斜坡变形破坏工程地质研究
1、斜坡:指地表一切具有侧向临空面的地质体。
2、斜坡应力分布的基本特征:
①斜坡周围主应力迹线发生明显偏转 ②在坡脚及坡肩附近形成应力集中区
③坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线
④坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。
3、影响斜坡应力分布的因素:
①岩体初始应力的影响(尤其对坡脚应力集中带和坡面张力带的影响最大) ②坡形的影响(坡高、坡角、坡底宽度、坡面形态)③岩土体性质和结构的影响。
斜坡变形:斜坡受到侵蚀卸荷作用和开挖卸荷等作用所产生的应力释放效应,而引起的斜坡表层岩土体的弹塑性回弹和蠕变位移。
5、斜坡变形破坏的基本形式: (一)斜坡变形:
1)卸荷回弹:卸荷、初始应力释放;侧应力减弱;产生张裂面
2)拉裂:斜坡形成过程中,在坡面和坡顶形成的张力带中拉应力集中形成的张裂隙变形型式。
3)蠕滑:斜坡岩土体在自重应力的长期作用下,沿局部滑移面向临空方向的缓慢而持续的剪切变形。
4)弯折倾倒:由陡坡或直立板状岩体组成的斜坡,当岩层走向与坡面走向大致相同时,在自重的长期作用下,由前缘开始向临空方向弯曲、折裂,并逐渐向坡内发展的变形现象。
(二)斜坡破坏:
1)崩塌:斜坡上的岩土体被陡倾拉裂面破坏分割,突然脱离母体而快速位移,产生以下落运动为主(移动、滚动、跳跃)的破坏现象。(土崩、岩崩)(山崩、坠石)。特征:①一般发生在高陡斜坡的坡肩位置;②质点位移矢量沿铅直方向较水平方向要大得多;③崩塌发生时无依附面;④往往是突然发生的,运动快速。
2)滑坡:斜坡岩土体依附于内在的或潜在的贯通结构面,在外力作用下,失去原来的平衡状态,产生了以水平运动为主的滑动现象。特征:①通常是较深层的破坏,滑移面深入到坡体内部以至坡脚以下;②质点位移矢量水平方向大于铅直方向;③有依附面(即滑移面)存在;④滑移速度往往较慢,且具有“整体性”。
6、崩塌的形成条件: (1)地形地质条件:
①一个陡坡,尤其是大于60°的坡,坡高几米到几百米。大型自然崩塌多见于江河峡谷陡峻地段,以岩石大型崩塌居多,或者人工路堑、矿山等边坡。
②一般坡度大于40°~50°时,对于裂隙发育的岩体,尤其发育高倾角裂隙时,在裂隙下部有软层配合下,易产生较大崩塌。 (2)诱发条件
①高陡坡,重力作用,引起拉裂变形,导致崩塌。
②坡脚开挖,掏空,坡脚软岩压裂,因此失去支撑作用。 ③长时间降水,产生水压力。
④冻胀后解冻,使土体饱水段强度降低,或产生涨缩现象。 ⑤震动等。
7、滑坡与崩塌的基本区别: ①运动方式 ②破坏形式
③是否脱离母体,存在滑动面 ④规模及速度
8、滑坡的基本要素:
①滑动带:滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。 ②滑坡床:滑坡体之下未经过滑动的岩土体。 ③滑坡体:与母体脱离经过滑动的部分岩体。
④滑坡周界:滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。 ⑤滑坡壁:滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁,其坡角多为35-80度,平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向的擦痕。
⑥滑坡台阶:滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的错台。
⑦滑坡舌:滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位,称滑坡剪出口。
⑧滑坡裂隙:滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同,在各部位产生不同力学性质的裂隙。(拉张裂隙、剪切裂隙、鼓张裂隙、扇形裂隙)
9、滑坡的识别标志:
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
⑤滑动面的鉴别及研究:勘探:钻探变形;监测:钻孔倾斜仪
滑坡活动的阶段性:蠕动阶段、滑动阶段、剧滑阶段、稳定阶段。
11、滑坡分类:
①按岩土体类型:土体滑坡、基岩滑坡 ②按滑坡的动力学特征(始滑部位):推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡、平移式滑坡
③按滑动面与层面的关系:无层滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。 ④按滑动面深度:浅层滑坡、中层滑坡、厚层滑坡、巨厚层滑坡。 ⑤按滑坡时代:今滑坡、新滑坡、老滑坡 、古滑坡、始滑坡。
12、影响斜坡稳定性的因素:(1、岩土类型和性质,2、岩体结构及地质构造,3、地形地貌
条件,4、水的作用,5、地震) (一)内在因素:
① 岩土类型及性质:决定抗滑力的根本因素。 ②地质结构:结构面的产状、力学性质、规模。
③地形地貌:斜坡坡度越大、越高,斜坡稳定性越差。
④水文地质:软化作用、冲刷作用、静水压力、动水压力、浮托力。 (二)外部因素:
①地震:震中周围,烈度七度区,考虑附加应力
②降水:三种效应——(1)水平推力-侧向水压力(2) 浮托力-减小滑动面上的有效应力(3)软化效应-降低岩土体的抗剪强度
③水库(河流)水作用:动水压力;冲刷、掏空作用 ④风化、剥蚀作用
斜坡稳定性评价的方法:自然历史分析法、力学计算法、图解法和工程地质类比法。
14、滑坡预测的基本内容是:滑坡可能发生的地段、规模、类型、运动方式、运动速度和可
能造成的危害。根据研究区范围和目的的不同,滑坡预测大致可划分为三类,即区域性预测、地区性预测和场地预测。滑坡空间预测的途径大体上有两类,即因子叠加法和综合指标法。
15、滑坡防治的依据与原则、主要措施:(防治措施:1、支挡工程:挡墙、抗滑桩、锚杆(索)和支挡工程等2、排水3、减荷反压4、其他措施:护坡、改善岩土性质、防御绕避等措施。) (一)防治原则:以防为主,及时治理
(二)防治依据:①技术可能性及必要性②经济合理性③社会环境特征与效应(三)防预措施 ①绕避:改线,架桥跨越、隧道穿越 ②拦截:拦石墙、拦栅网
③排水:地表排水:排水沟、坡面防渗;地下排水:盲沟、排水洞、排水孔 ④监测预警 (四)治理措施 ①排水 ②削方、堆压 ③支挡工程:挡土墙、锚杆、抗滑桩 ④坡面防护:横向护坡、植基绿色护坡 ⑤其它:固结灌浆、阻滑键(栓)
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