第五章斜坡变形破坏

第五章第五章 斜坡变形破坏斜坡变形破坏工程地质研究工程地质研究 西安科技大学地质与环境学院西安科技大学地质与环境学院2009.22009.2基本要求：基本要求：掌握斜坡变形破坏的掌握斜坡变形破坏的基本概念基本概念、斜坡斜坡应力的分布特征应力的分布特征、斜坡变形破坏的形式与特征斜坡变形破坏的形式与特征、斜坡稳定性影响因素斜坡稳定性影响因素、斜坡稳定性评价斜坡稳定性评价和和斜坡斜坡变形破坏的预测预报方法变形破坏的预测预报方法。了解斜坡变形破坏。了解斜坡变形破坏的的防治措施防治措施。课程内容：课程内容：5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形的基本形式与特征斜坡变形的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.7防治斜坡变形破坏的原则与措施防治斜坡变形破坏的原则与措施5.15.1 基本概念及研究意义基本概念及研究意义 斜坡（斜坡（slope）：是指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体，是地表广泛分布的一种地貌形式。一般可分为天然斜坡和人工边坡。天然斜坡：天然斜坡：指自然形成、未经人工破坏改造的斜坡，如沟谷岸坡、山坡、海岸等。人工边坡：人工边坡：指经人工开挖或改造形成的斜坡，如渠道边坡、基坑 斜坡具有坡面、坡顶、坡肩、坡脚、坡斜坡具有坡面、坡顶、坡肩、坡脚、坡角和坡高等形态要素。角和坡高等形态要素。坡面坡面：斜坡的临空斜面；：斜坡的临空斜面；坡顶面坡顶面：斜坡顶部缓坡面或水平面；：斜坡顶部缓坡面或水平面；坡肩坡肩：坡面与坡顶面的转折部位；：坡面与坡顶面的转折部位；坡脚坡脚：斜坡最下部与水平地面相接部位；：斜坡最下部与水平地面相接部位；坡角坡角：坡面与水平地面的夹角；：坡面与水平地面的夹角；坡高坡高：坡肩与坡脚间的垂直高度。：坡肩与坡脚间的垂直高度。斜坡变形破坏斜坡变形破坏是内、外动力地质作用及人是内、外动力地质作用及人类活动作用下，斜坡岩土体处于不稳定状态或类活动作用下，斜坡岩土体处于不稳定状态或失稳的一种现象。失稳的一种现象。斜坡破坏斜坡破坏系指斜坡岩系指斜坡岩(土土)体中已形成贯通体中已形成贯通性破坏面时的变动。性破坏面时的变动。而在贯通性破坏面形成之前，斜坡岩体的而在贯通性破坏面形成之前，斜坡岩体的变形与局部破裂，称为变形与局部破裂，称为斜坡变形斜坡变形。斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩土体，斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩土体，或已查明处于进展性变形的岩土体，称为或已查明处于进展性变形的岩土体，称为变形变形体体。被贯通性破坏面分割的斜坡岩体，可以多种运动方式失稳破坏，如滑落、崩落等。破坏后的滑落体(滑坡)或崩落体等被不同程度地解体。但在特定的自身或环境条件下，它们还可继续运动、演化或转化为其他运动方式，称为破坏体的继续运动破坏体的继续运动。斜坡变形、破坏和破坏后的继续运动，分别代表了斜坡变形破坏的三个不同演化阶段。斜坡岩斜坡岩(土土)体稳定性的工程地质体稳定性的工程地质分析的两大任务分析的两大任务:(1)(1)对斜坡的稳定性作出评价和对斜坡的稳定性作出评价和预测；预测；(2)(2)为设计合理的人工边坡以及为设计合理的人工边坡以及制定有效整治措施提供依据。制定有效整治措施提供依据。崩塌、滑坡名称发生日期 方量（104m3）运动速度最大运动距离（m）死亡人数斜坡类型诱发因素盐池河崩塌（湖北）1980.6.310034 m/s（最大值）400284 平缓层状，软弱基座地下采矿铁西滑坡（四川，成昆线）1981.7.82204m/h(平均值）70 中倾外层状体，老滑体局部复活地面采石渡口灰岩矿山滑坡（四川，攀枝花）1981.6.104165.5m/min（平均值）220 中倾外层状体斜坡地面采石四川盆地西部暴雨滑坡1981.7月，9月 数百个，单个滑坡方量大多小于100万m35 m/s100 约10人 多种类型层状体斜坡暴雨（数十年一遇，暴雨强度200mm/d）鸡扒子滑坡（四川，长江云阳）1982.7.241500310m/min 150200 变角倾外层状体斜坡，老滑坡局部复活暴雨洒勒山滑坡碎屑流（甘肃）1983.3.73000400032 m/s（最大值）900237 平缓层状体斜坡新滩滑坡（湖北，长江新滩）1985.6.12300010 m/s80 老滑坡复活马家坝滑坡（湖北，姊归）1986.7.162400中速数十米 缓倾外层状体斜坡，老滑坡复活暴雨西宁滑坡碎屑流（四川，巫溪）1988.1.107001850 m/s80026 倾内层状体斜坡，软弱基底溪口滑坡碎屑流（四川，华蓥山）1989.7.10202030 m/s1500221 倾内层状体斜坡暴雨昭通滑坡碎屑流（云南，金沙江支流）1991.9.231500200075m/s（平均）4500216 倾外层状斜坡暴雨表表9 91 1 我国我国8080年代重大崩、滑灾害事件年代重大崩、滑灾害事件斜坡结构类型分类原则见9.3节。5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形的基本形式与特征斜坡变形的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.7防治斜坡变形破坏的原则与措施防治斜坡变形破坏的原则与措施5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征斜坡岩土体的应力分布是决定斜坡变形斜坡岩土体的应力分布是决定斜坡变形破坏形式和了解其形成机制的基本依据。破坏形式和了解其形成机制的基本依据。虽然目前大多数斜坡都假定为均质各向同性的弹性体，用有限元法来计算仍与实际情况有一定出入，但是这方面的分析却有助于了解斜坡应力分布的一般规律。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.2.1 5.2.1 斜坡应力场的基本特征斜坡应力场的基本特征(1)由于应力的重分布，斜坡周围主应力迹线发生明显偏转。无论是在重力场条件重力场条件下，还是在以水平应力为主的构造应力场条件构造应力场条件下，其总的特征表现为愈靠近临空面，最大主应力愈接近平行于临空面，最小主应力则与之近于正交(图5.2下)向坡体内部逐渐恢复到原始应力状态。图图5.2 5.2 用有限用有限元解出的位移元解出的位移迹线图（上）迹线图（上）和主应力迹线和主应力迹线图（下）图（下）（a a）重力场重力场条件（条件（N N0.330.33）；）；（b b）以水平以水平应力为主的构应力为主的构造应力场条件造应力场条件下（下（N N3 3）(2)由于应力分异的结果，在临临空面附近造成应力集中带空面附近造成应力集中带。但坡脚区和坡缘(斜坡面与坡顶面的交线)区情况有所不同：坡脚附近最大主应力(相当于临空面的切向应力)显著增高，且愈近表面愈高(图5.2下)；最小主应力(相当于径向应力)显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。因而，这一带是斜坡中应力差或最大斜坡中应力差或最大剪应力最高的部位，形成一最大剪剪应力最高的部位，形成一最大剪应力增高带应力增高带，通常是斜坡中最容易发生变形和破坏的部位，往往因此而产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。坡缘附近，在一定条件下，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转为拉应力，形成一张力带张力带(图5.4)。因而，这些部位的岩体容易被拉裂形成与坡面近于平行的拉裂面。图图5.4 5.4 斜坡张力带分布状况斜坡张力带分布状况 及其与水平剩余应力（及其与水平剩余应力（L L）、）、坡角（坡角（）关系示意图关系示意图 （据（据StaceyStacey，19701970）(3)与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝着临空方向。这也正是均质岩土体中斜坡破坏面常成圆弧状的原因。(4)坡面处由于径向压力实际等于零，所以实际上处于单向应力状态单向应力状态(不考虑斜坡走向方向的2时)，向内渐变为两向或三向(考虑2时)状态。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征 5.2.2 5.2.2 影响斜坡岩体应力分布的主要因素影响斜坡岩体应力分布的主要因素 主要包括：原始应力状态、主要包括：原始应力状态、坡形、岩土特坡形、岩土特征和结构。征和结构。一、原（初）始应力状态的影响一、原（初）始应力状态的影响 岩体的原始应力状态中，水平剩余应力的大小对坡体应力状态的影响尤为显著。它不但使主应力迹线的分布形式有所不同(图5.2下)，而且明显地改变了各应力值的大小，尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征 在坡脚区，根据图5.4，坡底切向应力最大值约相当于原始水平应力的三倍左右。当有侧向水平应力时，该值成倍增高，如当L3gh时，该值可达7-10gh，与L=0的情况相比（当L=0，坡角60时才开始出现张力带），相差十分悬殊。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征图图5.5 5.5 坡角最大剪应力与坡角坡角最大剪应力与坡角和坡底宽（和坡底宽（W W）关系图解关系图解（据（据StaceyStacey，19701970）二、坡形的影响二、坡形的影响坡形包括斜坡坡形包括斜坡的坡高、坡角、坡的坡高、坡角、坡底宽度和平面形态底宽度和平面形态等几个方面，他们等几个方面，他们对斜坡应力分布均对斜坡应力分布均有一定影响。有一定影响。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征坡高不改变应力等值线图像坡高不改变应力等值线图像，但，但坡内各处的应力值，均随着坡高的增坡内各处的应力值，均随着坡高的增高而线性增大；高而线性增大；坡角明显改变应力分布状况坡角明显改变应力分布状况：随：随着坡角变陡，坡面附近张力带范围扩着坡角变陡，坡面附近张力带范围扩大、增强（图大、增强（图5.4）；）；5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征坡底宽度对坡脚应力状态也有较大影响坡底宽度对坡脚应力状态也有较大影响：当当W0.8H时，则保持时，则保持为一常数（称残余坡脚应力），且与一般斜坡为一常数（称残余坡脚应力），且与一般斜坡情况一样。可见，情况一样。可见，“高宽比高宽比”较小的高山峡谷较小的高山峡谷区，特别当存在垂直河谷方向的较大水平剩余区，特别当存在垂直河谷方向的较大水平剩余应力时，应力时，坡脚和谷底一带可形成一极强的应力坡脚和谷底一带可形成一极强的应力集中带；集中带；5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征斜坡平面形态对其应力状态也有明显影斜坡平面形态对其应力状态也有明显影响：响：三维分析表明，凹形坡应力集中明显减三维分析表明，凹形坡应力集中明显减缓；圆形或椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应缓；圆形或椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应力仅只有一般斜坡的二分之一左右；当水平力仅只有一般斜坡的二分之一左右；当水平地应力平行于椭圆形矿坑长轴时，应力集中地应力平行于椭圆形矿坑长轴时，应力集中程度较平行于短轴方向缓和。这些特征对露程度较平行于短轴方向缓和。这些特征对露天采坑边坡设计，具有重要意义。天采坑边坡设计，具有重要意义。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征三、岩土特征和结构的影响三、岩土特征和结构的影响岩土体的变形模量（弹性模量）（岩土体的变形模量（弹性模量）（E0）对对均质坡体的应力分布并无明显影响；均质坡体的应力分布并无明显影响；波松比（波松比（）可以改变主应力（可以改变主应力（x）和剪）和剪应力应力(xy)的分布，引起张力带变化：的分布，引起张力带变化：增大，增大，坡面和坡顶张应力带扩展；而在坡底则相反，坡面和坡顶张应力带扩展；而在坡底则相反，增大，张应力带收缩。增大，张应力带收缩。注意，当斜坡中侧向剩余应力值很高时，注意，当斜坡中侧向剩余应力值很高时，这种影响就被掩盖了。可见，均质坡中，岩土这种影响就被掩盖了。可见，均质坡中，岩土材料性质对应力分布的影响是很微弱的。材料性质对应力分布的影响是很微弱的。5.25.2 斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.7防治斜坡变形破坏的原则与措施防治斜坡变形破坏的原则与措施5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征5.3.1 5.3.1 斜坡变形的主要方式斜坡变形的主要方式 斜坡变形实际上在其形成过程中即已发生，表现为卸荷回弹卸荷回弹和蠕变蠕变两种主要方式。卸荷回弹卸荷回弹(unloading rebound)是斜坡岩体内积存的弹性应变能释放而产生的。在高地应力区的岩质斜坡中尤为明显。成坡过程中斜坡岩体向临空方向回弹膨胀(图5.2上)，使原有结构松弛；同时又可在集中应力和剩余应力作用下，产生系列新的表生结构面(5.7)，或改造一些原有结构面。图图5.7与卸荷回弹有关的结构面的主要类型与卸荷回弹有关的结构面的主要类型 在此过程中当然也包含有蠕变，但是它是由岩体中积存的内能作功所造成的，所以一旦失去约束的那一部分内能释放完毕，这种变形即告结束，大多在成坡以后于较短时期内完成。斜坡中经卸荷回弹而松弛，并含有与之有关的表生结构面的那部分岩体，通常称为卸荷带卸荷带。它的发育深度与组成斜坡的岩性、岩体结构特征、它的发育深度与组成斜坡的岩性、岩体结构特征、天然应力状态、外形以及斜坡形成演化历史等因天然应力状态、外形以及斜坡形成演化历史等因素有关素有关。卸荷带也是斜坡中应力释放的部位，相当于应力的降低带。一般情况下，卸荷带愈深，应力集中带也分布得愈探。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征 斜坡的蠕变蠕变是在坡体压力(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，缓慢而持续的变形，这种变形包含某些局部破裂，并产生一些新的这种变形包含某些局部破裂，并产生一些新的表生破裂面。坡体随蠕变的发展而不断松弛表生破裂面。坡体随蠕变的发展而不断松弛。瓦伊昂滑坡失事前三年开始的长期观测，已发现该区有蠕变迹象。1963年春季以前，大致保持等速蠕变，同年春季、夏季测得的位移速率为0.14cmd左右。9月18日连续大雨后，位移速度逐日迅速增大直至滑坡发生。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征 蠕变波及范围可以相当大，一些高山地区（如我国西南、西北地区，国外的阿尔卑(bei)斯山、喀尔巴阡(qian)山、阿拉斯加山区等），都发现有深达数百米，长达数千米的巨型蠕变体。这些变形体往往是工程实践中重点研究和治理的对象。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征 5.3.2 5.3.2 斜坡破坏基本类型斜坡破坏基本类型 斜坡破坏的分类，国内外已有许多不同的方案。近年来，国际工程地质协会(IAEG)滑坡委员会建议(DMCruden，1989)采用瓦纳斯的滑坡分类(DVarnes，1978)作为国际标准方案。分类综合考虑了斜坡的物质组成和运动方式。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征按物质组成分为岩质和土质斜坡；按运动方式划分为崩落(塌)(falls)、倾倒(topples)、滑动(落)(slides)、侧向扩离(1ateral spreads)和流动(flows)等5种基本类型。还可组合成多种复合类型，如崩塌碎屑流、滑坡泥石流等。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征 瓦纳斯的分类实际上是将斜坡变形、破坏和破坏后的继续运动三者综合在一起。如分类中的“流动”包括了斜坡岩体的蠕变(creep)，又包括了碎屑流(debris flow)和泥流(mud flow)等。前者属斜坡变形，实际上斜坡发生滑坡、崩塌等破坏之前，都可能经历过蠕变；后者作为一种与斜坡破坏相联系的现象，则大多是由崩塌或滑坡体在继续运动过程中发展而成的运动方式。又如分类中的“倾倒”，实际上也是一种变形方式，其最终破坏可表现为崩塌或滑坡。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征 鉴于以上原因，可将崩落崩落(塌塌)(falls)(falls)、滑落滑落(坡坡)(s1iding)(s1iding)和和(侧向侧向)扩离扩离(1ateral(1ateral spreading)spreading)作为三种基本破坏方式作为三种基本破坏方式(图5.8)，也是斜坡失稳的基本方式。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。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征图图5.8 5.8 斜坡破坏（失稳）基本类型斜坡破坏（失稳）基本类型 12(1)(1)崩塌崩塌 崩塌包括了小规模块石的坠落(free fall)和大规模的山(岩)崩(rock avalanches)崩塌体通常破碎成碎块堆积于坡脚，形成具有一定天然休止角的岩堆(图5.8)。在一定条件下，可在继续运动过程中发展为碎屑流。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征(2)(2)滑坡滑坡 滑坡可按滑动面或破坏面(surface of rupture)纵剖面形态划分为平滑型(顺层)(translational sliding)和弧形或转动型(切层)滑坡(slump或rotational sliding)两种类型。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征(3)(3)扩离扩离 扩离是由于斜坡岩(土)体中下伏平缓产状的软弱层塑性破坏或流动引起的破坏，软层上覆岩(土)体或做整体，或被解体为系列块体向坡前方向“漂移”。这种破坏方式与块状滑坡类似。但由于呈塑性流动状态的软岩，可因块体重力压缩而被挤入被解体的块体之间，造成块体“东倒西歪”，这是它区别于一般滑坡的重要特征。5.3 5.3 斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征崩塌崩塌滑坡滑坡滑坡的表面形态及结构滑坡的表面形态及结构(国际滑坡编目小组国际滑坡编目小组)（1）冠冠（2）主断壁主断壁（3）顶顶（4）头头（5）次断壁次断壁（6）主滑体主滑体（7）足足（8）趾尖趾尖（9）趾趾（10）破坏面破坏面（11）破坏面趾破坏面趾（12）滑覆面（分隔面）滑覆面（分隔面）（13）滑移体滑移体（14）减损带减损带（15）加积带加积带（16）减损坳陷减损坳陷（17）减损体减损体（18）加积体加积体（19）侧翼侧翼（20）原始地面原始地面图9-8滑坡术语样图a:后缘环状拉裂后缘环状拉裂缝缝b:滑坡断壁滑坡断壁c：横向裂缝及滑坡台阶横向裂缝及滑坡台阶d:滑坡舌及纵张裂缝后缘滑坡舌及纵张裂缝后缘e：滑坡侧壁及羽状裂缝滑坡侧壁及羽状裂缝类型主要特征主要模式可能破坏方式结构及产状外形 均质或似均质体斜坡均质的土质或半岩质斜坡，包括碎裂状或碎块体斜坡决定于土、石性质或天然休止角蠕滑拉裂转动型滑坡或滑塌层状体斜坡1 平缓层状体坡 =0r 滑移压致拉裂平推式滑坡，转动型滑坡2 缓倾外层状体坡 =r p 滑移拉裂顺层滑坡，或块状滑坡3 中倾外层状体坡 =p 40 滑移弯曲顺层切层滑坡4 陡倾外层状体坡 =4060 弯曲拉裂崩塌或切层转动型滑坡5 陡立倾内层状斜体坡 60倾内弯曲拉裂（浅部）蠕滑拉裂（深部）崩塌，深部切层转动型滑坡6 变角倾外层状体坡 上陡，下缓（r）滑移弯曲顺层转动型滑坡块状体斜坡可根据结构面组合线产状按类方案细分滑移拉裂为多见软弱基座体斜坡1 平缓软弱基座体斜坡2 缓倾内软弱基底体斜坡一般情况上陡下（软弱基底）缓塑流拉裂扩离，块状滑坡崩塌，转动型滑坡（深部）表94 斜坡岩体结构类型与变形破坏方式对照表注：r、p软弱面的残余（或起动）和基本摩擦角；软弱面倾角，斜坡坡角。5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.7防治斜坡变形破坏的原则与措施防治斜坡变形破坏的原则与措施 5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 本节分别讨论各类变形破坏地质力学模式的形成与演化，以及它们在空间上的复合与过程中的转化方式。5.4.15.4.1蠕滑蠕滑拉裂拉裂 这类变形导致斜坡岩体向坡前临空方向发生剪切蠕变，其后缘发育自坡面向深部发展的拉裂。主要发育在均质或似均质体斜坡(I类)中，倾内薄层状层状体坡(II5类)中也可发生。一般发生在中等坡度(40。)斜坡中。变形发展过程中，坡内有一可能发展为破坏面的潜在滑移面，它受最大剪应力面分布状况的控制。该面以上实际上为一自坡面向下递减的剪切蠕变带(参见图3-50中的1、2）图图9 912 12 致密粘土边坡蠕滑拉裂变形图示致密粘土边坡蠕滑拉裂变形图示 5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 这类变形，以图9-14为例，演变过程可划分为三个阶段。(1)表层蠕滑。岩层向坡下弯曲，后缘产生拉应力(图9-14左)；(2)后缘拉裂。通常造成反坡台阶(图9-14中)。当坡体后缘发育有陡倾坡内的软弱结构面时，拉裂更易发育，这种破裂也可能在地震或人工爆破的触发下突然产生。美国阿拉斯加山区一实例非常典型。如图9-15所示，被陡倾坡内的一组结构面分割的岩体，在一次地震后形成一系列反坡台坎和串珠状洼地，台坎最大高差达3.8m。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化这与地震在界面处造成的瞬时拉应力，或饱水裂面在被压缩的“瞬间”空隙水压力的急剧增高等效应有关，它促进陡倾结构面张性破裂，或在抗剪强度瞬时突然降低时，陡面上积存的残余剪应力使裂面产生“瞬时”剪动，其结果就造成了上述现象。后缘被拉裂后，造成潜在剪切面上剪应力集中，促进了最大剪应力带的剪切变形。(3)潜在剪切面剪切扰动。随剪变进一步发展，中部剪应力集中部位可被扰动扩容，使斜坡下半部分逐渐隆起。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化随着变形体开始发生转动，后缘明显下沉，拉裂面由开初的张开转为渐趋闭合，裂面互错方向与前一阶段恰好相反。这些迹象预示变形进入累进性破坏阶段，一旦潜在剪切面被剪断贯通，则发展为滑坡。这类变形体发展为滑坡，由于潜在破坏面呈弧形，其起动条件可采用圆弧滑面试算加以确定，而潜在滑移面处岩(土)体被扰动的程度和贯通率，决定了斜坡的稳定状况。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.4.2 5.4.2 滑移滑移压致拉裂压致拉裂 5.4.2.1 5.4.2.1 形成条件与演变过程形成条件与演变过程 这类变形主要发育在坡度中等至陡的平缓层状体这类变形主要发育在坡度中等至陡的平缓层状体斜按斜按(II(II2 2)中中。坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性滑移缓慢的蠕变性滑移。滑移面的锁固点或错列点锁固点或错列点附近，因拉应力集中生成与滑移面近于垂直的拉张裂隙，向上(个别情况向下)扩展且其方向渐转成与最大主应力方向趋于一致(大体平行坡面)并伴有局部滑移。这种拉裂面的形成机制与压应力作用下格里菲斯裂纹的形成扩展规律近似，所以它应属压致拉裂。滑移和拉裂变形是由斜坡内软弱结构面处自下而上发展起来的(图9-16)。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 据实例分析和模拟研究，这类变形演变过程可分为三个阶段(图9-17)。(1)(1)卸荷回弹阶段卸荷回弹阶段 图图9-17(a)9-17(a)图916 大渡河龚咀前震旦纪花岗岩斜坡中滑移压致拉裂变形迹象（参照原水电部成勘院资料，1965）（a）剖面图；（b）（a）图中处细部放大；K1缓倾角裂隙；K2陡倾角裂隙图917 滑移压致拉裂变形演说图（a）、（b）、（c）、（d）发展阶段，说明见正文(2)(2)压致拉裂面自下而上扩展阶段压致拉裂面自下而上扩展阶段图9-17 随着变形的发展，裂面可扩展至地面。其破裂过程与图3-9所示岩体剪断破坏模式十分相似，斜坡岩体结构随变形发展而松动，并伴有轻微的转动，仍处于稳定破裂阶段。图9-16所示为一典型实例。花岗岩体中十分发育的席状裂隙产状近于水平，另有两组陡倾裂隙，其中一组走向与坡面近于平行。平洞内岩体蠕变松动迹象明显，平行被面陡倾裂隙普遍被拉开，并出现多条滑移面与陡倾裂断面交替的阶状裂隙。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化在平洞约60m深处见有一条阶状裂面，陡面张开达2.5cm，由其中涌出大量黄泥浆水。与此同时邻近钻孔水位普遍降落，表明与洽移相伴的压致拉裂面已与地表贯通。在陡缓交界处见有如图9-15(b)所示羽状裂面，说明变形体已有轻微转动。(3)(3)滑移面贯通阶段滑移面贯通阶段图917(d)变形进入累进性破坏阶段。变形体开始明显转动，陡倾的阶状裂面成为剪应力集中带，陡缓转角处的嵌合体逐个被剪断、压碎，并伴有扩容，使坡面微微隆起。待陡倾裂面与平缓滑移面构成一贯通性滑移面则将导致破坏。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.4.35.4.3滑移滑移拉裂拉裂5.4.3.1 5.4.3.1 形成条件与演变过程形成条件与演变过程 主要发生在缓倾外层状坡体、块状坡体（II2、III）等类型斜坡中。斜坡岩体沿下伏软弱面向坡斜坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空方向滑移前临空方向滑移，并使滑移体拉裂解体(图9-20)。图920 滑移拉裂变形图示（参照Zaruba，1965）原地面线；变形前；开挖坡面；页岩夹层（滑移面）5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 受已有软弱面控制的这类变形，其进程取决于作为滑移面的软弱面的产状与特性。当滑移面向临空方向倾角已足以使上覆岩体的下滑力超过该面的实际抗剪阻力时，则在成坡过程中该面一经被揭露临空，其后缘拉裂面一出现即迅速滑落，蠕变过程极为短暂。一般情况下，当“p时，即可出现这种情况。而当“r时，变形可向滑动逐渐过渡发展为由坡前向顶缘逐步解体的块状(又称迷宫式)滑坡，其外观与图9-10所示扩离体相似。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 5.4.4 5.4.4 滑移滑移弯曲弯曲 5.4.4.1 5.4.4.1 形成条件与演变过程形成条件与演变过程 主要发育在中主要发育在中陡倾外层状体斜坡陡倾外层状体斜坡(II(II3 3、IIII4 4)中中，尤以簿层状岩体及延性较强的碳酸盐类层状岩体中为多见。这两类斜坡的滑移控制面倾角已明显大于该面的峰值摩擦角，上覆岩体具备沿滑移面下滑条件。但由于滑移面未临空滑移面未临空，使下滑受阻，造成坡脚附近顺层板梁承受纵向压应力，在一定条件下可使之发生弯曲变形。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 根据实例分析和模拟研究，这类变形演变过程可分为三个阶段(以平面滑面为例)。(1)轻微弯曲阶段轻微弯曲阶段（图9-24(a)。弯曲部位仅出现顺层拉裂面、局部压碎，坡面轻微隆起，岩体松动。前述金龙山实例属此阶段。弯曲隆起通常发生在近坡脚而又略高于坡脚的部位，这可能是由于该处顺层压应力与垂直层面的压应力之间压力差较大所致。此外，层状岩体原始起伏弯曲部位，也是有利于发生弯曲的部位。(2)强烈弯曲、隆起阶段强烈弯曲、隆起阶段图9-24(b)。弯曲显著增强，并出现剖面X型错动，5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化图图9 924 24 雅垄江霸王山滑坡形成过程示意图雅垄江霸王山滑坡形成过程示意图其中一组逐渐发展为滑移切出面。由于弯曲部位岩体强烈扩容，地面显著隆起地面显著隆起，岩体松动加剧，往往出现局部的崩落或滑落，这种坡脚附近的“卸荷”也更加促进了深部的变形与破坏。(3)切出面贯通阶段切出面贯通阶段。滑移面贯通并发展为滑坡，具崩滑特性，有的表现为滑塌式滑坡。“椅”形滑移面情况与平直滑移面的有所不同，其强烈弯曲部位发生在滑移面转折处，且不需形成切出面而沿原有靠椅形面滑动。此外，岩层倾角大于斜坡坡角()时，也可发生类似变形。图9-25所示铁西滑坡即为一典型实例。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化滑坡发生在强烈弯曲隆起的滑移弯曲体之上。由图可见，滑移弯曲体的上部沿层面下滑，挤压下部岩层使之挠曲，并形成一弧形潜在滑移面(图9-25中2-2剖面)，而弯曲最强烈的部位发生在滑移面转缓部位与椅状滑面情况类似)。滑坡的发生正是由于恰好在强烈弯曲部位采石所致。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 5.4.5 5.4.5 弯曲弯曲拉裂拉裂(倾倒倾倒)一、形成条件与演变过程一、形成条件与演变过程 主要发育在陡立或陡倾内层状体主要发育在陡立或陡倾内层状体(II(II4 4、IIII5 5类类)组成的中组成的中极陡坡中极陡坡中。主要发生在斜坡前缘，陡倾的板状岩体在自重弯矩作用下于前缘开始向临空方向作悬臂梁弯曲，并逐渐向坡内发展。弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂，弯曲体后缘出现拉裂缝，形成平行于定向的反坡台阶和槽沟。板梁弯曲剧烈部位往往产生横切扳梁的折裂(图9-27)。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化图927 弯曲拉裂变形实例（a）石英片岩斜坡中的变形迹象（岷江上游耽达）；（b）陡立厚层灰岩斜坡中的变形迹象（峨嵋）硬而厚的板粱，其变形的发展可划分为如图928所示各阶段。(1)(1)卸荷回弹陡倾面拉裂阶段。卸荷回弹陡倾面拉裂阶段。(2)(2)板梁弯曲，拉裂面向深部扩展并向坡后推板梁弯曲，拉裂面向深部扩展并向坡后推移阶段。如果坡度很陡，此阶段大多伴有坡缘、移阶段。如果坡度很陡，此阶段大多伴有坡缘、坡面局部崩落。坡面局部崩落。(3)(3)板梁根部折裂、压碎阶段。岩块转动、倾板梁根部折裂、压碎阶段。岩块转动、倾倒，导致崩塌。倒，导致崩塌。由于随板梁弯曲发展作用于板梁的力矩也随之而增大，所以这类变形一旦发生，通常均显示累进性破坏特性。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化图图9 928 28 弯曲拉裂（厚层板梁）变形演进图弯曲拉裂（厚层板梁）变形演进图 5.4.65.4.6塑流塑流拉裂拉裂 这类变形主要发生在软弱基座体斜坡这类变形主要发生在软弱基座体斜坡(IV(IV类斜类斜坡坡)中。中。下伏软岩在上段岩层压力作用下，产生塑性流动并向临空方向挤出，导致上覆较坚硬的岩层拉裂、解体和不均匀沉陷。风化作用以及地下水对软弱基座的软化或溶蚀、潜蚀作用，是促进这类变形的主要因素。在软弱基座产状近于水平的斜坡(IV1)中，通常可见如图9-3l所示变形迹象，上覆硬岩的拉裂起始于软弱层的接触面，这是由于软岩的水平变水平变形远远超过硬岩所致。形远远超过硬岩所致。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化图931 塑流拉裂变形体（实例据Zaruba，1971）图932 塑流拉裂发展为整 体式侧向扩离的过程示意图（实例据J.Rabar，1971）黑色层为褐煤层，其它为粘土层斜坡前缘可出现局部坠落。随着上覆坡体的拉断解体，则发展为侧向扩离，或块状(迷宫式)滑坡(见图9-10)。当上覆岩层也具有一定塑性时，被下伏呈塑流状的软岩载驮的坡体可整体向临空方向漂移，并于其后缘某处产生拉裂造成陷落带，形成整体式的侧向扩离，其演进过程如（图9-32）所示。上述两种形式的变形体，也可在特大暴雨作用下产生平推式滑坡。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化 软弱基座倾向坡内的陡崖软弱基座倾向坡内的陡崖(IV2)(IV2)，变形过程表现变形过程表现为另一种方式为另一种方式(图9-33)：(1)(1)卸荷回弹陡立裂缝的形成卸荷回弹陡立裂缝的形成图9-33中(a)在陡崖形成过程中，由于应力分异形成由坡缘拉应力带向纵深扩展的一系列陡立拉裂缝。(2)(2)前缘塑流前缘塑流拉裂变形拉裂变形（图9-33(b)-(c)软弱基座被切露，改变了其原有的封闭状态，并在上覆岩层的强大压力作用下而被压结和向临空方向挤出，使上覆岩体产生自坡面向内其值递减的不均匀沉陷，因而造成上覆硬岩被拉裂，或使原已形成的拉裂缝得以进一步扩展。拉裂缝首先出露于陡崖坡缘附近，自上而下地扩展。被拉裂缝分割出来的板粱或岩柱，可因基座软岩挤出的进一步发展而倾倒崩落。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化图图9 933 33 软弱基座陡崖塑流拉裂演化过程示意图软弱基座陡崖塑流拉裂演化过程示意图（a a）卸荷回弹拉裂；（卸荷回弹拉裂；（b b）前缘塑流拉裂；前缘塑流拉裂；（c c）前缘倾倒崩落；（前缘倾倒崩落；（d d）深部塑流拉裂；深部塑流拉裂；（e e）转化为蠕滑拉裂；（转化为蠕滑拉裂；（f f）崩滑崩滑 (3)(3)深部塑流深部塑流拉裂变形拉裂变形图933中(d)(f)随基座软层塑流的发展，拉裂缝出现部位由坡缘向后侧推移。某些高陡斜坡中，这种拉裂缝发育深度可达200m以上。被分割的高大岩柱或板梁，其根部可因此而被剪裂或压碎，使变形向蠕滑拉裂方式转化。一旦后缘拉裂面转而闭合，则预示进入潜在滑移面贯通阶段，变形将发展为崩滑或滑塌。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.4.7 5.4.7 变形模式的空间组合变形模式的空间组合(1)(1)斜坡前、后不同变形模式的组合斜坡前、后不同变形模式的组合 如图9-35所示为坡前的弯曲拉裂与后侧滑移压致拉裂组合的实例。(2)(2)浅部、深部不同变形模式的组合浅部、深部不同变形模式的组合 前述金龙山斜坡变形体为一典型实例(见图9-22)。其深部为滑移弯曲变形，而在坡脚临空面影响范围之内的浅部，玄武岩沿一组向坡外倾斜的似层面蠕滑，后缘陡倾坡内的一组裂隙被显著拉开，属典型的滑移拉裂变形。深部弯曲造成的表层岩石隆起与松动必然会促进浅部变形的发展，如果浅部岩体因变形发展而滑落，减小弯曲部分的垂向压力，5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.4.7 5.4.7 变形模式的转化变形模式的转化图937 弯曲拉裂转化为蠕滑拉裂（参照霍夫曼，1973）5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化转化具有多种形式。根据本章前述实例，弯曲拉裂滑移(或蠕滑)拉裂，弯曲拉裂滑移压致拉裂；塑流拉裂蠕滑拉裂；滑移弯曲蠕滑(滑移)拉裂。5.4 5.4 斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化查查纳纳滑滑坡坡贵阳沙冲路滑坡贵阳沙冲路滑坡龙羊峡库岸滑坡龙羊峡库岸滑坡2003年年5月月11日贵州省三穗县平溪特大日贵州省三穗县平溪特大桥滑坡致使桥滑坡致使35人死亡，毁坏桥墩人死亡，毁坏桥墩2003年年7月月13日日三峡库区沙镇溪发生千将坪滑坡，三峡库区沙镇溪发生千将坪滑坡，致使致使24人失踪。人失踪。滑坡壁滑坡壁滑坡周界滑坡周界西藏易贡特大崩滑灾害西藏易贡特大崩滑灾害鸡扒子滑坡全貌鸡扒子滑坡全貌盐池河磷矿崩塌盐池河磷矿崩塌新滩滑坡全貌新滩滑坡全貌5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.7防治斜坡变形破坏的原则与措施防治斜坡变形破坏的原则与措施5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素十分复杂，其中最主要的有岩土类型及性质、地质结构、水文地质条件等。除此之外，还有岩石风化、地表水、大气降水作用、地震及人类活动等。这些因素综合起来可分为两大方面：内在因素和外在因素。见下表。5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素斜坡稳定性影响因素一览表斜坡稳定性影响因素一览表 斜坡稳斜坡稳定性影定性影响因素响因素内因（内在因素）内因（内在因素）外因（诱发因素）外因（诱发因素）1.1.地形地貌地形地貌2.2.地层岩性（岩土类型和性地层岩性（岩土类型和性质）质）3.3.地质结构构造地质结构构造4.4.地下水分布地下水分布5.5.植被作用植被作用1.1.水的作用：水的作用：(1)(1)地表水（地面径流、河流、水库、地表水（地面径流、河流、水库、湖泊等）作用；湖泊等）作用；(2)(2)地下水作用；地下水作用；(3)(3)降水（融雪）降水（融雪）作用。作用。2.2.地震作用地震作用3.3.人为作用：人为作用：(1)(1)爆破和机械振动；爆破和机械振动；(2)(2)切坡或加切坡或加载；载；(3)(3)破坏植被；破坏植被；(4)(4)矿藏开采。矿藏开采。内因是变化的根据，是最根本的因素，决定着斜坡变形破坏的形式和规模，对斜坡稳定性起控制作用；外因是变化的条件，通过内因而起作用，促使斜坡变形破坏的发生和发展，外因常常成为斜坡灾变破坏的触发因素。5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.7防治斜坡变形破坏的原则与措施防治斜坡变形破坏的原则与措施5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报斜坡变形破坏研究的目的，就是要做出科学的斜坡变形破坏研究的目的，就是要做出科学的稳定性评价。这包括两方面的任务：一是要对稳定性评价。这包括两方面的任务：一是要对工程活动有关的天然斜坡或已建成的人工边坡工程活动有关的天然斜坡或已建成的人工边坡的稳定性做出评价；二是要为设计合理的人工的稳定性做出评价；二是要为设计合理的人工边坡和整治斜坡的措施提供设计依据。边坡和整治斜坡的措施提供设计依据。稳定性评价的方法可概括为两大类，即定性评稳定性评价的方法可概括为两大类，即定性评价（成因历史分析法、工程地质比拟法和赤平价（成因历史分析法、工程地质比拟法和赤平投影法等）和定量评价（极限平衡法、有限元投影法等）和定量评价（极限平衡法、有限元法和破坏概率法等）。简述如下：法和破坏概率法等）。简述如下：5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.6.1定性评价定性评价一、成因历史分析法一、成因历史分析法定义：成因历史分析法就是通过研究斜坡形成的地质定义：成因历史分析法就是通过研究斜坡形成的地质历史和所处的自然地质环境，根据它的形态（外形）历史和所处的自然地质环境，根据它的形态（外形）和地质结构、变形破坏形迹，以及影响其稳定性的各和地质结构、变形破坏形迹，以及影响其稳定性的各种因素的特征和相互关系，从而对它的演变阶段和稳种因素的特征和相互关系，从而对它的演变阶段和稳定状况作出评价和预测的一种方法。定状况作出评价和预测的一种方法。斜坡（岩体）结构分析斜坡（岩体）结构分析应该着重研究。软弱岩层应该着重研究。软弱岩层和结构面的产状与斜坡方位的关系，它们的特性、厚和结构面的产状与斜坡方位的关系，它们的特性、厚度变化、物质成分、连通率等对斜坡的稳定性起决定度变化、物质成分、连通率等对斜坡的稳定性起决定作用。应通过野外观察并进行观察资料的统计，按斜作用。应通过野外观察并进行观察资料的统计，按斜坡的变形破坏机制，决定坡体中的控制性结构面，据坡的变形破坏机制，决定坡体中的控制性结构面，据以进行坡体结构分类见下表。以进行坡体结构分类见下表。坡体结构分类表类型基本特征变形与破坏特征备注均质斜坡无明显结构面或已有结构面不起控制作用，多为土质或半岩质斜坡。以似圆弧形滑面滑坡为主要特征。疏松堆积物斜坡产生塌陷，面似平面。滑坡前，因表层蠕动可使坡面开裂。受已有结构面控制的斜坡1层状斜坡单一或一组结构面控制的斜坡：土质岩体中如覆盖层与基岩接触面、粘土夹层、古滑动面、地下水活跃带等；岩质斜坡中如层面、软弱夹层、原生节理、断裂、古滑动面等。结构面倾向与坡面一致，但倾角较缓，以顺层滑坡为主要特征，后缘可与陡立结构面或切层弧面相截，破坏面前后缘（切口）可出现裂缝和破碎，滑坡可以是突发的；结构面倾向与坡面一致，但倾角较陡，可因表层蠕动发展导致滑坡；结构面倾向与坡面相反，可因表层蠕动发展导致滑坡，斜坡前缘易崩塌。随结构面与坡面交角增大，稳定性变高；直交时，已不起控制作用2块状斜坡两组以上结构面控制的斜破，多见于岩质斜坡，常见为构造变动强烈地区各种性质的断裂面、层面、原生节理面构成一些特定的多边形岩体（锥、楔棱槽形），剖面上滑面为直线或多为折线形破坏形式多为崩滑、崩塌，滑面为折线形时，转折处通常经过张性羽裂、切角滑移、次级剪面形成阶段，逐步发展导致破坏。软弱基座斜坡软弱基座由较厚粘土、淤泥、泥岩、页岩、煤炭等构成，也可由断裂破碎带、挤压破碎带和易风化岩层构成。通常由基座蠕动导致上覆坡体逐步解体，发展形成崩塌、滑坡。破碎斜坡多组密集不同产状结构面切割的斜坡，随切割密度加大，岩体整体强度显著削弱，结构面控制作用已不明显。特点介于匀质斜坡（）与结构面控制斜坡（）之间，随切割密度加大，变形和破坏与匀质斜坡相似。斜坡各部位各种形式的变形与破坏等迹象的分斜坡各部位各种形式的变形与破坏等迹象的分析研究析研究是在通过结构分析并已确定出坡体结构类型的条件下进行的。目的在于通过已有的变形与破坏的研究，揭示出坡体应力与强度的相互关系，鉴别岩土体稳定的发展阶段，预测稳定的发展规模与破坏方式。由于变形和破坏都是在一定条件下由坡体应力作用的直接结果，因而对已有迹象的正确鉴别和划分，是判定斜坡稳定状况的最直接、最重要的标志。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报斜斜坡坡自自然然环环境境和和形形成成历历史史的的分分析析研研究究是是在在坡坡体体内内在在条条件件分分析析研研究究的的基基础础上上进进行行的的。以以探探寻寻外外在在因因素素的的影影响响，查查明明影影响响斜斜坡坡演演变变的的主主导导营营力力因因素素的的发发展展变变化化过过程程。如如区区域域水水文文及及气气象象特特征征、河河流流地地质质作作用用特特点点、地地下下水水埋埋藏藏和和运运动动条条件件、地地形形地地貌貌特特征征、区区域域地地质质情情况况、新新构构造造与与地地震震活活动动、人类工程作用的现状及历史过程等。人类工程作用的现状及历史过程等。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报显而易见，自然历史分析法这种定性的地显而易见，自然历史分析法这种定性的地质分析方法，不仅能判定斜坡的稳定现状，质分析方法，不仅能判定斜坡的稳定现状，对斜坡稳定性的演化也可以作出预测，并对斜坡稳定性的演化也可以作出预测，并能为力学计算方法确定边界条件和选用参能为力学计算方法确定边界条件和选用参数，能为工程地质比拟法提供比拟依据。数，能为工程地质比拟法提供比拟依据。因此该方法是各种分析方法的基础，至今因此该方法是各种分析方法的基础，至今仍是最主要的分析方法。仍是最主要的分析方法。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报二、工程地质比拟法二、工程地质比拟法定义：工程地质比拟法，在生产实践中经常采定义：工程地质比拟法，在生产实践中经常采用。它主要是应用自然历史分析法认识和了解用。它主要是应用自然历史分析法认识和了解已有斜坡的工程地质条件，与将要研究的斜坡已有斜坡的工程地质条件，与将要研究的斜坡的工程地质条件相对比；把已有斜坡的研究或的工程地质条件相对比；把已有斜坡的研究或设计经验用到相似的斜斜坡的研究或设计中去。设计经验用到相似的斜斜坡的研究或设计中去。这些研究或设计经验包括：斜破变形与破这些研究或设计经验包括：斜破变形与破坏形式与发展变化规律的经验、斜坡设计的经坏形式与发展变化规律的经验、斜坡设计的经验、取用滑面抗剪强度指标的经验，以及斜坡验、取用滑面抗剪强度指标的经验，以及斜坡整治的经验等。整治的经验等。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报对比的原则对比的原则“相似性相似性”原则。相似性包括两个方面：原则。相似性包括两个方面：一是斜坡岩性和岩体结构的相似性；二是斜坡类型的相一是斜坡岩性和岩体结构的相似性；二是斜坡类型的相似性。在此基础上，对比影响斜坡稳定性的营力因素和似性。在此基础上，对比影响斜坡稳定性的营力因素和斜坡成因。斜坡成因。对比的内容对比的内容组成斜坡的岩性，包括成岩环境、条件组成斜坡的岩性，包括成岩环境、条件和时代；和时代；岩土体结构，包括结构面及其组合关系；岩土体结构，包括结构面及其组合关系；水文地质条件水文地质条件斜坡的坡高坡形斜坡的坡高坡形稳定性类型及变形破坏状况稳定性类型及变形破坏状况自然环境和和影响斜坡稳定性的各种因素等自然环境和和影响斜坡稳定性的各种因素等这些方面的相似程度是使用比拟法的基本依据。这些方面的相似程度是使用比拟法的基本依据。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报目前常用的“标准边坡数据法”，主要是强调斜坡岩土类型和特征：土的密实度、岩石节理发育程度，并适当考虑了岩石风化程度。给出了稳定斜坡在一定坡高下的适宜坡角。而对其它因素则未包括进去。因此，这些经验数据只能供一般情况下的初步设计之用，还需根据具体条件适当予以修正。下面所列各表可供参考。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报土质边坡容许坡度值土的类型密实度或粘性土的状态边坡高度5m以下510m碎石土密实中密稍密1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.001:0.501:0.751:0.751:1.001:1.001:1.25老粘性土坚硬硬塑1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.501:0.751:0.751:1.00一般粘性土坚硬硬塑1:0.751:1.001:1.001:1.251:1.201:1.251:1.251:1.50注：1.本表中的碎石土，其充填物为坚硬或硬塑状态的粘性土；2.砾石或碎石土的充填物为砂土时，其边坡容许值按自然休止角确定；3.坡高大于10m，边坡土体中有软弱面或地下水较丰富，以及主要结构面的倾向与斜坡开挖面的倾向一致且二者走向交角0，有推力；E0 式中的式中的a和和 分别为随机变量的数学期望和方差，根据最大似然估计。即：我们可以用实际样本的均值和均方差来做估计其概率密度中的数学期望和方差。实际操作中，样本数量最小值不得少于6个。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报b.蒙脱卡洛模拟通过上述估计，我们获得了岩体强度参数概率密度，要计算稳定系数K值的概率分布，强度参数取值便是主要的技术手段，一般采用蒙脱卡洛方法来抽样计算样本，即采均匀分布的方法伴随机数，每一个随机数对应一组计算参数，即对应一个稳定系数K值的抽样。如此多次抽样、多次计算，可以获得一组K=（Ki）（i=1n）。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报c.破坏概率计算对应于每一组随机变量的抽样，可以获得一个K值的计算值：K=f(x1 x2)对于n组抽样，则：K=(Ki Kn)则破坏概率可用n组抽样中K1的频率来估计。Pf=N(K1)/N同时，可以获得关于N个x值概率分布的数学期望和方差的估计，并评价上述估计的质量。5.6 5.6 斜坡稳定性评价与预测预报斜坡稳定性评价与预测预报5.1基本概念及研究意义基本概念及研究意义5.2斜坡应力分布特征斜坡应力分布特征5.3斜坡变形与破坏的基本形式与特征斜坡变形与破坏的基本形式与特征5.4斜坡变形破坏机制与演化斜坡变形破坏机制与演化5.5影响斜坡稳定性的因素影响斜坡稳定性的因素5.6斜坡稳定性评价与预测