1、邊坡工程的變形破壞,邊坡在復(fù)雜的地質(zhì)力作用下形成，又在各種影響因素的作用下變化發(fā)展，因此，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，而風(fēng)化作用可使邊坡表層剝落，卸荷作用可使坡體張裂，暴雨可使邊坡表面巖屑碎塊流動邊坡的變形和破壞，是邊坡形成發(fā)展的必然現(xiàn)象。 邊坡的變形是以邊坡巖體中出現(xiàn)貫通性破裂面為特點，而邊坡的破壞除已有貫通性破裂面外，滑坡休還以一定的速度產(chǎn)生位移，二者相互聯(lián)系，相互促進(jìn)變形可促使邊坡破壞的加劇，而破壞是邊坡變形不斷發(fā)展的必然結(jié)果。,滑坡是邊坡變形破壞的體現(xiàn)形式，是指構(gòu)成斜坡的巖土體在重力或其他自然因素作用下沿一定的軟弱面作整體

2、、緩慢、間歇向下滑動的現(xiàn)象。 對于滑坡現(xiàn)象，工程中常采用哪些方法對邊坡進(jìn)行分類？典型邊坡的破壞特征有哪些？滑動帶生成的機(jī)理和特點包括哪些？邊坡變形包括哪些階段？ 這些問題都將在本章中得以解答。,崩塌,落石,坍塌,滑塌,錯落,傾倒,破壞形式,2.1 邊坡破壞的形式,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。這種破壞是邊坡表層巖體喪失穩(wěn)定性的結(jié)呆，其特點是在變形破壞過程中，并不是沿某一固定面的滑動，而是以自由墜落為其主要運(yùn)動形式。經(jīng)自由墜落脫離母塊的碎塊迅速下落堆積于坡腳，或在邊坡表面上滾動并相互碰撞破碎后的巖塊堆積于坡腳，形成具有一定自然休止

3、角的巖堆。,崩塌可能是小規(guī)模塊石的墜落，也可能是大規(guī)模的山(巖)崩。 這種現(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)度時造成的。因此，崩塌以拉斷破壞為主，特別是強(qiáng)烈震動或暴雨，往往是誘發(fā)崩塌的平要原因。在黃土岸坡地段，坡腳的侵蝕也可引起岸坡的崩塌。,2）傾倒 這種破壞形式是因為 在邊坡內(nèi)部存在某一傾角 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，邊坡的這種破壞形式 稱為傾倒，如圖所示。,傾倒的特點往往是巖塊一般不發(fā)生水平或垂直位移，而是以某一點或塊體的某一棱線為轉(zhuǎn)動軸心，繞其外側(cè)臨空面轉(zhuǎn)

4、動。因此，傾倒是以角變位為其主要變形破壞的形式。在一定條件下，傾倒也可能和滑動同時出現(xiàn)。 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，而傾倒力矩的大小，除與巖塊的質(zhì)量、形狀有關(guān)外，還與巖體所處底面的傾角有關(guān)。對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。,寶成鐵路沿線防傾倒錨固墻示意,寶成鐵路沿線防傾倒錨固墻示意,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?；率巧絽^(qū)土要地質(zhì)災(zāi)害，人規(guī)模的滑坡可摧毀公路、堵塞河道、破壞廠礦、淹沒村莊，對山區(qū)建設(shè)和交通危害極大。 邊坡發(fā)生滑動時，一般情況下

5、，在滑坡前滑體的后緣會出現(xiàn)張裂隙，而后緩慢移動滑動初期速度慢，持續(xù)時間長，到后期迅速滑落。它是邊坡變形破壞形式較為常見的一種，是邊坡破壞的主要形式。其中滑動規(guī)?？梢允且粋€巖塊沿某一平面或曲面整體向下滑落，也可是上百萬甚至上千萬方的土體滑動。其危害程度視滑坡規(guī)模的大小而有所不同。,川藏公路二郎山東坡鴛鴦崖滑坡全貌,滑坡體,陜西省安康境膨脹土滑坡,滑坡的要素:,滑坡體：指與母體脫離而滑動的巖(土)休，即滑坡的整個滑動部分。 滑坡周界：滑坡體與周圍不動體在空間的分界線，它圈定滑坡的范圍。 滑坡壁：簡稱滑壁，滑體后緣和不動體脫開舉露在外邊的分界面，其形狀呈陡壁狀，在基巖地區(qū)常沿高角度構(gòu)造出現(xiàn)。 滑坡臺

6、階：在滑坡體上，由于各段滑坡體滑動速瓜的差異，在滑坡體上形成的臺坎，呈臺階狀。 滑動面：滑坡體沿不動巖體下滑的分界面。 滑坡床：滑坡體滑動時，所依附的下伏不動巖體。 滑坡前緣：又稱滑坡頭、滑坡舌，是指汾坡體最前部而伸入溝谷的那部分巖體。 滑動軸：是滑坡體滑動速度最快的縱向線，它代表滑坡體運(yùn)動的方向，又稱主滑線。,2.2 滑坡的分類 關(guān)于滑坡的分類，各部門根據(jù)本系統(tǒng)工程的特點，結(jié)合滑坡體的組成物質(zhì)、力學(xué)特性、滑動速度、滑體形態(tài)、滑體規(guī)模、滑體厚度、滑體與巖層的關(guān)系等因素，提出了各自的分類?，F(xiàn)介紹以下幾種常見的分類法。,滑動面與巖層層面關(guān)系,滑動面形態(tài),滑坡體積大小,滑坡的厚度,力學(xué)條件,坡體的物

7、質(zhì)組成,滑坡分類,2.2 滑坡的分類,1）按滑坡體的物質(zhì)組成分類 堆積層滑坡 包括坡積、洪積、重力堆積體或沿基巖頂面滑動的各種滑坡，這些滑坡往往是由于地下水的作用而引起的。 殘積層滑坡 主要指在厚層風(fēng)化帶中的滑坡，由于強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用，堅硬基巖己風(fēng)化成碎石和土。滑坡多沿軟弱的風(fēng)化帶滑動。 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，滑坡的產(chǎn)生常與黃土對地下水的不穩(wěn)定性有關(guān)。,1）按滑坡體的物質(zhì)組成分類 粘性土滑坡 均質(zhì)和非均質(zhì)的粘性土中產(chǎn)生的滑坡，多因網(wǎng)狀裂隙破壞了土的結(jié)構(gòu)，水沿裂隙下滲，使土的強(qiáng)度降低而產(chǎn)生滑坡。 堆鎮(zhèn)土滑坡 人工鎮(zhèn)筑的路堤土和棄土，土要是路堤沿原地面發(fā)生的

8、滑動，有時也帶動其下的坡積層一起下滑。 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)生層面滑動和構(gòu)造面滑動?；w山碎石、塊石和粘性土混合組成，地下水較多，無明顯的含水層。,2）按滑坡的厚度分類,2）按滑坡的厚度分類,3） 按滑動面與巖層層面的關(guān)系分類 順層滑坡：滑坡體沿巖層層面滑動的滑坡 切層滑坡：滑坡體的滑動面與巖層相切割的滑坡,4）按力學(xué)條件分類 牽引式滑坡：滑坡體下部先變形滑動，使上部巖體失去支撐，從而使上部巖體也隨著變形移動，如圖 2.7所示。 推移式滑坡：滑坡體上部先滑動，因而使下部巖體也變形滑動，如圖2.8所示。,5） 按滑坡體積大小不同分類,體積不同,小型滑坡,中型滑坡,

9、大型滑坡,巨型滑坡,5） 按滑坡體積大小不同分類,6） 按滑動面形態(tài)不同分類 平面滑動：其特點是邊坡巖體沿某一結(jié)構(gòu)面如層面、節(jié)理或斷層面發(fā)生滑動，通常發(fā)生在滑動面的傾向與邊坡面的傾向一致，而滑動面的傾角小于邊坡角，但由于其內(nèi)摩擦角的層狀或有粘土夾層的巖體中，也可能發(fā)生在有較厚破碎帶的巖體中。這類破壞一般情況下走向范圍可能較大。,6） 按滑動面形態(tài)不同分類 楔體滑動：當(dāng)邊坡巖休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，當(dāng)兩結(jié)構(gòu)面的組臺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，較易發(fā)生這類破壞，,6） 按滑動面形態(tài)不同分類 圓弧形滑動：滑動面為一圓弧面

10、，如圖2. 11所示，這種破壞常發(fā)生在均質(zhì)松散的巖體或土體邊坡上，散體結(jié)構(gòu)巖體或坡高較大的裂隙巖體邊坡也可能產(chǎn)生這種破壞形式。,平面滑動、楔體滑動和圓弧形滑動，就其破壞機(jī)理而言，都是沿滑動面發(fā)生的一種剪切破壞，而滑動面的形態(tài)與滑體的規(guī)模主要取決于巖體性質(zhì)和巖體結(jié)構(gòu)面在空間的組合形式而不同。 各類滑坡的共性是指滑坡發(fā)生前一般都顯示出程度不同的征兆現(xiàn)象。滑坡堆積體運(yùn)距不遠(yuǎn)，故滑體各部分相對層次在滑坡前后變化不大。在運(yùn)動狀態(tài)方面,較完善的滑坡休基本上均沿著一定形態(tài)的滑動面由緩慢到加速地向下滑動，在此滑動過程中顯然可能有某些間歇、跳躍等不連續(xù)的運(yùn)動狀態(tài)，但一般無翻轉(zhuǎn)、滾動現(xiàn)象。,7）按滑行速度不同分類

11、,7）按滑行速度不同分類 蠕動滑動 平均滑動速度小于0.01mm/s，一般不會給人身造成傷害。 慢速滑動 平均滑動速度為0.01mm/s1cm/s時稱為慢速滑動。 快速滑動 平均滑動速度為1cm/s1m/s時稱為快速滑動。 高速滑動 平均滑動速度大于1m/s，往往能造成災(zāi)難性嚴(yán)重后果。,2.3 邊坡破壞的特征 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，夾一段臺地狀的滑坡地。有時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、

12、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。 （5）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，水流沿周圍侵蝕發(fā)育的結(jié)果，是占滑坡錯落殘留的痕跡。,2）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、褶曲面兩翼的傾斜面、不整合面以及傾角較陡

13、，傾向山外，走向與路線交角小于45度的基巖層面，都容易構(gòu)成滑坡的滑動面。 （3）對發(fā)生過滑坡的山坡，巖、土，常有擾動、松脫現(xiàn)象，基巖層位、產(chǎn)狀特征與外圍不連續(xù) （4）滑坡的后緣斷壁上有順坡擦痕，前緣土休被擠出，滑坡兩側(cè)以溝谷或裂面為界，滑床常具有塑性變形帶，其內(nèi)多由粘性物質(zhì)或粘粒夾磨光角礫組成。,3）水 地表水不易排出,甚至形成積水。 斜坡含水層的原有狀況被破壞，滑體成為復(fù)雜的含水體 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 河水淘蝕，沖刷坡腳。 灌溉水或其他水滲漏都會促成滑坡發(fā)生。,4）結(jié)構(gòu)特征 滑坡的結(jié)構(gòu)特征指剖面上滑體、滑面、滑帶及滑床的特征，以滑坡的主軸斷面為代表?；?/p>

14、巖土主要是風(fēng)化輕微、強(qiáng)度較高、相對隔水的地層，情況較簡單，重點討論滑帶和滑面的特征，以滑坡的主軸斷面為代表。 滑帶土的一般特征為: 土體結(jié)構(gòu)被破壞，揉皺嚴(yán)重、多數(shù)顏色混雜; 一般粘粒含量較高，呈泥狀或糜棱狀，親水性強(qiáng)，隔水，含水量高，呈可塑狀或軟塑狀，強(qiáng)度低； 已滑動過的滑坡滑動面上有光滑鏡面和滑動擦痕。,5）受力特征 滑坡的失穩(wěn)滑動，從某種意義上說是作用于滑坡這一系統(tǒng)的下滑力(滑動力)超過滑床的抗滑力（阻滑力）的結(jié)果。下滑力主要來自滑坡體重力沿滑動面的下滑分力，它和滑坡體物質(zhì)的容重和滑體厚度（h）及滑面傾角有關(guān)。此外，還有靜水壓力、動水壓力和地震力等附加力?？够χ饕獮榛瑒用?帶)土的粘結(jié)力

15、和摩擦力，此外，還有滑體兩側(cè)不動體的阻滑力等。,2.4 邊坡變形階段的劃分 任何自然現(xiàn)象都有其發(fā)生、發(fā)展、消亡的過程，滑坡現(xiàn)象同樣也是一個發(fā)展變化的過程，是動態(tài)的而不是靜態(tài)的。研究它的發(fā)展變化過程，不僅是為了認(rèn)識它的規(guī)律，更重要的是為了有效地預(yù)防它和治理它，因為滑坡處在不同的發(fā)育階段，預(yù)防和治理措施是不同的。 不同國家科研學(xué)者，將邊坡變形階段進(jìn)行了不同劃分： 日本將邊坡變形劃分為：青年期、壯年期、老年期。 我國學(xué)者將該過程劃分為蠕動階段、擠壓階段、勻速滑動階段、加速滑動階段、固結(jié)壓密階段、消亡階段; 三峽庫區(qū)將其劃分為：變形階段、蠕動階段、滑動階段和穩(wěn)定階段。,2.4 邊坡變形階段的劃分 本課

16、程按照滑坡的受力和變形特征將其分為蠕動階段、擠壓階段、滑動階段、劇滑階段和穩(wěn)定壓密階段。 （1）蠕動階段 一定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的斜坡.由于各種原因作用，引起坡體內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整，在斜坡的中下部產(chǎn)生應(yīng)力集中，常常在主滑段下段滑動面上的剪應(yīng)力超過該處土體實有的抗剪強(qiáng)度而產(chǎn)生塑性變形蠕變。隨著塑性區(qū)逐步擴(kuò)大，中部坡體向下擠壓，引起后部牽引段失穩(wěn)與穩(wěn)定坡體問產(chǎn)生主動破裂而出現(xiàn)拉張裂縫，裂縫可能有多條，而其中最外緣的一條為主拉裂縫。所謂蠕動，指主滑段滑動帶的蠕動變形，滑坡雖局部變形，但整體穩(wěn)定系數(shù)仍大于1。,（2）擠壓階段 滑坡后緣主拉裂縫出現(xiàn)之后，為地表水的灌入和下滲軟化滑帶提供了有利條件，主滑段和牽引段向前移動

17、共同推擠抗滑段滑體，主拉裂縫向滑體兩側(cè)延伸并張開加入和下錯。滑體中上部兩側(cè)出現(xiàn)羽狀張裂縫，呈雁行排列，滑坡抗滑段滑面尚未形成，所以整體受擠壓。隨著滑坡抗滑段滑面逐漸形成，其剪出口或在邊坡坡腳，滑坡體表現(xiàn)為中上部下沉和向前平移，而前緣以上升為主。整個滑坡的穩(wěn)定系數(shù)仍人于1.0.大約在1.01.05。,（3）滑動階段 當(dāng)抗滑段滑動面全部形成和貫通之后，滑坡即進(jìn)入整體滑動階段，穩(wěn)定系數(shù)小于1.0。滑體上、中、下部滑移速度呈現(xiàn)為同一數(shù)量級?；潞缶壪鲁猎龃?、滑坡壁增高。兩側(cè)壁逐漸出現(xiàn)，羽毛狀裂縫被側(cè)壁剪切裂縫錯斷。整個滑休重心降低，坡度變緩，建筑物變形加人，樹水發(fā)生歪斜。隨著滑動距離的增加，滑帶土的抗

18、剪強(qiáng)度由其峰值強(qiáng)度逐漸降低到其殘余強(qiáng)度，阻滑力減小，滑坡會加速滑動而進(jìn)入劇滑破壞階段。,（4）劇滑階段 滑坡開始整體滑動后，經(jīng)一個短期的勻速滑動，隨滑帶上強(qiáng)度的降低即進(jìn)入劇滑破壞階段。此時，滑坡以較快的速度滑移較大距離，造成較嚴(yán)重的破壞?；w后部急劇下沉出現(xiàn)陷落洼地(滑坡湖)和反坡平臺，形成較高的滑坡壁。由于滑動中排出地下水而形成濕地，滑坡兩側(cè)形成明顯的側(cè)壁一與后壁連通，上部高而中部低，滑坡體重心大大降低，坡度變緩。,（5）穩(wěn)定壓密階段 有些滑坡，隨著滑體前緣滑出原滑床，阻滑力增大，重心降低及滑動中排出部分地下水減小了滑帶的孔隙水壓力，滑動過程由加速等速減速停止。第二年雨季，因地下水的作用又重復(fù)一次加速等速減速停止的過程，這樣周期性的運(yùn)動可能延續(xù)若干年，位移總量不斷增大。有些滑坡，多為滑床較陡或無抗滑地段者，從蠕動擠壓到開始滑動，由勻速滑動到加速滑動，直到劇烈滑動而破壞，再趨于穩(wěn)定，完成一個