1、巖 土 工 程 勘 察,邊坡工程的勘察與評價,11.1 邊坡破壞類型和影響穩(wěn)定性的因素,11.2 崩塌,11.3 滑坡,邊坡包括由于建筑物和市政工程開挖或填筑施工所形成的人工邊坡和對建筑物安全穩(wěn)定有影響的自然邊坡。,穩(wěn)定性是邊坡工程的主要問題，做好巖土工程勘察工作，正確評價和預(yù)測邊坡的穩(wěn)定性，對可能失穩(wěn)的邊坡提出防護措施和建議，具有十分重要的意義。,邊坡工程安全等級,11.1 邊坡破壞類型和影響穩(wěn)定性的因素,土質(zhì)邊坡,1、破壞類型,小型的坡面局部破壞（剝落、沖刷和表層滑塌等）。,較大規(guī)模的邊坡整體性破壞（整體坍滑和滑坡）。,2、影響因素,土的成因類型 水的影響 邊坡坡度和高度,巖質(zhì)邊坡,1、破

2、壞類型,松弛張裂,主要原因：卸荷回彈引起張裂隙，如河谷下切，路塹邊坡開挖等。,蠕動,蠕動是重力作用下長期作用的結(jié)果。發(fā)生在塑性薄層巖體中或軟硬交互巖體中，常形成撓曲型變形。,剝落,滑移破壞,多表現(xiàn)為：順層滑動和雙面楔形滑動,崩塌落石,崩塌是指陡坡上的巨大巖體在重力作用下突然向下崩落的現(xiàn)象。落石則是指個別巖塊向下崩落的現(xiàn)象。,錯落,錯落是指陡峻邊坡上的巖土體在重力作用下，突然向下整體錯動的現(xiàn)象。,錯落常發(fā)生在下列情況：不穩(wěn)定巖體底部的巖土體松散，在自重作用下，先行壓密而引起巖體向下錯動；由于巖體底部被地下水潛蝕、溶蝕，導(dǎo)致巖體懸空并向下錯動；由于河流沖刷侵蝕巖體底部，引起巖體整體下錯；在重力作用

3、下底部軟巖產(chǎn)生塑流擠出，引起上部巖體向下錯動。,2、影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素,影響巖石邊坡穩(wěn)定性的因素很多，歸納起來有地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、水的作用、風(fēng)化作用、地震及人為因素等。,地層因素,沉積巖的層理面,巖漿巖（如：節(jié)理面發(fā)育，風(fēng)化作用強烈）,變質(zhì)巖的種類繁多，巖性間的差異較大。例如：片巖，結(jié)晶片巖及硅質(zhì)片巖的巖性堅硬，而綠泥石片巖、炭質(zhì)片巖、滑石片巖等巖性松軟，易于風(fēng)化。,地質(zhì)構(gòu)造,區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜、褶皺比較強烈、大的斷裂比較發(fā)育、新構(gòu)造運動比較活躍的地區(qū)，邊坡的穩(wěn)定性差。,巖體結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀,結(jié)構(gòu)面組數(shù)和密度,結(jié)構(gòu)面延伸長度和貫通度,結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和張開度（如：粗糙度，填充物）

4、,水的作用,水對邊坡巖體穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在靜水壓力、動水壓力，增大了邊坡不穩(wěn)定巖體的下滑力和對巖石的軟化作用。,風(fēng)化作用 一般來講：黏土質(zhì)巖石比硬砂巖易風(fēng)化，因而風(fēng) 化層厚度較大，坡角較??；節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石比裂 隙少的巖石風(fēng)化層深；具有周期性干濕變化地區(qū)的巖 石易于風(fēng)化，風(fēng)化速度快，邊坡穩(wěn)定性差。因此必須 研究組成邊坡的各種巖石的抗風(fēng)化能力和風(fēng)化條件的 差異，從而預(yù)測邊坡的發(fā)展趨勢，以采取正確的保護 措施。,11.2 崩塌,崩塌是陡坡上的巖體在重力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象。崩塌的過程是巖土體順坡猛烈地翻滾、跳躍，相互撞擊，最后堆于坡腳，形成巖堆。在崩塌過程中，崩塌體的運動不沿固定的面或

5、帶發(fā)生；崩塌體在運動后，原來的整體性遭到完全破壞；崩塌的垂直位移大于水平位移。,崩塌形成的條件,崩塌落石是在一定的地質(zhì)條件下形成的，它的形成受到許多條件如地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造的控制，而崩塌的發(fā)生、發(fā)展和規(guī)模又受到許多因素如地下水、風(fēng)化作用以及人為因素的影響。,1、地形地貌條件,峽谷陡坡常常是發(fā)生崩塌落石的地段。峽谷兩岸的山坡地貌具有新構(gòu)造運動特征。從地貌學(xué)觀點來看，具有多層地形特征，說明該類地區(qū)上升速度超過下切和旁蝕的速度；峽谷岸坡陡峻，坡度大；在高陡的峽谷岸坡上，常具有與河流平行而張開的卸荷裂隙；峽谷岸坡基巖裸露，多為堅硬巖石。 河曲凹岸常是崩塌落石集中的地點。在河曲凹岸，因水流的沖

6、蝕作用強，山坡坡度陡，為崩塌發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。山區(qū)沖溝岸坡、山坡陡崖常產(chǎn)生崩塌。,2、地層巖性條件,沉積巖具有層理構(gòu)造，層與層之間的巖性可能不同。例如：上硬下軟或下部存在可溶性巖石等,巖漿巖，當(dāng)垂直節(jié)理發(fā)育并有傾向線路的構(gòu)造裂隙面。巖漿巖中有巖脈、巖墻穿插時，形成軟弱薄弱面等。,動力變質(zhì)片巖、板巖和千枚巖的邊坡上常有褶曲構(gòu)造。,3、地質(zhì)構(gòu)造條件,區(qū)域性斷裂構(gòu)造,褶皺,節(jié)理（平面、弧形、楔形滑移式崩塌落石）,4、地下水,風(fēng)化對崩塌的形成主要有以下幾個作用： 巖石的風(fēng)化程度越高，發(fā)生崩塌的可能性越大； 差異性風(fēng)化在邊坡上形成巖體局部倒懸，導(dǎo)致崩塌； 邊坡上不穩(wěn)定巖體下部有傾向線路結(jié)構(gòu)面，如果發(fā)生

7、泥化作用或被黏土質(zhì)風(fēng)化物充填，將導(dǎo)致崩塌； 高陡邊坡如果切割山坡上的風(fēng)化殼，可能沿完整巖石產(chǎn)生崩塌。,5、風(fēng)化作用,崩塌的分類,崩塌的突然產(chǎn)生是巖體長期蠕變和不穩(wěn)定因素不斷積累的結(jié)果，崩塌的發(fā)生有一個孕育和發(fā)展的過程，這個過程遵循一定的模式，通常有以下幾種：,在河流的峽谷區(qū)，在黃土沖溝地段、巖溶區(qū)以及其他陡坡上， 常見有巨大而直立的巖 體，以垂直節(jié)理或裂隙與穩(wěn)定巖體分開，如圖所示。這種巖體在斷面上的特點是長柱形，橫向穩(wěn)定性差，如果坡腳遭受不斷的沖刷掏蝕，在靜水壓力，重力，地震力的作用下傾倒-崩塌。,1、傾倒-崩塌,2、滑移-崩塌,3、鼓脹-崩塌,當(dāng)陡坡上不穩(wěn)定巖體之下有較厚的軟弱巖層，或不穩(wěn)定

8、巖體本身就是松軟巖層，而且有長大的垂直節(jié)理把不穩(wěn)定巖體和穩(wěn)定巖體分開時，當(dāng)有連續(xù)大雨或有地下水補給的情況下，下部較厚的軟弱巖層被軟化。在上部巖體的重力作用下，當(dāng)壓應(yīng)力超過軟巖天然狀態(tài)下的抗壓強度時，軟巖將被擠出，發(fā)生向外鼓脹，隨著鼓脹的不斷發(fā)展，不穩(wěn)定巖體將會不斷地下沉和外移，同時發(fā)生傾斜，一旦重心移出坡外，崩塌即會發(fā)生。,4、拉裂-崩塌,風(fēng)化作用和 河流沖刷掏蝕,軟硬相間的巖層,構(gòu)造節(jié)理 風(fēng)化節(jié)理,除重力作用外，震動、風(fēng)化作用、寒冷地區(qū)的冰劈作用都會造成這種崩塌。,5、錯斷-崩塌,陡坡上有長柱狀和板狀的不穩(wěn)定巖體，當(dāng)無傾向坡外的不連續(xù)面，并且下部無較厚的軟弱巖層時，發(fā)生滑移一崩塌、鼓脹一崩塌

9、的可能性較小。,例如：地殼的上升，下切作用加強，巖體在沖刷和其他風(fēng)化剝蝕作用下，巖體下部斷面不斷減小，人工開挖邊坡過高過陡等。,崩塌穩(wěn)定性計算,1、傾倒式崩塌,在穩(wěn)定性驗算中，應(yīng)考慮各種可能的附加力的最不利組合，比如在雨期，張開裂縫可能被暴雨充滿，應(yīng)考慮靜水壓力；當(dāng)?shù)卣鹆Τ^7度度時，地震力應(yīng)考 慮。,2、拉裂式崩塌,崩塌的勘察和評價,1、崩塌的勘察,崩塌的勘察宜在可行性或初步勘察階段進行，應(yīng)查明產(chǎn)生崩塌的條件及其規(guī)模、類型、范圍，并對工程建設(shè)適宜性作出評價，提出防治工程的建議。,勘察的主要方法是工程地質(zhì)測繪和調(diào)查，工程地質(zhì)測繪的比例尺宜采用1:10001:500，崩塌方向主剖面的比例尺宜采用

10、1:200。工程地質(zhì)測繪和調(diào)查的內(nèi)容除滿足常規(guī)要求外，尚應(yīng)查明以下內(nèi)容：,地形地貌及崩塌類型、規(guī)模、范圍、崩塌體大小和崩落方向； 巖體基本質(zhì)量等級、巖性特征和風(fēng)化程度； 地質(zhì)構(gòu)造，巖體結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、組合關(guān)系、閉合程度、力學(xué)屬性、延展及貫穿情況； 氣象（主要是降水）、水文、地震和地下水 的活動； 崩塌前的跡象和崩塌原因； 當(dāng)?shù)胤乐伪浪慕?jīng)驗。,當(dāng)需判定危巖的穩(wěn)定性時，宜對張裂縫進行監(jiān)測。對有較大危害的大型危巖，應(yīng)結(jié)合監(jiān)測結(jié)果，對可能發(fā)生崩塌的時間、規(guī)模、途徑、危害范圍等做出預(yù)報。,危巖的監(jiān)測步驟： 對危巖及裂隙進行詳細編錄； 在巖體裂隙的主要部位設(shè)置伸縮儀，記錄其水平位移量和垂直位移量

11、； 繪制時間與水平位移、時間與垂直位移的關(guān)系曲線； 根據(jù)位移隨時間的變化曲線，求得移動速度。必要時可在伸縮儀上連接報警器，當(dāng)位移量達到一定值或位移突然增大時，可發(fā)出警報。,崩塌的巖土工程評價應(yīng)在查明形成崩塌的基本條件的基礎(chǔ)上，圈出可能產(chǎn)生崩塌的范圍和危險區(qū)，評價作為工程場地的適宜性，并提出相應(yīng)的防治措施。對于規(guī)模大，破壞后果很嚴重，難于治理的，不宜作為工程場地，線路應(yīng)繞避；對于規(guī)模較大，破壞后果嚴重的，應(yīng)對可能產(chǎn)生的崩塌危險進行加固處理，線路應(yīng)采取防護措施；對于規(guī)模小，破壞后果不嚴重的，可作為工程場地，但應(yīng)對不穩(wěn) 定危巖采取治理措施。,2、崩塌的評價,11.3 滑坡,巖土體沿著一定的軟弱面向下

12、滑動的現(xiàn)象，稱為滑坡?；戮哂忻黠@的特征以區(qū)別于其他邊坡破壞類型：一是巖土體移動的整體性，除滑動體邊緣外滑體上各部分的位置和相互關(guān)系在滑動前后變化不大；二是滑動體是沿著一個或數(shù)個軟弱面（帶）滑動，這個面可以是各種成因的結(jié)構(gòu)面，如巖層層面、不整合面、斷層面（ 或破碎帶）、貫通的節(jié)理裂隙面等，也可以是不同成因的第四系松散堆積界面、老地面、含水層頂?shù)装宓取?滑坡的形成條件,滑坡的形成和發(fā)展是在一定的地貌、巖性條件下，由于自然地質(zhì)或人為因素影響的產(chǎn)物。對于某一個滑坡，其發(fā)生和發(fā)展的每一個階段，常是幾個條件和因素起主導(dǎo)作用，所以在勘察時，對某一滑坡應(yīng)找出起主導(dǎo)作用的條件和因素，以利于分析判斷滑坡的發(fā)展階

13、段、穩(wěn)定程度，據(jù)此制定正確的防治措施。,斜坡的高度、坡度和斜坡的形態(tài)、成因與斜坡的穩(wěn)定性有著密切的關(guān)系。在斜坡地質(zhì)條件基本相同的條件下，高陡斜坡失去穩(wěn)定性比低緩斜坡容易。斜坡的成因、形態(tài)反映了斜坡的形成歷史、穩(wěn)定程度和發(fā)展趨勢，對其進行分析可有助于了解滑坡的形成和發(fā)展。,1、地形地貌條件,2、地層巖性條件,第四系的各種黏性土、黃土以及各種成因的堆積土； 第三系、白堊系及侏羅系的砂巖、頁巖、泥巖和砂頁巖互層，煤系地層； 石炭系的石灰?guī)r和頁巖、泥巖互層； 泥質(zhì)巖的變質(zhì)巖，如千枚巖、板巖、云母片巖、綠泥石片巖和滑石片巖,3、地質(zhì)構(gòu)造條件,在大的斷裂構(gòu)造帶附近，巖體破碎，構(gòu)成破碎巖層滑坡的滑體。在斷裂

14、帶附近滑坡往往會成群出現(xiàn)； 各種構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（斷層面、巖層面、節(jié)理面、片理面及不整合面）控制了滑動面的空間位置及滑坡的范圍； 地質(zhì)構(gòu)造決定了滑坡區(qū)地下水的類型、分布、狀態(tài)和運動規(guī)律，從而不同程度地影響著滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展。,4、水文地質(zhì)條件,主要作用有：地下水或地表水增加滑體重量，潤濕滑動帶中的土使之強度降低；隔水層含水層，會對上覆巖層產(chǎn)生浮托力，降低抗滑力；地下水的升降還會產(chǎn)生很大的靜水壓力和動水壓力。,5、地震的影響,人工開挖邊坡，坡體上部加載，改變了斜坡的外形和應(yīng)力狀態(tài)，增大了下滑力，相對減小了斜坡的支撐力，從而引起滑坡。,6、人為因素,滑坡的分類,1、按滑動性質(zhì)劃分,牽引式滑坡 推動式滑坡 混合式滑坡,2、按滑動面特征和地質(zhì)特征劃分,均質(zhì)滑坡,順層滑坡,比如巖層層面、裂隙面、堆積物與基巖的交界面、透水層與不透水層的交界面以及巖層不整合面等。,切層滑坡,表1-5 滑坡單一指標分類,續(xù)表1-5 滑坡單一指標分類,表1-6 滑坡綜合分類表,滑坡的穩(wěn)定性分析,滑坡的穩(wěn)定性分析應(yīng)符合下列要求： 正確選擇有代表性的分析斷面，正確劃分牽引段、主滑段和抗滑段； 正確選用強度指標，宜根據(jù)測試成果、反分析和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗綜合確定； 有地下水時，應(yīng)計入浮托力和水壓力； 根據(jù)滑面（滑帶）條件，按平面、圓弧或折線，選用正確的計算模型； 當(dāng)有局部滑動可能時，