《工程地質(zhì)學(xué) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 第5章(2) 斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工程地質(zhì)學(xué) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 第5章(2) 斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 若斜坡滑動(dòng)時(shí)，各土條圍繞圓心若斜坡滑動(dòng)時(shí)，各土條圍繞圓心O O旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，則斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)為該土條的總抗滑力矩則斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)為該土條的總抗滑力矩與總滑動(dòng)力矩之比：與總滑動(dòng)力矩之比：為滑弧全長(zhǎng)。式中：若各土條寬度相等，則LhbghtgbgLCKRhbgRtghbgLCKiiiiiiiiiiiisincossincos最危險(xiǎn)滑面的確定：最危險(xiǎn)滑面的確定： 對(duì)于均質(zhì)粘性土斜坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面應(yīng)通過(guò)坡腳，對(duì)于均質(zhì)粘性土斜坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面應(yīng)通過(guò)坡腳，圓心圓心O O的位置按以下步驟確定：的位置按以下步驟確定：（1 1）根據(jù)下表中坡角值）根據(jù)下表中坡角值 查查 1 1和和 2 2，找出，找出0 0點(diǎn)點(diǎn) （
2、2 2）按下圖所示確定）按下圖所示確定E E點(diǎn)；點(diǎn)； （3 3）連接）連接EOEO，在，在EOEO的延長(zhǎng)線上取一系列圓心的延長(zhǎng)線上取一系列圓心O O1 1，O O2 2，,O,On n; ; （4 4）分別計(jì)算分別計(jì)算O O1 1，O O2 2，,O,On n所對(duì)應(yīng)滑動(dòng)圓弧上的穩(wěn)所對(duì)應(yīng)滑動(dòng)圓弧上的穩(wěn)定性系數(shù)定性系數(shù)K K1 1，K K2 2，K Kn n，聯(lián)其端點(diǎn)，所得曲線上最聯(lián)其端點(diǎn)，所得曲線上最小的小的K Kminmin值所對(duì)應(yīng)的值所對(duì)應(yīng)的O Om m點(diǎn)，即為最危險(xiǎn)滑弧圓心。點(diǎn)，即為最危險(xiǎn)滑弧圓心。 若土層復(fù)雜，則若土層復(fù)雜，則O Om m不一不一定是最危險(xiǎn)滑動(dòng)弧圓心，為此，定是最危險(xiǎn)滑動(dòng)
3、弧圓心，為此，可過(guò)點(diǎn)作垂直可過(guò)點(diǎn)作垂直O(jiān)EOE的線段，在該的線段，在該線段上取其相應(yīng)的線段上取其相應(yīng)的K K值，用上述值，用上述方法求得最小的方法求得最小的K K值。值。楔形體滑動(dòng)楔形體滑動(dòng) 楔形體滑動(dòng)的滑楔形體滑動(dòng)的滑動(dòng)面由兩個(gè)動(dòng)面由兩個(gè)傾向傾向相反相反、且其、且其交線交線傾向與坡面傾向傾向與坡面傾向相同相同、傾角小于、傾角小于邊坡角的軟弱結(jié)邊坡角的軟弱結(jié)構(gòu)面組成。構(gòu)面組成。穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算的基本思路的基本思路首先，將滑體自重首先，將滑體自重 W W 分解為垂直交線分解為垂直交線 BD BD 的分量的分量 N N 和平行交線的分量和平行交線的分量 T T， 然后然后 將將 N N
4、 投影到兩個(gè)滑動(dòng)面的法線方向，求得作用于滑動(dòng)面上的法向投影到兩個(gè)滑動(dòng)面的法線方向，求得作用于滑動(dòng)面上的法向力力N N1 1 和和 N N2 2， 最后求得抗滑力及穩(wěn)定性系數(shù)。最后求得抗滑力及穩(wěn)定性系數(shù)?？赡芑瑒?dòng)體的滑動(dòng)力為可能滑動(dòng)體的滑動(dòng)力為 T=T=WsinWsin，垂直交線的分量為垂直交線的分量為 N NWcosWcos。將將 WcosWcos 投影到投影到 ABD ABD 和和 BCD BCD 面的法線方向上，求得法向力面的法線方向上，求得法向力 N N1 1、N N2 2)sin(sincos)sin(sin,)sin(sincos)sin(sin21121122122121WNNWN
5、N邊坡的抗滑力邊坡的抗滑力BCDABDsSCSCtgNtgNF212211 邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)sin212211WSCSCtgNtgNKBCDABD 根據(jù)滑面縱剖面的起伏情況，取單位寬度考慮，根據(jù)滑面縱剖面的起伏情況，取單位寬度考慮，把滑體劃分成若干塊段，把滑體劃分成若干塊段，1 1，2 2，nn 第第i i條塊的受力情況分析：條塊的受力情況分析：折線滑面折線滑面剩余推力法剩余推力法 滑塊兩側(cè)的摩擦力和滑體自身擠壓力不考慮滑塊兩側(cè)的摩擦力和滑體自身擠壓力不考慮 自重自重 WiWi、水平地震力水平地震力 KcWiKcWi、側(cè)水壓力側(cè)水壓力 P PW W、上一條塊的剩余下滑力上一條塊
6、的剩余下滑力 Ei-Ei-1 1、本條的剩余下滑力本條的剩余下滑力 EiEi 的反力、揚(yáng)壓力的反力、揚(yáng)壓力 UiUi、法向反力法向反力 NiNi、切向反力切向反力 TiTi基本荷載（僅考慮重力）計(jì)算如下：基本荷載（僅考慮重力）計(jì)算如下：11sinW1塊：下滑力：第11111LCtgcosW抗滑力：11111111LCtgcosWsinWE2222112221122LCtg)sin(EcosW)cos(EsinW2抗滑力：塊：下滑力：第傳遞系數(shù)212222222221211222222222221122211222ELCtgcosWsinWtg)sin()cos(ELCtgcosWsinWLCt
7、g)sin(EcosW)cos(EsinWEi1iiiiiiiiiELCtgcosWsinWE:i塊第n1nnnnnnnnnELCtgcosWsinWE:n塊第，斜坡體穩(wěn)定若，斜坡體不穩(wěn)定若00nnEE 有地下水時(shí)，需要考慮邊界上的水壓力：有地下水時(shí)，需要考慮邊界上的水壓力：iwiiiLhhU)(2121底面浮托力：222121211iwiWiwiWhPhP兩側(cè)水壓力：1111sin(cos)cos()sin()00iiiiiiiiiiiiiissiitgEWWtgC LEKKEE當(dāng)時(shí)，取 ?？紤]安全儲(chǔ)備，減小抗滑力)sin()cos(sin)(cos1cos)(sin11111iiiiiii
8、iiiWiWiiiiiiWiWiiiKstgELCPPUWtgKsPPWE系數(shù)，即為滑坡的整體穩(wěn)定性這時(shí)的，直至偏小，則取，表明如果，再計(jì)算偏大，則取，表明如果迭代得的位置，代入公式中，先假定一個(gè)計(jì)算整體穩(wěn)定性系數(shù)時(shí)KEnKKKKEnEnKKKEnEnKsK00002110100穩(wěn)定性計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算編程迭代過(guò)程：編程迭代過(guò)程：2. 2. 破壞概率計(jì)算法破壞概率計(jì)算法( , , , ,), , , ,1.0KfccKK 其中等不是一個(gè)確定值，而是符合某種分布形式的隨機(jī)變量。也是一種分布函數(shù)的累積概率即為斜坡破壞概率第八節(jié)第八節(jié) 滑滑 坡坡 預(yù)預(yù) 測(cè)測(cè) 預(yù)預(yù) 報(bào)報(bào)一一 、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的基本內(nèi)容、預(yù)測(cè)預(yù)
9、報(bào)的基本內(nèi)容位置、規(guī)模、類型、運(yùn)動(dòng)速度、位置、規(guī)模、類型、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)距離、發(fā)生時(shí)間運(yùn)動(dòng)距離、發(fā)生時(shí)間區(qū)域性滑坡預(yù)測(cè)：區(qū)域性滑坡預(yù)測(cè)： 以一個(gè)大的區(qū)域?yàn)橐罁?jù)對(duì)象，確定滑以一個(gè)大的區(qū)域?yàn)橐罁?jù)對(duì)象，確定滑 坡可能發(fā)生的區(qū)段范圍。坡可能發(fā)生的區(qū)段范圍。地段性滑坡預(yù)測(cè)：地段性滑坡預(yù)測(cè)： 以一個(gè)地段滑坡調(diào)查資料為依據(jù)，確定以一個(gè)地段滑坡調(diào)查資料為依據(jù)，確定 將來(lái)可將來(lái)可 能發(fā)生滑坡的大致位置、可能能發(fā)生滑坡的大致位置、可能 的類型等。的類型等。場(chǎng)地性滑坡預(yù)測(cè)：場(chǎng)地性滑坡預(yù)測(cè)： 針對(duì)某一特定場(chǎng)址，預(yù)測(cè)滑坡可能發(fā)生針對(duì)某一特定場(chǎng)址，預(yù)測(cè)滑坡可能發(fā)生 的確切位置、范圍大小、運(yùn)動(dòng)速度及類的確切位置、范圍大小、
10、運(yùn)動(dòng)速度及類 型。型。 空間預(yù)測(cè)按照預(yù)測(cè)范圍的大小可分為空間預(yù)測(cè)按照預(yù)測(cè)范圍的大小可分為： 時(shí)間預(yù)報(bào)按照預(yù)測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)短關(guān)系，可分為時(shí)間預(yù)報(bào)按照預(yù)測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)短關(guān)系，可分為：滑坡滑坡長(zhǎng)期長(zhǎng)期預(yù)報(bào)：對(duì)未來(lái)滑坡運(yùn)動(dòng)的預(yù)報(bào)：對(duì)未來(lái)滑坡運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)作判斷，以確定滑坡活動(dòng)的可趨勢(shì)作判斷，以確定滑坡活動(dòng)的可能年份。能年份。滑坡滑坡短期短期預(yù)報(bào)：對(duì)滑坡活動(dòng)的可能預(yù)報(bào)：對(duì)滑坡活動(dòng)的可能季節(jié)或月份作出預(yù)測(cè)。季節(jié)或月份作出預(yù)測(cè)?；禄屡R滑臨滑預(yù)報(bào)：對(duì)滑坡將要暴發(fā)的預(yù)報(bào)：對(duì)滑坡將要暴發(fā)的具體日期、乃至?xí)r分作出預(yù)報(bào)。具體日期、乃至?xí)r分作出預(yù)報(bào)。 二、滑坡空間預(yù)測(cè)二、滑坡空間預(yù)測(cè) 空間預(yù)測(cè)空間預(yù)測(cè)：主要是通過(guò)滑坡條件分析，
11、確定出對(duì)滑坡：主要是通過(guò)滑坡條件分析，確定出對(duì)滑坡作用有利的作用有利的因素組合因素組合，根據(jù)這些有利因素組合來(lái)預(yù)測(cè)區(qū)域，根據(jù)這些有利因素組合來(lái)預(yù)測(cè)區(qū)域上某斜坡段將來(lái)產(chǎn)生滑坡的可能性，圈定出可能產(chǎn)生滑坡上某斜坡段將來(lái)產(chǎn)生滑坡的可能性，圈定出可能產(chǎn)生滑坡變形的范圍。變形的范圍。 空間預(yù)測(cè)的空間預(yù)測(cè)的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)工程地質(zhì)類比法：類似的工工程地質(zhì)類比法：類似的工程地質(zhì)環(huán)境可能發(fā)生類似的滑坡。程地質(zhì)環(huán)境可能發(fā)生類似的滑坡。 迄今見(jiàn)于報(bào)道的迄今見(jiàn)于報(bào)道的預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)方法可歸納為：統(tǒng)計(jì)學(xué)可歸納為：統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、信息量法以及各種確定性模型計(jì)算。方法、信息量法以及各種確定性模型計(jì)算。 各種方法的各種方法的共同
12、之處共同之處：充分考慮各種地質(zhì)環(huán)境因：充分考慮各種地質(zhì)環(huán)境因素的疊加作用來(lái)評(píng)價(jià)某特定地質(zhì)環(huán)境中產(chǎn)生滑坡的素的疊加作用來(lái)評(píng)價(jià)某特定地質(zhì)環(huán)境中產(chǎn)生滑坡的可能性，以期在研究區(qū)圈出相對(duì)不安全的可能性，以期在研究區(qū)圈出相對(duì)不安全的“危險(xiǎn)區(qū)危險(xiǎn)區(qū)段段”。預(yù)測(cè)結(jié)果一般都采用。預(yù)測(cè)結(jié)果一般都采用預(yù)測(cè)分區(qū)圖預(yù)測(cè)分區(qū)圖的形式來(lái)表的形式來(lái)表達(dá)。達(dá)。不同之處：不同之處：預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)過(guò)程中所采用的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)過(guò)程中所采用的疊加方式疊加方式不同而已。不同而已。三、滑坡時(shí)間預(yù)報(bào)三、滑坡時(shí)間預(yù)報(bào)（1 1）滑坡變形前兆的現(xiàn)象預(yù)報(bào)法）滑坡變形前兆的現(xiàn)象預(yù)報(bào)法（2 2）位移時(shí)間曲線變化趨勢(shì)判斷法）位移時(shí)間曲線變化趨勢(shì)判斷法（3 3）齋滕法
13、和改進(jìn)的齋滕法）齋滕法和改進(jìn)的齋滕法（4 4）統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型）統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型 回歸模型、灰色理論模型、生物生長(zhǎng)模、災(zāi)變理論模型等回歸模型、灰色理論模型、生物生長(zhǎng)模、災(zāi)變理論模型等（5 5）黃金分割法）黃金分割法（6 6）非線性動(dòng)力學(xué)模型預(yù)報(bào)法）非線性動(dòng)力學(xué)模型預(yù)報(bào)法（7 7）聲發(fā)射等參數(shù)預(yù)報(bào)法）聲發(fā)射等參數(shù)預(yù)報(bào)法巖土體蠕變（流變）理論：巖土體蠕變（流變）理論：第第1 1蠕變階段減速蠕變階段蠕變階段減速蠕變階段 減速發(fā)展，減速發(fā)展，斜率逐漸減小斜率逐漸減小 第第2 2蠕變階段穩(wěn)定蠕變階段蠕變階段穩(wěn)定蠕變階段 等速發(fā)展，斜率大體不變等速發(fā)展，斜率大體不變第第3 3蠕變階段加速蠕變階段蠕變階段加速蠕變階
14、段 CDCD段：變形迅速增大，但巖土體尚未破壞段：變形迅速增大，但巖土體尚未破壞 DEDE段：巖土體變形速率劇增，巖土體很快破壞段：巖土體變形速率劇增，巖土體很快破壞212121213121231231 223lg2.33 0.916 lg0.59()()()rrttttttttttttAAAAAA A 第階段：第階段：式中： 、 、 分別為加速位移階段的三個(gè)觀測(cè)點(diǎn) 、 、所對(duì)應(yīng)的觀測(cè)時(shí)間，且與有相等的位移間隔。齋滕預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)公式：齋滕預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)公式：例：某滑坡位移曲線上t1、t2、t3 所對(duì)應(yīng)的日期為：t1：1963年1月20日 t2：1963年1月26日 t3：1963年1月30日則： t2
15、t16天 t3t1 10天 tr-t1=18天 tr1963年2月7日 第九節(jié)第九節(jié) 滑滑 坡坡 防防 治治防治目標(biāo)：防治目標(biāo)： 是減災(zāi)、防災(zāi)、保護(hù)環(huán)。是減災(zāi)、防災(zāi)、保護(hù)環(huán)。防治原則：防治原則： 以防為主，治理為輔。應(yīng)該把防災(zāi)貫穿以防為主，治理為輔。應(yīng)該把防災(zāi)貫穿到工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在工程規(guī)劃選址、設(shè)計(jì)、施到工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在工程規(guī)劃選址、設(shè)計(jì)、施工各階段均應(yīng)注重防災(zāi)減災(zāi)。例如災(zāi)害預(yù)測(cè)及危險(xiǎn)性工各階段均應(yīng)注重防災(zāi)減災(zāi)。例如災(zāi)害預(yù)測(cè)及危險(xiǎn)性評(píng)估正體現(xiàn)了這一原則。評(píng)估正體現(xiàn)了這一原則。防治指的是預(yù)防與治理兩方面：防治指的是預(yù)防與治理兩方面： 滑坡滑坡預(yù)防預(yù)防：指的是滑坡災(zāi)害沒(méi)有產(chǎn)生以前，人們
16、已經(jīng)：指的是滑坡災(zāi)害沒(méi)有產(chǎn)生以前，人們已經(jīng)了解其存在的危險(xiǎn)性和危害性，并采取相應(yīng)的措施加以了解其存在的危險(xiǎn)性和危害性，并采取相應(yīng)的措施加以防范，使滑坡?lián)p失降至最小程度。預(yù)防是以勘察分析、防范，使滑坡?lián)p失降至最小程度。預(yù)防是以勘察分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，同時(shí)提出有效的預(yù)防措施預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，同時(shí)提出有效的預(yù)防措施及相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工工作。及相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工工作。 滑坡滑坡治理治理：指的是對(duì)潛在不穩(wěn)定體采取有針對(duì)性的工：指的是對(duì)潛在不穩(wěn)定體采取有針對(duì)性的工程措施，確保其穩(wěn)定，從根本上消除隱患。治理是一項(xiàng)程措施，確保其穩(wěn)定，從根本上消除隱患。治理是一項(xiàng)工程，它包括對(duì)災(zāi)害體的勘察、評(píng)價(jià)，提
17、出經(jīng)濟(jì)合理的工程，它包括對(duì)災(zāi)害體的勘察、評(píng)價(jià)，提出經(jīng)濟(jì)合理的工程措施，并付之實(shí)施。工程措施，并付之實(shí)施。1 1 防預(yù)措施：防預(yù)措施：（1 1） 繞避繞避：改線：改線 架橋跨越架橋跨越 隧道穿越隧道穿越 （2 2） 攔截?cái)r截：攔石墻：攔石墻 攔柵網(wǎng)攔柵網(wǎng) （3 3） 排水排水：地表排水：排水溝、：地表排水：排水溝、 坡面防滲坡面防滲 地下排水：盲溝、排水洞、排水孔地下排水：盲溝、排水洞、排水孔（4 4）監(jiān)測(cè)預(yù)警監(jiān)測(cè)預(yù)警 2 2 治理措施：治理措施： （1 1） 排水措施排水措施：（同上（同上 ） （2 2） 削方、堆：削方、堆：格柵（室）護(hù)坡格柵（室）護(hù)坡 （3 3） 支擋工程：支擋工程：擋土墻擋土墻：砌置擋墻：砌置擋墻 加筋土擋墻加筋土擋墻 錨固錨固：?jiǎn)我诲^桿（索）：?jiǎn)我诲^桿（索） 掛網(wǎng)掛網(wǎng)+ +噴漿噴漿+ +錨桿（索）錨桿（索） 構(gòu)構(gòu)+ +錨桿（索）錨桿（索） 抗滑樁抗滑樁：鋼管樁：鋼管樁 鋼筋鋼筋+ +砼樁砼樁 砼樁砼樁 結(jié)合形式：樁結(jié)合形式：樁+ +錨錨 樁樁+ +墻（板、梁）墻（板、梁）（4 4） 坡面防護(hù)坡面防護(hù)： 橫向護(hù)坡橫向護(hù)坡 植基綠色護(hù)坡植基綠色護(hù)坡 （5 5） 其它其它： 固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿 阻滑鍵（栓）阻滑鍵（栓）
工程地質(zhì)學(xué) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 第5章(2) 斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究
