨出對(duì)邊坡破壞起控制作用的主要結(jié)構(gòu)面及次要結(jié)構(gòu)面。以確定邊坡變形破壞結(jié)構(gòu)體的滑動(dòng)方向、形狀及規(guī)模。67

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4§4.3巖體結(jié)構(gòu)分析

4.3.1單一結(jié)構(gòu)面且結(jié)構(gòu)面與邊坡面傾向相同當(dāng)結(jié)構(gòu)面與邊坡面傾向相同的情況下，結(jié)構(gòu)面傾角可能大于、等于或小于邊坡角，如圖4.3.1所示。邊坡的穩(wěn)定性：1、顯然，當(dāng)＞時(shí)，邊坡不穩(wěn)定，ABC為滑坡體；=時(shí)，邊坡穩(wěn)定；2、當(dāng)＜時(shí)，邊坡最穩(wěn)定，這時(shí)邊坡角可以提高到AC的位置，使等于或接近于。從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)上看，=的邊坡角稱為穩(wěn)定邊坡角。68

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4煉4.3.2單一結(jié)構(gòu)面與坡面斜交的邊坡當(dāng)單一結(jié)構(gòu)面與坡面斜交時(shí)，按前述的直觀方法不能推斷穩(wěn)定的邊坡角，這時(shí)必須通過圖解分析才能判定穩(wěn)定的邊坡角，一般用以下2種方法：一、立體圖解法當(dāng)巖體走向與坡面斜交時(shí)，在具備2種條件才能出現(xiàn)較大的不穩(wěn)定體：

1、邊坡的破壞一定是沿著結(jié)構(gòu)面發(fā)生。2、滑坡體中必須有一個(gè)抗剪力最小的剪切面DEK，如圖4.3.2-1所示。假設(shè)存在與結(jié)構(gòu)面走向相垂直的最小剪切面

DEK，∠ADE=90°，并且它本身是垂直于水平面。從庫侖定理可知，當(dāng)剪切面與水平面的夾角近于90°時(shí)，摩擦力趨于零，這時(shí)滑動(dòng)面的內(nèi)摩擦

角φ等于滑動(dòng)面的內(nèi)聚力C，即巖石的抗剪強(qiáng)度最小，所以邊坡如果發(fā)生破壞，破壞面一定出現(xiàn)在

抗剪力最小的面上。這樣就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定體ADEK。當(dāng)不穩(wěn)定體ADEK滑落時(shí)，必將沿結(jié)構(gòu)面與該最小

抗剪力的剪斷面滑落，其滑落方向?yàn)镈K方向。為使邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，就必須將不穩(wěn)定體ADEK影響范圍的巖體切除，即可求得穩(wěn)定的邊坡角。69

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4從圖4.3.3-1（a）中可以看出：兩結(jié)構(gòu)面赤平投影線的交點(diǎn)M落在邊坡赤平投影圓弧之外，必須考慮結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。72

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4三、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在邊坡巖體中，結(jié)構(gòu)面組合交線的傾向與邊坡坡面的傾向相反，巖體不易向下滑動(dòng)，則屬穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，見圖4.3.3-3?？梢钥闯觯Y(jié)構(gòu)面組合交線的傾向與邊坡的傾向相反，則屬穩(wěn)定邊坡。74

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4對(duì)比圖4.3.3-1，圖4.3.3-2和圖4.3.3-3的赤平極射投影及邊坡橫斷面投影圖可以看出：1、結(jié)構(gòu)面組合交線OM與邊坡面的赤平投影位于同一投影半圓內(nèi)，且M點(diǎn)在坡面的赤平投影圓弧以外時(shí)，則結(jié)構(gòu)面組合交線的傾角

小于邊坡傾角

，邊坡屬不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如圖4.

3.

3-

1所示。2、結(jié)構(gòu)面組合交線OM與邊坡面的赤平投影位于同一投影半圓內(nèi)，M點(diǎn)在坡面赤平投影圓弧內(nèi)時(shí)，則結(jié)構(gòu)面組合交線的傾角

大于邊坡傾角

，邊坡巖體屬基本穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如圖4.

3.

3-

2所示。3、結(jié)構(gòu)面組合交線OM不在坡面赤平投影的同一投影半圓內(nèi)時(shí)，則結(jié)構(gòu)面組合交線的傾向與邊坡坡面傾向相反，邊坡巖體屬穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如圖4.3.3-3所示。75

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4煉4.3.4

3組或3組以上結(jié)構(gòu)面與坡面斜交一、3組結(jié)構(gòu)面與邊坡面斜交圖4.3.4-1是邊坡巖體中有3組結(jié)構(gòu)面（1—1′、2—2′和3—3′）各結(jié)構(gòu)面的赤平極射投影圖。邊坡走向D—D的方向?yàn)镹W，傾向NE。該3組結(jié)構(gòu)面共有3條組合交線，各組合交線的傾向和傾角都可用吳氏投影網(wǎng)格直接從赤平投影圖中求得l—l′和2—2′兩結(jié)構(gòu)面組合交線AO與邊坡傾向相反，不會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性帶來威脅。1—1′和3—3′兩結(jié)構(gòu)交線BO與2—2′和3—3′兩結(jié)構(gòu)面組合交線MO傾向都與邊坡傾向相近，都可導(dǎo)致被結(jié)構(gòu)面割裂的巖體沿組合交線向下滑落。如以D—D為極軸，以通過M點(diǎn)的經(jīng)線的經(jīng)度作邊坡角（即以弧DMD作為邊坡的赤平投影），則可消除不穩(wěn)定體保持邊坡穩(wěn)定，故該經(jīng)線的經(jīng)度就是推斷的穩(wěn)定角度數(shù)。7

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2-邊1

1-1坡4二、4組結(jié)構(gòu)面與坡面斜交圖4.3.4-2所示的是邊坡巖體中有4組結(jié)構(gòu)面的赤平極射投射，D—D是邊坡的走向線，其方向?yàn)镹W，邊坡的傾向?yàn)镾W。4組結(jié)構(gòu)面共有6條組合交線，即：1與2結(jié)構(gòu)面的組合交線OM；1與3結(jié)構(gòu)面的組合交線為OC；1與4結(jié)構(gòu)面的組合交線為OA；2與3結(jié)構(gòu)面組合交線為OE；2與4結(jié)構(gòu)面的組合交線為OF；3與4結(jié)構(gòu)面的組合交線為OB。除OE交線外，其余各交線都指向臨空面，于是都有可能導(dǎo)致巖體滑落。假設(shè)各組結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、延展性、連續(xù)性和充填物基本相同。以傾角最小的順坡組合交線為準(zhǔn)，來推斷穩(wěn)定性的邊坡角。因此，若以D—D為極軸，通過M點(diǎn)的經(jīng)線的經(jīng)度即是此種巖體結(jié)構(gòu)情況下所推斷的穩(wěn)定邊坡角的大小。當(dāng)各組結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)不同時(shí)，就需要進(jìn)一步分析研究，判斷出對(duì)邊坡穩(wěn)定性有直接影響的兩組結(jié)構(gòu)面，以此為依據(jù)來確定穩(wěn)定的邊坡角。77

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4§4.4赤平等面積投影法確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面78

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利用赤平極射投影法整理大量結(jié)構(gòu)面的數(shù)據(jù)的程序是：1、首先利用吳氏網(wǎng)繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)圖；2、然后再用施氏網(wǎng)繪制極點(diǎn)等值線圖；3、根據(jù)極點(diǎn)等值線圖確定優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面；4、分析邊坡巖體的穩(wěn)定狀態(tài)。

4.4.1繪制結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖當(dāng)研究的區(qū)段結(jié)構(gòu)面很多時(shí)，采用極點(diǎn)圖，一個(gè)結(jié)構(gòu)面可以用一個(gè)點(diǎn)來代表，這樣可使圖面既簡單又清楚。一結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影圖是通過投影球球心的該面法線與投影球球面的交點(diǎn)在赤平投影面上的極射投射。例如，走向?yàn)镹60°W，傾向SW，傾角為50°的結(jié)構(gòu)面，若用圓弧表示時(shí)，則弧A1A2即為該結(jié)構(gòu)面的赤平投影，如圖4.4.1-1（a）所示。當(dāng)用極點(diǎn)投影表示時(shí)可用以下方法繪制。首先使結(jié)構(gòu)面弧A1A2的走向與投影網(wǎng)上的N，S點(diǎn)一致，然后由弧頂點(diǎn)C沿著傾向線（此時(shí)傾向線與赤道E，W方向一致）數(shù)90°的格得P點(diǎn)，P點(diǎn)就是弧A1A2結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)投影，如圖4.4.1-1（b）所示。如果結(jié)構(gòu)面很多，可按上述方法依次標(biāo)出每個(gè)結(jié)構(gòu)面的極點(diǎn)，構(gòu)成極點(diǎn)投影圖，如圖4.4.1-2所示。79

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4煉4.4.2極點(diǎn)等值線圖的繪制氏網(wǎng)進(jìn)行編制的。極點(diǎn)等值線圖繪制步驟如下：線間距為大圓直徑的1/20，大圓直徑為20cm的等格網(wǎng)，網(wǎng)格間距為1cm。然后用中心計(jì)數(shù)器A和邊緣計(jì)數(shù)器B統(tǒng)計(jì)極點(diǎn)數(shù)，如圖4.4.2-1所示。2、計(jì)數(shù)器A中間有小圓，其半徑為大圓半徑的1/10。3、邊緣計(jì)數(shù)器B在長條有機(jī)玻璃兩端有2個(gè)小圓，其半徑亦為大圓半徑的1/10。2個(gè)小圓圓心連線其長度等于大圓直徑，中間有一條縱向窄縫可以轉(zhuǎn)動(dòng)和來回移動(dòng)。4、先用中心計(jì)數(shù)器從左到右，由上到下，順次統(tǒng)計(jì)落入小圓的極點(diǎn)數(shù)，并寫在方格

“+”中心上（即小圓中心上）。5、再用邊緣計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)圓周附近兩殘缺

小圓內(nèi)的極點(diǎn)數(shù)，將兩端加起來（正好是小。圓面積內(nèi)極點(diǎn)數(shù)），記在有“+”中心的80

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4極點(diǎn)等值線圖是在極點(diǎn)圖的基礎(chǔ)上，用施那一個(gè)殘缺小圓內(nèi)，小圓圓心不能與“+”中心重合時(shí)，可沿窄縫稍作移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。若一端小圓中心恰在圓周上，另一端小1、把極點(diǎn)圖放在一張等格網(wǎng)上，網(wǎng)格的圓中心也定在圓周上，此時(shí)兩端都分別計(jì)上相加極點(diǎn)數(shù)6、統(tǒng)計(jì)后，在大圓內(nèi)每小格“+”中心都注上了極點(diǎn)數(shù)目，把數(shù)字相等的點(diǎn)連成曲線（方法與連等高線一樣），形成極點(diǎn)等值