第七章边坡变形及防治..课件.ppt
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- 第七 章边坡 变形 防治 课件
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1、第七章第七章 斜坡的工程地质研究斜坡的工程地质研究 7 71 1 岩体结构岩体结构7 72 2 斜斜坡的变形与破坏坡的变形与破坏7 73 3 影响影响斜斜坡稳定性的因素坡稳定性的因素7 74 4 斜斜坡稳定分析与评价坡稳定分析与评价 7 75 5 不稳定不稳定斜斜坡的处理措施坡的处理措施 7 71 1 岩体结构岩体结构岩体内存在的层理、层面、断层、节理、劈岩体内存在的层理、层面、断层、节理、劈理、层间错动面等各种类型的地质界面统称理、层间错动面等各种类型的地质界面统称结构面结构面。由结构面切割成的大小、形状不同。由结构面切割成的大小、形状不同的岩石块称的岩石块称结构体结构体。结构面和结构体的组
2、合结构面和结构体的组合称岩体结构称岩体结构。岩体结构的突出特点是不连续性。这种不连岩体结构的突出特点是不连续性。这种不连续性使岩体在力学性质上的各向异性更加增续性使岩体在力学性质上的各向异性更加增强。在受到力的作用时,岩体结构控制着岩强。在受到力的作用时,岩体结构控制着岩体的变形和破坏。体的变形和破坏。岩体的变形和破坏,多沿结构面剪切、滑移岩体的变形和破坏,多沿结构面剪切、滑移或开裂。所以,研究岩体的关键在于研究岩或开裂。所以,研究岩体的关键在于研究岩体结构,其重点在于结构面。体结构,其重点在于结构面。一、岩体结构面一、岩体结构面按结构面成因分为原生结构面和次生结构面两类。按结构面成因分为原生
3、结构面和次生结构面两类。原生结构面:原生结构面:岩石形成时生成的结构面。如沉积岩石形成时生成的结构面。如沉积岩的层理面、不同岩类的接触面、岩浆冷凝时生岩的层理面、不同岩类的接触面、岩浆冷凝时生成的裂隙面、变质岩的片理面等。成的裂隙面、变质岩的片理面等。次生结构面:次生结构面:岩石在内、外营力的作用下所形成岩石在内、外营力的作用下所形成的结构面。的结构面。内力作用而成的断层面、褶皱错动面、节理面,内力作用而成的断层面、褶皱错动面、节理面,叫做叫做构造结构面构造结构面。由外动力地质作用形成的风化面、应力释放后的由外动力地质作用形成的风化面、应力释放后的卸荷裂隙面、人为爆破而成的破裂面等,又叫卸荷裂
4、隙面、人为爆破而成的破裂面等,又叫非非构造结构面。构造结构面。二、岩石结构体二、岩石结构体结构体是被不同结构体是被不同形状结构组合切形状结构组合切割形成的大小不割形成的大小不一形态各异的单一形态各异的单元岩块。元岩块。三、岩体结构类型三、岩体结构类型P123表表6-5给出了岩体结构类型及特征。给出了岩体结构类型及特征。7 72 2 边坡的变形与破坏边坡的变形与破坏斜坡包括天然斜坡和人工开挖的边坡斜坡包括天然斜坡和人工开挖的边坡。它具。它具有一定的坡度和高度,在重力和其它地质营有一定的坡度和高度,在重力和其它地质营力作用下不断地发展变化着。力作用下不断地发展变化着。自然界的山坡、谷壁、河岸等各种
5、斜坡之形自然界的山坡、谷壁、河岸等各种斜坡之形成,正是这些地质营力作用的结果。成,正是这些地质营力作用的结果。人类工程活动也经常开挖出人工边坡,如路人类工程活动也经常开挖出人工边坡,如路堑边坡,运河渠道、船闸、溢洪道边坡,房堑边坡,运河渠道、船闸、溢洪道边坡,房屋基坑边坡和露天矿坑的边帮等。屋基坑边坡和露天矿坑的边帮等。岩体结构类别岩体结构类别地质背景地质背景结构面特征结构面特征结构体特征结构体特征整体块状结构整体结构岩性单一、构造变形轻微的巨厚层沉积岩、变质岩和火山溶岩、火成侵入岩结构面少,一般不超过三组,延续性极差,多呈闭合状态,无填充或含少量碎屑巨型块状块状结构岩性较单一,受轻微构造作用
6、的厚层沉积岩和变质岩、火成岩侵入体结构面一般2-3组,裂隙延续性极差,多呈闭合状态。层面有一定的结合力块状、菱形块状层状结构受构造破坏或较轻的中厚层(大于30cm)岩体结构面2-3组,以层面为主,有时也有软弱夹层或层间错动面,其延续性较好,层间结合力较差块状、柱状、厚板状层状结构薄层状结构厚度小于30cm,在构造作用下发生强烈褶曲和层间错动层理、片理发达,原生软弱夹层、层间错动和小断层不时出现。结构面多为泥膜、碎屑和泥质充填板状、薄板状碎裂结构镶嵌结构一般发育于脆硬岩层中,结构组数较多,密度较大以规模不大的结构面为主,但组数多,密度大,延续性差,闭合无填充或充填少量碎屑形状不规则,但菱角显著层
7、状碎裂结构受构造裂隙切割的层状岩体以层面、软弱夹层、层间错动面等为主,构造裂隙甚发达以碎块状、板状、短柱状为主碎裂结构岩性复杂,构造破碎较强烈,弱风化带延续性差的结构面,密度大,相互交切碎屑和大小不等的岩块。形状多种,不规则散体结构构造破碎带、强烈的风化带裂隙和节理很发达,无规则岩屑、碎片、碎块、岩粉一、斜坡变形一、斜坡变形坡斜变形以坡体末出现贯通性的破坏面为特点,但坡斜变形以坡体末出现贯通性的破坏面为特点,但在坡体各个局部,特别是在结构面附近出现了一定在坡体各个局部,特别是在结构面附近出现了一定程度的破裂与松动,而从整体看,并末产生滑动破程度的破裂与松动,而从整体看,并末产生滑动破坏。它表现
8、为坏。它表现为松动松动和和蠕动蠕动。(一一)松动松动斜坡形成初始阶段,坡体表面往往出现一系列与坡斜坡形成初始阶段,坡体表面往往出现一系列与坡向近于平行的陡倾角张开裂隙,被这种裂隙切割的向近于平行的陡倾角张开裂隙,被这种裂隙切割的岩体向临空方向松开,移动。这种过程和现象称为岩体向临空方向松开,移动。这种过程和现象称为松动。它是一种斜坡卸荷回弹的过程和现象。松动。它是一种斜坡卸荷回弹的过程和现象。(二二)蠕动蠕动斜坡岩土体在以自重应力为主的坡体应力长期作用斜坡岩土体在以自重应力为主的坡体应力长期作用下,向临空方向的缓慢而持续的变形,称为蠕动。下,向临空方向的缓慢而持续的变形,称为蠕动。蠕动可划分为
9、表层蠕动和深层蠕动两种基本类型。蠕动可划分为表层蠕动和深层蠕动两种基本类型。1表层蠕动表层蠕动斜坡浅部岩土体在重力的长期作用下,向临空方向斜坡浅部岩土体在重力的长期作用下,向临空方向缓慢变形,向坡体内部逐渐降低直至消失,这便是缓慢变形,向坡体内部逐渐降低直至消失,这便是表层蠕动。表层蠕动。破碎的岩质斜坡及松散的土质斜坡,表层蠕动甚为破碎的岩质斜坡及松散的土质斜坡,表层蠕动甚为典型。典型。2深层蠕动深层蠕动深层蠕动主要发育在斜坡下部或坡体内部。按形成深层蠕动主要发育在斜坡下部或坡体内部。按形成机制特点,深层蠕动有机制特点,深层蠕动有软弱基座蠕动软弱基座蠕动和和坡体蠕动坡体蠕动两两类。类。1000
10、100011001150120012501300PD14PD78PD80N21E/NW32N80W/NE?81N22-27W/SW?40N5W/SW?66N8W/SW?88N1E/NW?84N6-7E/NW?84N4E/NW?31N5-10W/SW?35N/W?34N/W?41N11W/NE?48N11W/SW?29N11W/SW?34NO.4NO.4NO.5NO.3NO.2NO.2NO.1NO.1NO.3NO.51350m小湾水电站阶梯状蠕滑小湾水电站阶梯状蠕滑-拉裂变形模式拉裂变形模式|L2L1L7灰岩泥岩T1m1T1y1T1y2-3J4J3J1|L2L1L7灰岩泥岩T1m1T1y1T1y
11、2-3J4J3J1索索风风营营水水电电站站2号号危危岩岩体体 二、斜坡的破坏二、斜坡的破坏(一一)崩塌崩塌主要发生于裂隙发育的岩质斜坡以及垂直节主要发生于裂隙发育的岩质斜坡以及垂直节理发育的黄土斜坡上,当开挖形成高度大、理发育的黄土斜坡上,当开挖形成高度大、坡度陡的斜坡时,斜坡前缘的岩土体突然脱坡度陡的斜坡时,斜坡前缘的岩土体突然脱离母体,发生崩落或滚动,规模大小不等。离母体,发生崩落或滚动,规模大小不等。根据崩塌岩石性质,可分为岩崩和土崩。根据崩塌岩石性质,可分为岩崩和土崩。大小不等,零乱无序的岩块大小不等,零乱无序的岩块(土块土块)呈锥状堆积呈锥状堆积在坡脚的堆积物称在坡脚的堆积物称崩积物
12、崩积物,也可称为,也可称为岩堆岩堆或或倒石堆倒石堆。按照崩塌体的规模、范围、大小可分为按照崩塌体的规模、范围、大小可分为剥落、坠石和崩落剥落、坠石和崩落等类型。等类型。剥落剥落的块度较小,块度大于的块度较小,块度大于 0.5 m 者占者占 25%以下,产生剥落的山坡一般在以下,产生剥落的山坡一般在 3040;坠石坠石的块度较大,块度大于的块度较大,块度大于 0.5 m 者占者占 5070%,山坡角在,山坡角在 3040 范围内;范围内;崩落崩落的块度更大,块度大于的块度更大,块度大于 0.5 m 者占者占 75%以上,山坡角多大于以上,山坡角多大于 40。(二二)滑坡滑坡1.滑坡的概念滑坡的概
13、念斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面的软弱面(或软弱带或软弱带)整体向下滑动的现象叫整体向下滑动的现象叫滑坡滑坡。俗。俗称称“走山走山”、“垮山垮山”、“地滑地滑”、“土溜土溜”等。等。7 73 3 影响影响斜斜坡稳定性的因素坡稳定性的因素主要有内在因素和外部因素两方面。主要有内在因素和外部因素两方面。内在因素内在因素包括斜坡的地貌特征、岩土体的性质、地包括斜坡的地貌特征、岩土体的性质、地质构造、岩土体结构、岩体初始应力等。质构造、岩土体结构、岩体初始应力等。外部因素外部因素包括水的作用、地震、岩体风化程度、工包括水的作用、地震、岩
14、体风化程度、工程荷载条件及人为因素。程荷载条件及人为因素。内在因素对边坡的稳定性起控制作用,外部因素起内在因素对边坡的稳定性起控制作用,外部因素起诱发破坏作用。诱发破坏作用。一、内在因素一、内在因素1.岩土类型岩土类型岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说,各类岩、土都岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,易发生滑坡。如易发生滑坡。如黄土、页岩、泥岩、凝灰岩、片岩、板黄土、页岩、泥岩、凝灰岩、片岩、
15、板岩、千枚岩岩、千枚岩等,以及等,以及软硬相间的岩层软硬相间的岩层所构成的斜坡等。所构成的斜坡等。2.地质构造条件地质构造条件组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有向下滑动的可能。同时,构造面又为降续状态时,才有向下滑动的可能。同时,构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道,特别是当平行和垂直斜雨等水流进入斜坡提供了通道,特别是当平行和垂直斜坡的坡的陡倾角构造面陡倾角构造面及及顺坡缓倾的构造面顺坡缓倾的构造面发育时。发育时。3.地形地貌条件地形地貌条件只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,只有处于一定的地貌部位,具备一
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