第八章 斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究
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1、第七章斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究斜坡斜坡:地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體。按成因成因可分為:天然斜坡天然斜坡:在一定地質(zhì)環(huán)境中在一定地質(zhì)環(huán)境中,在各種地在各種地質(zhì)營力作用下形成和演化的自然歷史過程的產(chǎn)物質(zhì)營力作用下形成和演化的自然歷史過程的產(chǎn)物。(如山坡、海岸、河岸等)、人工邊坡:人工邊坡:是由于人類某種工程、經(jīng)濟(jì)目的的而開挖的,是由于人類某種工程、經(jīng)濟(jì)目的的而開挖的,往往在自然斜坡基礎(chǔ)上形成,其特點(diǎn)是具有較規(guī)則的幾何形態(tài)往往在自然斜坡基礎(chǔ)上形成,其特點(diǎn)是具有較規(guī)則的幾何形態(tài),(如路塹、露天礦坑邊幫、運(yùn)河(渠道)邊坡、露采邊坡、基坑邊坡)按組成物質(zhì)組成物質(zhì)可分為:巖坡巖坡和土坡土坡1 概述斜
2、坡要素斜坡要素(1)坡面(2)坡肩(3)坡頂(4)坡腳(5)坡高(6)坡角(7)坡體斜坡要素圖斜坡要素圖 斜坡變形破壞斜坡變形破壞:又稱斜坡運(yùn)動,是一種動力地質(zhì)現(xiàn)象。指地表斜坡巖土體在自重應(yīng)力和其它外力作用下所產(chǎn)生的向坡外的緩慢或快速運(yùn)動。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì):我國的滑坡多達(dá)6萬多處。主要分布在西北和西南地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì),80年代各國滑坡?lián)p失年代各國滑坡?lián)p失:美國:15億/年 日本:150 億/年 意大利:114 億/年 印度:10億/年 中國:30-50萬人民幣/年 1982年7月,四川省云陽縣雞扒子滑坡,使長江嚴(yán)重阻航;1983年3月,甘肅省東鄉(xiāng)縣灑勒山滑坡,摧毀了4個(gè)村莊,人畜傷亡慘重;1985年6
3、月湖北省姊歸縣新灘滑坡,使新灘古鎮(zhèn)毀于一旦,并影響長江航道;1987年8月,四川省巫溪縣城巖崩,造成了嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失;斜坡破壞實(shí)例斜坡破壞實(shí)例 1989年7月,四川省華金山普降暴雨,遭致崩滑1800余處而其中的馬鞍山巖崩物質(zhì)被洪水沖下,使溪口鎮(zhèn)6個(gè)廠礦和3個(gè)村蒙難。1980年6月,我國湖北省遠(yuǎn)安縣鹽池河磷礦巖崩釀成的慘案,則是由于坡腳部位開拓水平采礦巷道,使坡體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生急劇變化,而導(dǎo)致坡肩部位產(chǎn)生多條拉裂縫所致。斜坡的變形破壞對人類工程、經(jīng)濟(jì)活動和生命財(cái)產(chǎn)造成很大危害,因此對其穩(wěn)定性進(jìn)行研究是工程建設(shè)的需要。對斜坡的穩(wěn)定性作出評價(jià)和預(yù)測;為設(shè)計(jì)合理的人工邊坡以及制定有效的防治措施提供
4、依據(jù)。研究意義研究意義2 斜坡中的應(yīng)力分布特征H31土體原始應(yīng)力狀態(tài):土體原始應(yīng)力狀態(tài):斜坡中的應(yīng)力特征決定了斜坡變形破壞的形式和機(jī)制,對斜坡穩(wěn)定性評價(jià)和防治措施有一定意義。斜坡應(yīng)力場特征斜坡應(yīng)力場特征 斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn):愈接近臨空面,最大主應(yīng)力S1愈接近平行于臨空面,S3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。斜坡形成過程中,側(cè)向臨空面產(chǎn)生,坡面附近巖土體卸荷回彈,引起應(yīng)力重分布。在臨空面附近造成應(yīng)力集中,但在坡腳區(qū)和坡頂及坡肩附近情況有所不同:(1)坡腳附近最大主應(yīng)力顯著增高,且愈近表面愈高;最小主應(yīng)力顯著降低,于表面處降為零,甚至轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力。這一帶是坡體中應(yīng)力差和最大剪應(yīng)力的
5、部位,形成最大剪應(yīng)力增高帶,往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面。(2)在坡頂面和坡面的某些部位,坡面的徑向應(yīng)力和坡頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力,形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)聯(lián)系,坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨空方向。坡面處由于側(cè)向壓力趨于零,實(shí)際上處于兩向受力狀態(tài),而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。影響斜坡應(yīng)力分布的因素影響斜坡應(yīng)力分布的因素 水平剩余應(yīng)力的大小使坡體中主應(yīng)力跡線的分布形式有所不同,明顯改變了各應(yīng)力值的大小,使應(yīng)力分異現(xiàn)象加劇,尤其對坡腳應(yīng)力集中帶和張力帶的影響最大。巖體初始應(yīng)力的影響巖體初始應(yīng)力的影響坡形的影響坡形的
6、影響 坡高:坡高不改變應(yīng)力等值線圖像,但應(yīng)力值隨坡高增大而線性增加。坡角:坡角變化明顯改變了應(yīng)力分布圖象。隨坡角變陡,張力帶的范圍有所擴(kuò)大,坡腳應(yīng)力集中帶最大剪應(yīng)力值也隨之增高。坡底寬度:當(dāng)W0.8H時(shí),坡腳最大剪應(yīng)力隨底寬而劇增;當(dāng)W0.8H 時(shí),則保持一常值(殘余坡角應(yīng)力)。坡面形態(tài):平面上的凹形坡,應(yīng)力集中明顯減緩。圓形和橢圓形邊坡,坡腳最大剪應(yīng)力僅為一般斜坡的1/2。巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響巖土體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響 巖土體的變形模量變形模量對均質(zhì)坡體的應(yīng)力分布無明顯影響。泊松比泊松比可改變主應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布,引起張力帶變化。隨著泊松比增加,坡面和坡頂?shù)膹埩U(kuò)展,而坡底則反之。斜坡巖土體
7、結(jié)構(gòu)特征巖土體結(jié)構(gòu)特征對坡體應(yīng)力場影響復(fù)雜,它使巖土體不均一和不連續(xù),使沿結(jié)構(gòu)面周邊形成應(yīng)力集中或發(fā)生應(yīng)力滯 斜坡中結(jié)構(gòu)面周邊應(yīng)力集中特點(diǎn)應(yīng)力集中特點(diǎn),主要取決于結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與主壓應(yīng)力主壓應(yīng)力的關(guān)系。結(jié)構(gòu)面與主壓應(yīng)力平行,在結(jié)構(gòu)面端點(diǎn)部位或應(yīng)力阻滯部位出現(xiàn)拉應(yīng)力和剪應(yīng)力集中,使結(jié)構(gòu)面兩側(cè)張裂。結(jié)構(gòu)面與主壓應(yīng)力垂直,在平行結(jié)構(gòu)面方向出現(xiàn)拉應(yīng)力,或在端點(diǎn)部位出現(xiàn)垂直結(jié)構(gòu)面的壓應(yīng)力,有利于結(jié)構(gòu)面壓密和斜坡穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)面與主壓應(yīng)力斜交,結(jié)構(gòu)面周邊主要為剪應(yīng)力集中,并于端點(diǎn)附近或應(yīng)力阻滯部位出現(xiàn)拉應(yīng)力。順坡結(jié)構(gòu)面與主壓應(yīng)力呈3040交角,將出現(xiàn)最大剪應(yīng)力與拉應(yīng)力,坡體易沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生剪切滑移,同
8、時(shí)也可能出現(xiàn)折線型蠕滑裂隙系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)面相互交匯或轉(zhuǎn)折處,形成很高的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力集中區(qū),其變形與破壞較劇烈。3 斜坡變形與破壞斜坡變形破壞的三個(gè)演化階段:斜坡變形斜坡變形:坡體中未出現(xiàn)貫通性破壞面。斜坡破壞斜坡破壞:坡體中已形成貫通性的破壞面。破壞后的繼續(xù)運(yùn)動破壞后的繼續(xù)運(yùn)動:穩(wěn)定 變形 破壞斜坡變形斜坡變形 拉裂拉裂:斜坡形成過程中,在坡面和坡頂形成的張力帶,拉應(yīng)力集中形成拉張裂縫。拉裂的空間分布特點(diǎn)空間分布特點(diǎn)是:上寬下窄,以至尖滅;由坡面向坡里逐漸減少。卸荷、初始應(yīng)力釋放 側(cè)應(yīng)力減弱 巖土體松動 產(chǎn)生張裂面 拉裂的危害性危害性是:巖土體完整性遭到破壞;為風(fēng)化營力深入到坡體內(nèi)部以及地表水、
9、雨水下滲提供了通道。它們對斜坡穩(wěn)定均是不利的。蠕滑蠕滑:斜坡巖土體沿軟弱面局部向臨空面方向的緩慢剪切變形。1.表層蠕滑表層蠕滑:斜坡淺層巖土體在重力的長期作用下,向臨空面方向緩慢變形構(gòu)成一個(gè)剪變帶,其位移由坡面向坡內(nèi)逐漸降低直至消失。2.深層蠕滑深層蠕滑:主要發(fā)育在斜坡下部或坡體內(nèi)部。按其形成機(jī)制形成機(jī)制特點(diǎn)可分為兩種:軟弱基座蠕滑軟弱基座蠕滑:在上覆層重力作用下,基座部分向臨空面方向蠕動,引起上覆層的變形與解體。軟弱基座坡腳為向臨空方向蠕動、擠出;上覆巖體軟弱層會出現(xiàn)“揉曲”,脆性層出現(xiàn)張性裂隙。坡體蠕滑坡體蠕滑:坡體沿緩傾軟弱結(jié)構(gòu)面向臨空方向緩慢移動變形。兩種深層蠕滑的區(qū)別兩種深層蠕滑的區(qū)
10、別:不是沿一個(gè)統(tǒng)一的滑動面,受軟弱基座控制 有統(tǒng)一滑動面,受軟弱結(jié)構(gòu)面控制 彎曲傾倒彎曲傾倒:由陡坡或直立板狀巖體組成的斜坡,當(dāng)巖層走向與坡面走向大致相同時(shí),在自重的長期作用下,由前緣開始向臨空方向彎曲、折裂,并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展的變形。特征:特征:彎折傾倒程度由地面向深處逐漸減小,一般不會低于坡腳高程;下部巖層往往折斷,張裂隙發(fā)育。但層序不亂,而巖層層面間位移明顯;沿巖層面產(chǎn)生反坡向陡坎。彎折傾倒的機(jī)制,相當(dāng)于懸臂梁在彎矩作用下所發(fā)生的彎曲。彎折傾倒發(fā)展下去,可形成崩塌、滑坡。崩塌定義定義:斜坡巖土體被陡傾的拉裂面破壞分割,突然脫離母體而快速位移,翻滾、跳躍和墜落下來,堆于崖下。按崩塌規(guī)模規(guī)模分
11、:山崩 墜石 按物質(zhì)成分物質(zhì)成分分:巖崩 土崩斜坡破壞斜坡破壞崩塌特征崩塌特征:一般發(fā)生在高陡斜坡的坡肩部位;質(zhì)點(diǎn)位移方向鉛直方向較水平方向大的多;崩塌發(fā)生時(shí)無依附面;突然發(fā)生,運(yùn)動快速?;露x定義:斜坡巖土沿著貫通的剪切破壞面所發(fā)生的滑移現(xiàn)象。滑坡特征滑坡特征:通常是較深層的破壞,滑移面深入坡體內(nèi)部以致坡腳以下;質(zhì)點(diǎn)位移方向水平方向較鉛直方向大的多;崩塌發(fā)生時(shí)有依附面;滑移速度較慢,具有“整體性”形成崩塌的內(nèi)在條件有:形成崩塌的內(nèi)在條件有:1、巖土類型巖土類型 巖、土是產(chǎn)生崩塌的物質(zhì)條件。一般而言,各類巖、土都可以形成崩塌,但不同類型,所形成崩塌的規(guī)模大小不同。巖性堅(jiān)硬的各類巖漿巖、變質(zhì)巖
12、及沉積巖類的碳酸鹽巖、石英砂巖、砂礫巖、初具成巖性的石質(zhì)黃土、結(jié)構(gòu)密實(shí)的黃土等形成規(guī)模較大的崩塌;頁巖、泥灰?guī)r等互層巖石及松散土層等往往以小型墜落和剝落為主。4 崩 塌2、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 各種構(gòu)造面,如節(jié)理、裂隙面、巖層界面、斷層等,對坡體的切割、分離,為崩塌的形成提供脫離母體(山體)的邊界條件。坡體中裂隙越發(fā)育,越易產(chǎn)生崩塌,與坡體延伸方向近于平行的陡傾構(gòu)造面,最有利于崩塌的形成。3、地形地貌地形地貌 江、河、湖(水庫)、溝的岸坡及各種山坡、鐵路、公路邊坡、工程建筑物邊坡及其各類人工邊坡都是有利崩塌產(chǎn)生的地貌部位,坡度大于 45 度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形。巖土
13、類型、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌巖土類型、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌三個(gè)條件,又統(tǒng)稱地質(zhì)條件地質(zhì)條件,它是形成崩塌的基本條件。誘發(fā)崩塌的外界因素誘發(fā)崩塌的外界因素 1、地震地震 地震引起坡體晃動,坡壞坡體平衡,從而誘發(fā)崩塌。一般烈度大于 7 度以上的地震都會誘發(fā)大量崩塌 2、融雪、降雨融雪、降雨 特別是大雨、暴雨和長時(shí)間的連續(xù)降雨,使地表水滲入坡體,軟化巖、土及其中軟弱面,產(chǎn)生孔隙水壓力等,從而誘發(fā)崩塌。3、地表水的沖刷、浸泡地表水的沖刷、浸泡 河流等地表水體不斷地沖刷坡腳或浸泡坡腳、削弱坡體支撐或軟化巖、土,降低坡體強(qiáng)度,也能誘發(fā)崩塌。4、不合理的人類活動不合理的人類活動 如開挖坡腳、地下采空、水庫蓄水、泄
14、水等改變坡體原始平衡狀態(tài)的人類活動,都會誘發(fā)崩塌活動。還有一些其他因素,如凍脹、晝夜溫差變化凍脹、晝夜溫差變化等,也會誘發(fā)崩塌。崩塌的運(yùn)動學(xué)特征崩塌的運(yùn)動學(xué)特征崩塌跳躍的動能自由崩塌的速度崩塌在斜坡上的最大速度崩塌滾動的動能 大型山崩在崩塌過程中位移體附近的空氣承受臨時(shí)性壓縮而產(chǎn)生“氣墊效應(yīng)”,實(shí)際運(yùn)動速度將會大于理論計(jì)算值。崩塌塊體沿斜坡運(yùn)動的軌跡呈拋物線形??砂聪蛳聮伾湮矬w的運(yùn)動規(guī)律推導(dǎo)。設(shè)崩塌塊體在斜坡某處跳躍速度為v0,與水平面夾角為 則水平速度:鉛直速度:崩塌塊體跳躍的軌跡方程為滑坡形態(tài)要素滑坡形態(tài)要素滑坡體:與母體脫離經(jīng)過 滑動的巖土體?;麓玻夯麦w之下未經(jīng) 滑動的巖土體?;瑒用?/p>
15、:滑坡體與滑坡床之間的分解面,即滑體沿之滑動而滑坡床相接觸的面。5 滑 坡滑坡周界:滑坡體與周圍不動體在平面上的分界線滑坡壁:滑坡后部滑下所形成的陡壁?;屡_地:滑體因各段下滑的速度和幅度不同而形成的一些錯(cuò)臺,常出現(xiàn)數(shù)個(gè)陡坎和高程不同的平緩臺面。封閉洼地:滑坡體與滑坡壁之間常拉開成溝槽或陷落成洼地?;律啵夯麦w前部伸出如舌狀的部位,前端往往伸入溝谷河流?;铝严叮夯麦w在滑動過程中各部位受力性質(zhì)和移動速度不同,受力不均勻而產(chǎn)生的裂隙系統(tǒng)?;螺S:滑坡在滑動時(shí),滑體運(yùn)動速度最快的縱向線。崩塌崩塌滑坡滑坡滑坡的識別滑坡的識別 對于正在發(fā)展的滑坡,其識別是相對容易的,而困難的是識別那些老滑坡。許多
16、工程正是由于沒有充分進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查,而誤將廠址、壩址、線路位置選在滑坡體上或其附近,并因不正確的開挖或棄土等方式使滑坡再次啟動,造成嚴(yán)重?fù)p失意義識別方法 在實(shí)際滑坡調(diào)查工作中,主要是通過遙感信息、地面地質(zhì)測繪和勘探試驗(yàn)方法來進(jìn)行。1.應(yīng)用遙感信息識別滑坡,主要采用航空遙感所提供的大比例尺(1:10000-1:15000)黑白和彩紅外像片來進(jìn)行。在航片上識別滑坡,實(shí)質(zhì)就是識別滑坡的形態(tài)要素,然后結(jié)合搜集研究地區(qū)的地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析,從而確認(rèn)滑坡的存在。2.地面地質(zhì)測繪是識別滑坡的最主要手段。因?yàn)橥ㄟ^地面調(diào)查,可直接觀察到滑坡各形態(tài)要素,并可搜集到滑動的證據(jù)。3.勘探手段包括鉆探、坑探和物探,是為
17、了了解滑坡體的結(jié)構(gòu)、巖石破碎程度、地下水位,確定滑動面(帶)的位置、形狀以及對滑帶物質(zhì)進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。n 地形地貌方面地形地貌方面 滑坡部分較其它坡面低洼,滑坡后緣往往具有陡坎地形,兩側(cè)有沖溝發(fā)育,前緣向前凸出,并略呈弧形,形成“圈椅狀圈椅狀”地形。識別標(biāo)志 斜坡表面往往具有若干個(gè)平臺。后緣常有小型崩塌發(fā)生?;逻€常使河流階地產(chǎn)生變位,可通過階地或夷平面的高程對比加以識別。地形地貌標(biāo)志是識別滑坡的重要標(biāo)志之一,它是航片解譯現(xiàn)象的主要標(biāo)志。n 地質(zhì)構(gòu)造方面地質(zhì)構(gòu)造方面 滑坡上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象。滑體結(jié)構(gòu)較周圍巖石結(jié)構(gòu)更為松散、破碎,巖層產(chǎn)狀出現(xiàn)明顯不同。n 水文地質(zhì)方面水文地質(zhì)方面 結(jié)
18、構(gòu)破碎 透水性增高 地下水徑流條件改變 滑體表面出現(xiàn)積水洼地或濕地、泉的出現(xiàn)。n 植被方面植被方面 由于滑坡體上巖石更加破碎,比較潮濕,植被往往更加茂盛,因滑動作用而出現(xiàn)“馬刀樹”、“醉漢林”等現(xiàn)象。n 滑動面的鑒別滑動面的鑒別 滑動面的產(chǎn)狀、位置及滑帶物質(zhì)特征是評價(jià)滑坡的最根本性因素。確定滑動面可采用工程地質(zhì)勘探的方法。對于大型滑坡,滑動面往往是兩個(gè)或兩個(gè)以上。因此必須加以重視?;禄顒拥碾A段性滑坡活動的階段性 滑坡的發(fā)生、發(fā)展演化過程,是一個(gè)累進(jìn)性變形破壞過程,而且往往具有多次周期性活動的特點(diǎn)。根據(jù)每一期滑坡活動的運(yùn)動學(xué)特征,可劃分為四個(gè)階段 1.蠕蠕滑滑階階段段:即為變形階段。此階段表現(xiàn)
19、為斜坡坡肩附近及坡體某些部位出現(xiàn)拉張裂縫;坡體內(nèi)局部剪切破壞面亦出現(xiàn),并向貫通性的滑面方向發(fā)展。蠕滑階段的持續(xù)時(shí)間與斜坡中應(yīng)力集中和分異的速度以及外力作用的強(qiáng)度有關(guān),一般持續(xù)時(shí)間較長。2.滑動階段:滑動階段:滑動面已貫通,前緣出現(xiàn)剪出口,滑體的前后及兩側(cè)出現(xiàn)了不同力學(xué)機(jī)制的裂隙,并有局部坍塌。這些都標(biāo)志著斜坡處于滑動階段,此時(shí)滑坡的位移速率不斷加大。3.劇劇滑滑階階段段:滑移速率急劇加大,后緣拉裂縫急速張開和下錯(cuò),后壁不斷坍塌;兩側(cè)及前緣表部坍塌?;瑒用妫◣В┥蠋r土體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步破壞,含水量增大,有時(shí)隨滑舌伸出而流出大量泥水,滑坡體以較大速率向前滑移,滑速可達(dá)到每秒數(shù)十米,滑距較大。在滑速很大時(shí)
20、甚至產(chǎn)生氣浪。此階段的持續(xù)時(shí)間很短。4.穩(wěn)穩(wěn)定定階階段段:經(jīng)過大量滑移后,滑體重心降低,滑動時(shí)產(chǎn)生的動能逐漸消耗于克服滑移阻力和滑體的變形中。滑體中部分地下水排出,使滑面強(qiáng)度有所提高,滑移速率漸減以至停止滑動,此時(shí)滑坡處于穩(wěn)定階段。q 無層滑坡無層滑坡:均質(zhì)、無層理的巖土體q 順層滑坡順層滑坡:原生、次生的軟弱夾層存在,上部松散堆積物與下部基巖接觸帶q 切層滑坡切層滑坡:多發(fā)生在巖層近于水平的平迭坡按滑動面與層面的關(guān)系分類按滑動面與層面的關(guān)系分類滑坡分類滑坡分類(a a)推動式滑坡推動式滑坡按滑坡的動力學(xué)特征分類按滑坡的動力學(xué)特征分類(c c)平移式滑坡平移式滑坡(b b)牽引式滑坡牽引式滑坡
21、q 土體滑坡土體滑坡 巖質(zhì)滑坡巖質(zhì)滑坡 粘性土滑坡 破碎巖石滑坡 黃土滑坡 軟硬互層巖石滑坡 堆積層滑坡 軟弱巖石滑坡 堅(jiān)硬塊狀巖石滑坡按巖土體類型分類按巖土體類型分類q 淺層滑坡(6m)q 中層滑坡(620m)q 厚層滑坡(2050m)q 巨厚層滑坡(50m)按滑動面深度分類按滑動面深度分類q 初生滑坡q 再次滑坡按滑動次數(shù)分類按滑動次數(shù)分類6 影響斜坡穩(wěn)定性的因素內(nèi)外營力對斜坡主要有以下幾個(gè)方面的影響:改變斜坡的外形改變斜坡的外形改變斜坡的外形改變斜坡的外形,實(shí)際上是改變了斜按的臨空狀,實(shí)際上是改變了斜按的臨空狀況及應(yīng)力場。況及應(yīng)力場。改變斜坡巖體的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性質(zhì),改變斜坡巖體的結(jié)構(gòu)特
22、征和力學(xué)性質(zhì),改變斜坡巖體的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性質(zhì),改變斜坡巖體的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性質(zhì),降低斜坡的抗變形、抗破壞能力。改變斜坡巖體的應(yīng)力狀況改變斜坡巖體的應(yīng)力狀況改變斜坡巖體的應(yīng)力狀況改變斜坡巖體的應(yīng)力狀況q 坡形相同的情況下:堅(jiān)硬巖石斜坡半堅(jiān)硬巖石松散土坡 沉積巖沉積巖:層理軟弱夾層 巖漿巖巖漿巖:原生節(jié)理發(fā)育,與巖石強(qiáng)度和風(fēng)化作用有關(guān) 變質(zhì)巖變質(zhì)巖:礦物成分的差異導(dǎo)致工程地質(zhì)性質(zhì)的差異q 滑坡往往集中在某些特定的巖層中易滑巖組 如:砂泥(頁)巖互層、灰?guī)r頁巖互層、粘土巖、板巖、軟弱片巖、凝灰?guī)r等。1.1.巖土類型及性質(zhì)巖土類型及性質(zhì)決定抗滑力的根本因素決定抗滑力的根本因素結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、力學(xué)
23、性質(zhì)、規(guī)模沉積巖地區(qū):特大型的滑坡主要與巖層構(gòu)造有關(guān)在褶皺的兩翼部位,結(jié)構(gòu)面往往形成上陡下緩的勺形沿著大的構(gòu)造斷裂帶,滑坡往往呈帶狀分布。2.2.地質(zhì)結(jié)構(gòu)地質(zhì)結(jié)構(gòu)(巖體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造)(巖體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造)按結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與臨空面的關(guān)系,可分為:按結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與臨空面的關(guān)系,可分為:平迭坡平迭坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面為水平的。一般較穩(wěn)定。逆向坡逆向坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面的傾向相反。最穩(wěn)定。l 順向坡順向坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面傾向一致 時(shí),穩(wěn)定性最差,極易發(fā)生順層滑坡 時(shí),穩(wěn)定性較好斜交坡斜交坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面成斜交關(guān)系。其交角越小,穩(wěn)定性越差。橫交坡橫交坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的走向與
24、坡面走向近于垂直,穩(wěn)定性較好,很少發(fā)生大規(guī)模的滑坡 地形地貌主要影響斜坡的形態(tài)。我國地勢西高東低,劃為三個(gè)明顯的臺階,兩個(gè)臺階轉(zhuǎn)折地帶的邊緣山地,山谷狹窄,地面高差懸殊,斜坡變形破壞嚴(yán)重。3.3.地形地貌地形地貌 水對斜坡穩(wěn)定性的影響是多方面的,主要有以下幾種:軟化作用軟化作用 水使巖土體強(qiáng)度降低。巖質(zhì)邊坡中若存在親水性強(qiáng)或易溶于水的礦物存在時(shí),浸水后巖石和巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞,發(fā)生崩解泥化現(xiàn)象,抗剪強(qiáng)度降低。土質(zhì)邊坡的軟化現(xiàn)象更明顯,尤其是粘性土和黃土斜坡。沖刷作用沖刷作用 河谷岸坡因水流沖刷使斜坡變高、變陡,還可使坡腳和滑動面臨空,不利于斜坡的穩(wěn)定。4.4.水的作用水的作用 靜水壓力靜水壓力
25、作用在斜坡上的靜水壓力有三種:(1 1)坡面上的靜水壓力)坡面上的靜水壓力 當(dāng)斜坡被水淹沒,斜坡表部相對不透水時(shí),坡面上就承受一定靜水壓力,對斜坡穩(wěn)定性有利。(2 2)張裂隙中的靜水壓力)張裂隙中的靜水壓力 巖質(zhì)斜坡中的張裂隙在充水條件下,將產(chǎn)生靜水壓力,對斜坡穩(wěn)定性不利。(3 3)滑坡底部滑動面上的靜水壓力)滑坡底部滑動面上的靜水壓力 斜坡上部為不透水巖土體,地下水位上升,斜坡內(nèi)部不透水巖土體底面將受到靜水壓力作用,降低抗剪強(qiáng)度,不利于斜坡穩(wěn)定性。動水壓力動水壓力 斜坡巖土體是透水的,地下水在其中滲流時(shí),會產(chǎn)生動水壓力,方向與滲流方向一致,指向臨空面對斜坡穩(wěn)定性不利。若指向斜坡內(nèi)部,則利于斜
26、坡穩(wěn)定性。浮托力浮托力 處于水下的透水斜坡,將承受浮托力的作用,使坡體的有效重量減輕,對斜坡不利。在烈度為7度的地區(qū),斜坡運(yùn)動現(xiàn)象就有發(fā)生。地震對斜坡穩(wěn)定性影響的本質(zhì)就是產(chǎn)生附加水平應(yīng)力。5.5.地震地震查納滑坡灑灑 勒勒 山山 滑滑 坡坡 1983年3月,甘肅省東鄉(xiāng)縣灑勒山滑坡,摧毀了4個(gè)村莊,人畜傷亡慘重;貴陽沙沖路滑坡20032003年年5 5月月1111日貴州省三穗縣日貴州省三穗縣平溪特大橋滑坡致使平溪特大橋滑坡致使3535人死亡,人死亡,毀壞橋墩毀壞橋墩 龍羊峽庫岸滑坡2003年年7月月13日日 三峽庫區(qū)沙鎮(zhèn)溪發(fā)生三峽庫區(qū)沙鎮(zhèn)溪發(fā)生千將坪滑坡,致使千將坪滑坡,致使24人失蹤。人失蹤。
27、滑坡壁滑坡壁滑坡周界滑坡周界雞扒子滑坡全貌雞扒子滑坡全貌 1982年年7月月17日,滑坡發(fā)生,直接經(jīng)濟(jì)損失日,滑坡發(fā)生,直接經(jīng)濟(jì)損失600萬萬元,間接經(jīng)濟(jì)損失元,間接經(jīng)濟(jì)損失1000萬元,航道治理萬元,航道治理8000萬元。萬元。鹽池河崩塌鹽池河崩塌 1980年6月,湖北安遠(yuǎn)縣鹽池河磷礦崩塌,崩塌堆積體100萬m3,死亡307人,礦的設(shè)施全部損壞。新灘滑坡全貌新灘滑坡全貌 1985年年6月月12日凌晨,新灘鎮(zhèn)發(fā)生滑坡(日凌晨,新灘鎮(zhèn)發(fā)生滑坡(1300萬萬m3),共有),共有1569間房屋,間房屋,780畝農(nóng)田,畝農(nóng)田,77艘船只被毀,直接經(jīng)濟(jì)損失艘船只被毀,直接經(jīng)濟(jì)損失832萬萬元。元。新灘滑
28、坡全貌新灘滑坡全貌新灘滑坡新灘滑坡7 斜坡穩(wěn)定性評價(jià)與預(yù)測區(qū)域地質(zhì)背景區(qū)域地質(zhì)背景 分析影響因素分析影響因素 預(yù)測發(fā)展趨勢預(yù)測發(fā)展趨勢自然歷史分析法自然歷史分析法斜坡穩(wěn)定性評價(jià)的目的:設(shè)計(jì)合理的人工邊坡;評價(jià)天然斜坡的穩(wěn)定性;對已建邊坡的穩(wěn)定性檢查;為整治斜坡提供設(shè)計(jì)依據(jù)。是一種定性的方法,是所有穩(wěn)定性評價(jià)方法的基礎(chǔ)。同時(shí)作用于某個(gè)斜坡上的外力可能有很多,但只有一個(gè)或幾個(gè)起主要作用,因此把握住起主要作用的外力變化,可以判斷斜坡的穩(wěn)定性。3.3.從從作用在斜坡上的外力方面分析作用在斜坡上的外力方面分析2.2.從從地形地貌方面分析地形地貌方面分析地形地貌特征 斜坡穩(wěn)定性狀態(tài)或滑坡的不同發(fā)育階段 滑
29、坡的微地貌調(diào)查 穩(wěn)定性判斷的定量數(shù)值1.1.從從地質(zhì)構(gòu)造方面分析地質(zhì)構(gòu)造方面分析 結(jié)構(gòu)面的位置、性質(zhì)、連通情況,結(jié)構(gòu)面與臨空面的關(guān)系 斜坡可能破壞的類型、規(guī)模等。力學(xué)計(jì)算法力學(xué)計(jì)算法 力學(xué)計(jì)算法主要使用于滑坡類型破壞型式,是一種定量評價(jià)方法。常用剛體極限平衡法剛體極限平衡法。假設(shè):只考慮破壞面上的極限平衡狀態(tài),不考慮巖土體的變形。破壞面上的強(qiáng)度有C和值控制。滑體中的應(yīng)力,以正應(yīng)力和剪應(yīng)力方式集中作用在滑面上。二維計(jì)算。無粘性土斜坡無粘性土斜坡 以砂類土為代表,其計(jì)算公式為:則砂土坡的穩(wěn)定系數(shù)為:可見,當(dāng)斜坡坡角大于砂土的內(nèi)摩擦角時(shí),KKc(設(shè)計(jì)安全穩(wěn)定性系數(shù)),土坡穩(wěn)定;否則不穩(wěn)定。經(jīng)驗(yàn)均質(zhì)粘
30、性土斜坡圓心確定:(1)根據(jù)坡角確定1和2,找出O點(diǎn);(2)依圖確定E點(diǎn);(3)連接EO,在EO延長線上取一系列圓心O1,O2(4)分別計(jì)算各圓心所對應(yīng)滑動面上的穩(wěn)定系數(shù)K,過圓心分別以垂直EO的不同長度的線段代表K值,連其端點(diǎn),則曲線上最小的Kmin對應(yīng)的Om點(diǎn),即為最危險(xiǎn)滑弧圓心。巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計(jì)算巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計(jì)算 巖質(zhì)斜坡的穩(wěn)定性取決于軟弱結(jié)構(gòu)面的特點(diǎn)及組合關(guān)系,計(jì)算時(shí)先確定巖體中存在的軟弱結(jié)構(gòu)面。單一同向結(jié)構(gòu)面斜坡單一同向結(jié)構(gòu)面斜坡 斜坡穩(wěn)定性受傾向與坡向一致的軟弱結(jié)構(gòu)面控制。計(jì)算可沿滑動方向取一單寬剖面。由滑動巖體自重產(chǎn)生的下滑力T和抗滑力F為:(1)當(dāng)結(jié)構(gòu)面很軟弱光滑,其粘聚力很
31、小,接近于零,則滑體的穩(wěn)定性取決于摩擦阻力的大小。(2)當(dāng)K1,斜坡處于極限平衡狀態(tài),則對應(yīng)的斜坡高度為斜坡極限高度為:(3)當(dāng)滑坡區(qū)地下水位較高,滑動體為相對隔水層,在計(jì)算時(shí)應(yīng)加入靜水壓力,公式為:則斜坡穩(wěn)定系數(shù)斜坡穩(wěn)定系數(shù)為(4)當(dāng)水位突然下降,若結(jié)構(gòu)面AB上側(cè)為透水層,則應(yīng)考慮地下水向河谷滲流過程中的動水壓力。V滲流部分的體積;I平均水力坡度。將滑體分為兩部分,動水壓力的作用方向近似平行于結(jié)構(gòu)面,則斜坡穩(wěn)定系數(shù)斜坡穩(wěn)定系數(shù)為:W1水上巖體重量;W2水下巖體重量。W1W2(5)地震區(qū)應(yīng)考慮地震力,Pd平行于坡面傾向?yàn)樗搅r(shí)。則斜坡穩(wěn)定系數(shù)斜坡穩(wěn)定系數(shù)為 兩組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成滑體的斜坡兩組結(jié)構(gòu)面
32、構(gòu)成滑體的斜坡 兩組結(jié)構(gòu)面AD和DC的傾角分別為和,構(gòu)成雙滑面滑體,重力作用下的穩(wěn)定性計(jì)算如下:過結(jié)構(gòu)面D做鉛直線DB,將滑體分兩部分:ADC=ABD+DBC滑動過程中,DBC沿CD下滑,以推力T沿CD方向作用在ABD。當(dāng)CD面上下滑力大于抗滑力時(shí),推力T:ABD 的下滑力為:ABD的抗滑力為:則斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)為:折線形滑動面的斜坡折線形滑動面的斜坡 首先要根據(jù)已查明的滑坡面起伏情況,劃分為折線形的塊段,每一塊段底部為平直的斜面,確定各段的計(jì)算參數(shù)。對第一塊僅考慮其重量,則作用在滑面上的 下滑力:抗滑力:剩余下滑力:此下滑力也即作用在第二塊滑體上的推力。不考慮第一塊的剩余下滑
33、力,第二塊:剩余下滑力不考慮第一塊的剩余下滑力,第二塊:剩余下滑力:E1作用在作用在BC面上的分解力為:面上的分解力為:則第二塊:剩余下滑力:則第二塊:剩余下滑力:取個(gè)傳遞系數(shù)傳遞系數(shù):則第i塊:剩余下滑力:計(jì)算過程中,任一塊段的E值為負(fù)值值為負(fù)值時(shí),取E=0。若En+10,則該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài);若En+10,則該滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài);若En+10,則該滑坡處于極限平衡狀態(tài);一種定性或半定量的評價(jià)方法。主要有兩種圖解法:圖表計(jì)算法和圖解分析法。圖解法圖解法 圖圖表表計(jì)計(jì)算算法法:基本原理是根據(jù)斜坡所處的條件,先確定某一無因次量,并繪制不同坡角情況下無因次量與穩(wěn)定系數(shù)關(guān)系曲線圖,或不同穩(wěn)定系數(shù)情況
34、下的無因次量與坡角關(guān)系曲線圖。借助于曲線圖,在已知C、tg、等參數(shù)后,直接從關(guān)系曲線上查得穩(wěn)定系數(shù)。圖表計(jì)算法與力學(xué)計(jì)算法相比較,其結(jié)果精度差些。但是,在進(jìn)行邊坡初步設(shè)計(jì)時(shí)可以滿足要求的。圖解穩(wěn)定極限高度圖解穩(wěn)定極限高度 根據(jù)滑動面傾角及其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C、,應(yīng)用圖解求得滑體的極限高度hcr。然后根據(jù)地質(zhì)圖綜合分析,確定斜坡破壞的可能范圍。圖解計(jì)算圖解計(jì)算 根據(jù)滑體邊界條件,以可能滑動巖體的容重及其高度h計(jì)算得系數(shù)(D=h)。然后在圖上找滑動面傾角和系數(shù)D的交點(diǎn)。若交點(diǎn)落在滑面剪應(yīng)力曲線上部,斜坡穩(wěn)定;落在下部,斜坡不穩(wěn)定;落在曲線上,斜坡處于極限平衡狀態(tài)。圖圖解解分分析析法法:以赤平投影為基礎(chǔ)
35、,分析優(yōu)勢軟弱結(jié)構(gòu)面對斜坡穩(wěn)定性的影響。單一軟弱結(jié)構(gòu)面的影響單一軟弱結(jié)構(gòu)面的影響 逆逆向向坡坡:軟弱面傾向坡內(nèi),赤平投影表現(xiàn)為坡面與弱面相對,斜坡穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定。順順向向坡坡:軟弱面傾角小于坡角,赤平投影表現(xiàn)為坡面與弱面在同一側(cè),坡面投影弧在弱面投影弧內(nèi)側(cè),斜坡不穩(wěn)定斜坡不穩(wěn)定。順順向向坡坡:軟弱面傾角大于坡角,赤平投影表現(xiàn)為坡面與弱面在同一側(cè),坡面投影弧在弱面投影弧外側(cè),斜坡較穩(wěn)定斜坡較穩(wěn)定。斜斜交交坡坡:軟弱面傾向與坡面傾向夾角40,斜斜坡坡較穩(wěn)定較穩(wěn)定;F,塊體下滑;反之,塊體靜止。以N為轉(zhuǎn)軸,F(xiàn)為半徑,為錐頂角一半的圓錐體,即摩擦錐。當(dāng)塊體重W落在摩擦錐外時(shí),塊體滑動;否則不滑動。摩擦錐
36、和斜面也可用赤平投影圖,摩擦錐為橢圓(摩擦錐圓),若重量W落在此橢圓內(nèi),塊體不滑動;否則就滑動。若斜面上有凝聚力C作用,則抗滑力F=Ff+FC,F(xiàn)C=CA,此時(shí)摩擦錐底圓半徑為Ff+FC,錐頂角的一半為視摩擦角a。塊體W落在視摩擦錐圓內(nèi),不滑動;反之滑動。工程地質(zhì)類比法工程地質(zhì)類比法 類比法就是將所要研究的斜坡或擬設(shè)計(jì)的人工邊坡與已研究過的斜坡或人工邊坡進(jìn)行類比,以評價(jià)其穩(wěn)定性或確定其坡角和坡高。對比斜坡要有相似性,其相似性包括兩個(gè)方面:一是斜坡巖性和巖體結(jié)構(gòu)的相似性,其次斜坡類型的相似性。斜坡巖性比對包括巖石成巖環(huán)境、條件和年代。巖體結(jié)構(gòu)應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)面及其組合關(guān)系的相似性。斜坡類型應(yīng)在巖性
37、、巖體結(jié)構(gòu)相似基礎(chǔ)上對比。數(shù)值分析方法數(shù)值分析方法 有限單元法(有限單元法(FEMFEM)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn):部分地考慮了邊坡巖體的非均質(zhì)、不連續(xù)介質(zhì)特征,考慮了巖體的應(yīng)力應(yīng)變特征,因而可以避免將坡體視為剛體、過于簡化邊界條件的缺點(diǎn),能夠接近實(shí)際地從應(yīng)力應(yīng)變分析邊坡的變形破壞機(jī)制,對了解邊坡的應(yīng)力分布及應(yīng)變位移變化很有利。缺缺點(diǎn)點(diǎn):數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量大,原始數(shù)據(jù)易出錯(cuò),不能保證整個(gè)區(qū)域內(nèi)某些物理量的連續(xù)性;對解決無限性問題、應(yīng)力集中問題等其精度比較差。邊界單元法(邊界單元法(BEMBEM)該方法只需對已知區(qū)的邊界極限離散化,因此具有輸入數(shù)據(jù)少的特點(diǎn)。由于對邊界極限離散,離散化的誤差僅來源于邊界,區(qū)域內(nèi)的有關(guān)
38、物理量是用精確的解析公式計(jì)算的,故邊界元法的計(jì)算精度較高,在處理無限域方面有明顯的優(yōu)勢。不不足足之之處處為為:一般邊界元法得到的線性方程組的關(guān)系矩陣是不對稱矩陣,不便應(yīng)用有限元中成熟的對稀疏對稱矩陣的系列解法。離散元法(離散元法(DEM DEM)利用中心差分法解析動態(tài)松弛求解,為一種顯式解法,不需要求解大型矩陣,計(jì)算比較簡便?;咎卣鳎涸试S各個(gè)離散塊體發(fā)生平動、轉(zhuǎn)動、甚至分離,彌補(bǔ)了有限元法或邊界元法的介質(zhì)連續(xù)和小變形的限制。缺點(diǎn)缺點(diǎn):計(jì)算時(shí)步需要很小,阻尼系數(shù)難以確定等。塊體理論(塊體理論(BTBT)利用拓?fù)鋵W(xué)和群論評價(jià)三維不連續(xù)巖體穩(wěn)定性。其建立在構(gòu)造地質(zhì)和簡單的力學(xué)平衡計(jì)算的基礎(chǔ)上。利用
39、塊體理論能夠分析節(jié)理系統(tǒng)和其它巖體不連續(xù)系統(tǒng),找出沿規(guī)定臨空面巖體的臨界塊體。塊體理論為三維分析方法,隨著關(guān)鍵塊體類型的確定,能找出具有潛在危險(xiǎn)的關(guān)鍵塊體在臨空面的位置及其分布。8 滑坡的預(yù)報(bào)預(yù)測滑坡預(yù)測滑坡預(yù)測 滑坡預(yù)測的基本內(nèi)容:滑坡可能發(fā)生的地段、規(guī)模、類型、運(yùn)動方式、運(yùn)動速度和可能造成的危害。依據(jù)研究區(qū)域范圍和目的區(qū)域范圍和目的可分為:區(qū)域性預(yù)測 地區(qū)性預(yù)測 場地預(yù)測滑坡空間預(yù)測滑坡空間預(yù)測 其基礎(chǔ)是滑坡形成條件的分析。通過工程地質(zhì)調(diào)查,在搜查大量野外第一資料的基礎(chǔ)上,具體分析各種因素在區(qū)域滑坡形成中所起的作用,然后將各因素按一定的原則和方法進(jìn)行組合,來預(yù)測不同地段發(fā)生滑坡的可能性?;?/p>
40、坡空間預(yù)測的途徑有兩類:因因子子疊疊加加法法、綜綜合合指標(biāo)法指標(biāo)法。因子疊加法因子疊加法 原理:將每一影響因子按其在滑坡發(fā)生中的作用大小納入一定的等級,在每一因子內(nèi)部友劃分若干級,然后把這些因子的等級全部以不同顏色、線條、符號等表示在一張圖上。主要工作內(nèi)容是編制一系列圖件。首先按照預(yù)測的范圍和目的,確定影響因子以及這些因子的表示法。然后把已經(jīng)編制完成的所有單因子圖件全部轉(zhuǎn)繪到一張圖上,制成綜合的因子疊加圖。綜合指標(biāo)法 原理:把所有影響因子在滑坡形成中的作用以一種數(shù)字值來表示。然后對這些量值按一定的公式進(jìn)行計(jì)算、綜合,把計(jì)算所得的綜合指標(biāo)按一定原則和方法劃分等級。編制出滑坡危險(xiǎn)性分區(qū)圖或斜坡穩(wěn)定
41、性分區(qū)圖?;骂A(yù)報(bào)滑坡預(yù)報(bào) 按研究對象、范圍和目的的不同可分為:區(qū)域性中長期預(yù)報(bào) 場地性短期預(yù)報(bào) 短期預(yù)報(bào)的途徑有兩個(gè)方面:宏觀征兆預(yù)報(bào) 觀測資料預(yù)報(bào)根據(jù)宏觀征兆預(yù)報(bào)根據(jù)宏觀征兆預(yù)報(bào) 與地震發(fā)生前一樣,滑坡發(fā)生前也有一些宏觀征兆。如:地形變、地表裂縫、地物標(biāo)志的移動、坡體前的淺層坍塌、地下冒出混泉和泥漿、動物異常等現(xiàn)象。根據(jù)觀測資料預(yù)報(bào)根據(jù)觀測資料預(yù)報(bào) 前提是要對滑坡進(jìn)行動態(tài)觀測,隨后分析觀測資料作出預(yù)報(bào)?;伦冃斡^測方法有簡易簡易和精密精密兩種。簡易觀測系利用簡單工具,肉眼觀測變形、位移情況。精密觀測是利用儀器,在地面或鉆孔內(nèi)布置定點(diǎn)觀測,可多點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)格狀觀測,以獲得三維的變形、位移情況。9
42、 斜坡變形破壞的防治 斜坡變形破壞的防治原則:以防為主,及時(shí)治理。以以防防為為主主:對不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)類型的斜坡預(yù)先采取措施,以防止變形;及及時(shí)時(shí)治治理理:對已發(fā)生變形的斜坡應(yīng)及時(shí)采取治理措施,使之不再繼續(xù)向破壞的方向發(fā)展,以保證工程順利施工和安全使用。防治原則防治原則:以查明工程地質(zhì)條件和了解影響斜坡穩(wěn)定性的因素為基礎(chǔ),查清斜坡變形破壞地段的工程地質(zhì)條件是基本的工作環(huán)節(jié),在此基礎(chǔ)上分析影響斜坡穩(wěn)定性的主要及次要因素,并有針對性地選擇相應(yīng)的防治措施。整治前必須搞清楚斜坡變形破壞的規(guī)模和邊界條件,變形破壞規(guī)模不同,處理措施也不同,要根據(jù)斜坡變形的規(guī)模大小采取相應(yīng)的措施。按工程的重要性采取不同的防治措施
43、,斜坡失穩(wěn)后果嚴(yán)重的重大工程,要提高安全穩(wěn)定系數(shù),防治工程的投資最大?;聻?zāi)害防治基本程序滑坡災(zāi)害防治基本程序滑坡工程地質(zhì)勘查滑坡工程地質(zhì)勘查工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件+人文因素人文因素滑坡防治工程施工滑坡防治工程施工滑坡防治方案設(shè)計(jì)滑坡防治方案設(shè)計(jì)滑坡防治竣工驗(yàn)收滑坡防治竣工驗(yàn)收搬遷避讓搬遷避讓監(jiān)測預(yù)警監(jiān)測預(yù)警工程治理工程治理防治方案可行性研究防治方案可行性研究防治方案初步設(shè)計(jì)防治方案初步設(shè)計(jì)防治方案施工圖設(shè)計(jì)防治方案施工圖設(shè)計(jì)防治措施防治措施 支擋工程支擋工程 是改善斜坡力學(xué)平衡條件,提高斜坡抗滑力最常用的措施。主要有擋墻、抗滑樁、錨桿等。擋擋墻墻也叫擋土墻,是目前較普遍使用的一種抗滑工程。
44、它位于滑體的前緣,借助于自身的重量以支擋滑體的下滑力,且與排水措施聯(lián)合使用。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)比較簡單,可以就地取材,而且能夠較快地起到穩(wěn)定滑坡的作用。缺點(diǎn)缺點(diǎn):一定要把擋墻的基礎(chǔ)設(shè)置于最低滑動面之下的穩(wěn)固層中,墻體中應(yīng)預(yù)留泄水孔,并與墻后的盲溝連續(xù)起來??够瑯犊够瑯妒怯靡灾趸w的下滑力,使之固定于滑床的樁柱。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):施工安全、方便、省時(shí)、省工、省料,且對坡體的擾動少,所以也是國內(nèi)外廣為應(yīng)用的一種支擋工程。它的材料有木、鋼、混凝土及鋼筋混凝土等。施工時(shí)可灌注,也可錘擊貫入。抗滑樁一般集中設(shè)置在滑坡的前緣部位,且將樁身全長的1314埋置于滑坡面以下的穩(wěn)固層中??够瑯豆こ炭够瑯豆こ炭够瑯俄艥沧⒖够?/p>
45、樁砼澆注抗滑樁砼澆注抗滑樁砼澆注抗滑樁鋼筋籠抗滑樁鋼筋籠抗滑樁挖孔及護(hù)壁抗滑樁挖孔及護(hù)壁 錨桿錨桿(索)是一種防治巖質(zhì)斜坡滑坡和崩塌的有效措施。利用錨桿(索)上所施加的預(yù)應(yīng)力,以提高滑動面上的法向應(yīng)力,進(jìn)而提高該面的抗滑力,改善剪應(yīng)力的分布狀況。預(yù)應(yīng)力錨索入孔預(yù)應(yīng)力錨索入孔預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力錨錨索索加加固固滑滑坡坡鋼鋼筋筋砼砼構(gòu)構(gòu)+錨錨桿桿護(hù)護(hù)坡坡鋼鋼筋筋砼砼構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)護(hù)護(hù)坡坡鋼鋼筋筋砼砼構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)護(hù)護(hù)坡坡支撐支撐 主要用來防治陡峭斜坡頂部的危巖體,防止其崩落。排水排水 斜坡變形破壞常與水的作用密切相關(guān),所以要采取措施排除地下水和地表水。首先要攔截流入被保護(hù)斜坡區(qū)或滑坡地段的地地表表水水流流。應(yīng)在斜坡保
46、護(hù)區(qū)或滑坡區(qū)外設(shè)置環(huán)環(huán)形形截截水水溝溝,將水流旁引。該截水溝的迎水面溝壁上應(yīng)設(shè)置泄水孔,以排除部分地下水。在被保護(hù)的斜坡區(qū)或滑坡體內(nèi),也應(yīng)充分利用地形和自然溝谷,布置樹枝狀排水系統(tǒng),以阻止地表水沖刷坡面和滲入地下。地地面面排排水水溝溝地面排水溝地面排水溝 排除地地下下水水可使坡體的含水量及其中的空隙水壓力降低,以增強(qiáng)抗滑力和減小下滑力。排水的措施較多,有截水溝、盲溝、水平鉆孔、盲洞、集水井截水溝、盲溝、水平鉆孔、盲洞、集水井等。地地下下排排水水工工程程施施工工地地下下排排水水集集水水井井 減荷反壓減荷反壓 目的是降低坡體的下滑力,主要方法是將滑坡體后緣的巖土體削去一部分或降低坡度。減荷的目的在于降低坡體的下滑力,其主要的方法,是將滑坡體后緣的巖土體削去一部分或?qū)⑤^陡的斜坡減緩。但是單純的減荷往往不能起到阻滑的作用,最好與反壓措施結(jié)合起來,即將減荷削下的土石堆于斜坡或滑體前緣的阻滑部位,使之既起到降低下滑力,又增加抗滑力的良好效果。其它措施 指護(hù)坡、改善巖土性質(zhì)、防御繞避護(hù)坡、改善巖土性質(zhì)、防御繞避等措施。護(hù)護(hù)坡坡是為了防止水流對斜坡的沖刷或浪蝕,也可防止坡面的風(fēng)化。改善巖土性質(zhì)的目的,是為了提高巖土體的抗滑能力。主要有化學(xué)灌漿法、電滲排水法和焙燒法等。防御繞避防御繞避主要適用于線路工程。
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