边坡与滑坡工程.ppt
《边坡与滑坡工程.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《边坡与滑坡工程.ppt(130页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、边坡与滑坡工程,柳 侃,福建省地质灾害防治重点实验室2011年5月12日,第一章 认识边坡,第二章 斜坡变形破坏分类,第三章 斜坡变形破坏的防治措施,第四章 滑坡基本特征,第五章 滑坡的识别,第六章 滑坡的发育阶段,第七章 滑坡的类型,第八章 滑坡的作用因素,第十章 滑坡的防治,第九章 斜坡稳定性评价,第一章 认识边坡,什么是边坡 边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式,边坡的构成要素,边坡形态,边坡分类(1)按成因:天然边坡、人工边坡(2)按构成岩土性质:土质边坡和岩石边坡。(3)按高度:大于l5m称为高边坡,小于l5m称为一般边坡。
2、(4)根据使用年限:临时性边坡、永久性边坡。(按2年为限),结构面:岩体中具有一定方向、力学强度相对较低,两向延伸(或具 有一定厚度)的各种地质界面(或带)。包括物质分界面、岩层层面、软弱夹层和溶蚀面等,规模大者如断层带,小者如节理。由于这种界面中断了岩体的连续 性,故又称不连续面。结构体:是由不同产状的结构面组合起来,将岩体切割成各种形状的单元块体。,认识岩质边坡,整体与块状结构,层状结构,坡体结构层状结构类,碎裂状结构,坡体结构碎裂结构类,受构造结构面(断裂面、节理面、劈理面)控制,坡体结构 碎裂结构类受构造结构面(断裂面、节理面、劈理面)控制,散体状结构,第二章 斜坡变形破坏分类,斜坡变
3、形的主要方式一般分为卸荷回弹和斜坡蠕变两种方式。斜坡的蠕变是在坡体应力(以自重应力为主)长期作用下发生的一种缓慢而持续的变形,这种变形包含某些局部破裂,并产生一些新的表生破裂面(图2-4)。斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩体,或已查明处于进展性变形的岩体,称为变形体。,斜坡破坏的分类,将崩落(塌)(falling)、滑落(坡)(sliding)和(侧向)扩离(1aterl spreading)作为三种基本破坏方式(图2-5),也是斜坡失稳(slope instability)的基本方式。就岩体破坏机制而言,崩塌以拉断破坏为主、滑坡以剪切破坏为主、扩离则主要是由塑性流动破坏所致。,斜坡破坏(失稳)
4、基本类型图表,斜坡块体运动主要类型示意图 a.山崩(崩塌);b.滑坡;c.错落;d.倾倒;e.坍塌;f.岩体深层蠕变,岩土体变形破裂基本单元,1 拉裂(fracturing),为拉断破坏,包括以拉应力为主造成的拉裂(tensile cracking)和以压应力为主造成的压致拉裂(compression cracking)。其力学特征表现为弹性介质模型;2 蠕滑(creep sliding)为剪切变形破坏,包括沿某潜在剪切面的剪切蠕变(creep shearing)、沿原有结构面的滑移(sliding)和介于两者之间的蠕变滑移,即蠕滑。这类变形破裂单元具流变特征,一般属粘弹粘塑性介质模型;3 弯
5、曲(bending)系指弯曲变形,按受力方式可分为横弯曲和纵弯曲;按支持约束方式,可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁弯曲等。其流变特征一般属粘弹粘塑性介质模型。4 塑流(plastic flowing)系指岩土体中软弱层(带)的压缩和向临空或减压方向的塑性流动,包括岩土体中原有软弱层的塑性流动,也包括岩土体变形破坏发展中的压碎带或塑性破坏带的塑性流动,其流变特征属粘弹塑性介质模型。这四个变形破裂单元中,后三者具有明显的时间,岩体变形破坏的地质力学模式,变形破裂单元(1)拉裂(fracturing)拉裂(tensile cracking);压致拉裂(compression cracking)(2)蠕滑
6、(creep sliding)(剪切)蠕滑(creep shearing);滑移(sliding)(3)弯曲(bending)横弯曲,纵弯曲;简支梁,外伸 梁,悬臂梁(3)塑流(plastic flowing)岩体变形破坏地质力学基本模式 蠕滑拉裂;滑移压致拉裂;弯曲 拉裂;塑流拉裂;滑移弯曲,斜坡变形破坏机制模式演进图式及判据,龙羊峡库岸滑坡,龙羊峡库岸滑坡,千枚岩中的倾倒拉裂变形破裂体,第三章 斜坡变形破坏的防治措施,1.消除、削弱或改变使斜坡稳定性降低的各种因素,2.降低下滑力,提高斜坡抗滑能力,3.防御和绕避措施,第四章 滑坡基本特征,(一)滑坡的定义斜坡上的部分土体或岩体沿着一定的面
7、或带整体向下滑移的现象。(二)滑坡的要素和术语,图1-4 滑坡要素平、剖面示意图1.滑坡体;2.滑坡周界;3.滑坡壁;4.滑动面;5.滑坡床;6.滑坡剪出口;7.滑坡舌与滑坡鼓丘;8.滑坡台阶;9.滑坡后缘;10.滑坡前缘;11.滑坡洼地(滑坡湖);12.拉张裂缝;13.剪切裂缝;14.羽状裂缝;15.鼓胀裂缝;16.扇形裂缝;17.牵引性裂缝;18.主滑线,(三)滑坡平面特征,图1-5 滑坡的平面形态1.簸箕形;2.舌形;3.椭圆形;4.长椅形;5.倒梨形;6.牛角形;7.平行四边形;8.菱形;9.树叶形;10.叠瓦形;11.复合形,(四)滑坡纵断面特征,图1-6 典型滑坡纵断面示意图,a.
8、圆弧形;b.平面形;c.折线形;d.连续曲面形;e.软岩挤出形,图1-7 复合形纵断面形态,(五)、滑坡后部和前部形态特征,图1-8 滑坡后部的陷落洼地a.裂缝密集带;b.陷落洼地;c.后缘拉裂槽,图1-9 滑坡前部特征a.帚状剪出口;b.鼓丘和鼓胀裂缝;c.滑坡褶曲,图1-10 滑坡的横断面特征,(六)滑坡的横断面特征,圈椅状地貌 双沟同源,第五章 滑坡的识别,1、识别方法:航片解译、地面调查、勘探面 线点2、识别标志(1)地形地貌方面 滑坡形态特征、地貌不协调或反常等(2)变形破裂方面:滑体上产生小型褶曲和断裂现象 滑体结构松散、破碎,(3)水文地质方面 结构破碎 透水性增高 地下水径流条
9、件改变 滑体表面出现积水洼地或湿地,泉的出现(4)植被方面马刀树、醉汉林,滑坡的识别(续1),滑动面的鉴别及研究 勘探:钻探变形 监测:钻孔倾斜仪,滑坡的识别(续1),第六章 滑坡的发育阶段,1.局部失稳的蠕动挤压阶段(K1)2.整体失稳的匀速滑动阶段(K=1)3.急剧滑动至破坏阶段(K1),滑坡发育过程示意图,平面示意图,断面示意图,第七章 滑坡的类型,表1-5 滑坡单一指标分类,滑坡综合分类表,a)、牵引式滑坡;b)推动式滑坡,a)、顺层滑坡;b)切层滑坡,第八章 滑坡的作用因素,联合国科教文组织世界滑坡编目工作组于上世纪90年代建议将所有这些因素归纳为场地条件、地貌作用、自然作用、人为作
10、用四大类(表5)。场地条件类主要指组成斜坡岩土体的性质或地质结构。主要是指易滑岩土层及易滑结构。地貌作用主要指改变斜坡外形使之变高变陡的各种自然作用,或塑造斜坡外形的各种自然作用。自然作用包括增大滑动力减小阻滑力的各种自然因素。人为作用则包括增大滑动力和减小阻滑力的各种人为活动。,与滑坡成因有关的各种因素,滑坡成因机理成因要素,内因:坡形结构、岩土结构、软弱部位(滑面)等外因:降雨、河流下切、人工开挖、加载等,粘性土在水的浸泡下其吸附水膜厚度显著增大,从而使其抗剪强度参数c、值大大降低,粘土中蒙脱石含量高时尤其显著。,1、水对滑坡稳定性的影响物理化学效应,水对滑坡稳定性的影响,滑坡多发生在多雨
11、季节,一次暴雨可诱发大量滑坡滑动,显然水对滑坡稳定性的影响是很大的。其作用可以概括为物理化学效应、孔隙水压力效应和渗透压力(动水压力)效应。,2、水对滑坡稳定性的影响空隙水压力效应,空隙水压力对岩土体强度的影响,可以用莫尔库仑破坏准则来描述:,图13 水库充水诱发滑坡示意图,图12 莫尔强度包络线,水对滑坡稳定性的影响,2、水对滑坡稳定性的影响空隙水压力效应,图14 空隙水压力对斜坡稳定性的影响示意图,水对滑坡稳定性的影响,2、水对滑坡稳定性的影响空隙水压力效应,图15 特大暴雨条件下产生的平推式滑坡(a)起动机制分析图(b)成都龙泉山红花塘滑坡,0,水对滑坡稳定性的影响,3、水对滑坡稳定性的
12、影响渗透压力或动水压力,图16 渗流场微单元土体上受力示意图,图17 水库水位快速消落产生高动水压力示意图,结构面对滑坡稳定性的影响,坡体结构类型与滑坡的破坏模式,图1-11 坡体结构与滑坡的破坏模式,a.粘性土弧形旋转滑动;b.黄土弧形旋转滑动;c.填土弧形滑动;d.土层顺层滑动;e.半成岩地层顺层滑动;f.岩层顺层切层滑动;g.软岩挤出型(错落型)滑动;h.挤出型平移滑动;I.堆积层顺层滑动;j.岩层顺层平面型滑动;k.岩层顺曲面滑动;l.陡倾岩层顺层切层滑动;m.反倾岩层切层滑动;n.反倾岩层倾倒切层滑动;o.破碎岩层旋转滑动;p.破碎岩层顺构造面滑动;q.块状岩体顺构造面(似层面)滑动
13、;r.构造核沿构造破碎带滑动,内因:软弱面(带)滑面(带),滑面:滑坡底部的滑裂剪切面,通常为滑体与滑床之间的分隔面。当滑面附近存在一定厚度的错动泥化层时,称为滑带。土质滑坡滑面一般呈圆弧型;岩质滑坡滑面受结构面控制,主滑剖面上一般表现为折线。滑带是滑面附近的岩土体在反复滑动或长期蠕滑作用下,形成一定厚度的泥化软弱带;物质多为粉质粘土、含砾粉质粘土、碎石土;厚度薄的数厘米,厚者达数米。,第九章 斜坡稳定性评价,二、工程地质类比法 依据相似原则 斜(边)坡类型类比 破坏类型类比 条件类比,滑坡稳定性的宏观变形迹象判断,滑坡失稳下滑前地面上的系统变形开裂迹象,滑坡稳定性的宏观变形迹象判断,除了地形
14、上配套的裂缝之外,滑坡体上的建筑物变形与开裂也是判断滑坡稳定性的宏观迹象。但建筑物的开裂也可由其它原因产生,比较常见的为地基的不均匀沉降引起的建筑物开裂。判断建筑物开裂是否滑坡活动所引起,应当将开裂建筑物在滑坡上所处的位置、开裂的力学属性及发展过程联系起来加以分析。如正好位于后缘拉裂带,则建筑物应产生自地基向上发展的张裂;而如位于前缘隆起带则建筑物会产生自顶部向下发展的张裂;而如处于两侧翼剪张带则应产生剪裂隙。如群体建筑物位于相应地带,则建筑物的开裂应是群体的而非个别的。,三、图解法,NWcos(正压力)R=Wcostg(摩擦力)+cAF=Wsin(下滑力),沿斜坡法线 N 方向,以块体重心点
15、O为顶点,作一个锥顶角为2 的圆锥体,圆锥体的高为Wcos(正压力),底面半径为Wcostg(摩擦力),这样的锥体称为摩擦锥。当重力矢量W落在锥体外面时,滑体将发生向下的运动,否则,处于稳定状态。,极限平衡法、数值计算法、破坏概率法,1.极限平衡计算方法刚体极限平衡法 假设前提:只考虑破坏面上的极限破坏状态,而不考虑岩土体的变形,即视岩土体为刚体。破坏面上的强度由C、值决定,遵循强度判据。滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上,均视为集中力。三维问题简化为二维(平面)问题来求解。,四、数学力学计算方法,滑坡平面图,滑坡主剖面图,稳定性系数:,安全系数:在岩土体稳定性评价中,由于边界
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 滑坡 工程
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6146166.html