关于边坡分类的讨论

1关于水电工程岩石边坡分类的讨论前言边坡形成于不同的地质环境，处于不同的工程部位，并具有不同的形式和特征。根据研究目的和研究对象的不同，边坡分类的方式和方法各不相同。水利水电工程边坡分类的目的是为工程服务，主要侧重于边坡工程的设计与处理。多年来，有很多种边坡与滑坡分类，说明了分类问题的重要性和复杂性。1.边坡与滑坡的一般分类1.1物质组成分类根据边坡组成物质分为岩质边坡和土质边坡，其中土质边坡包括堆积土边坡、黄土边坡、粘质土边坡和队填土边坡。1.2结构分类结构分类考虑的因素较多,分类的形式相应较多。有分为层状结构边坡(单层结构、多层结构、互层结构、内斜层结构、外斜层结构)、块状结构边坡、碎裂结构边坡和散体结构边坡。近年来在三峡工程研究中，有人将岩层走向与边坡走向平行的结构分为三大基本类型：顺倾仰倾坡、顺倾俯倾坡、逆倾坡；又按结构面的倾角与其内摩擦角之间的相对大小，又将顺倾仰倾坡再分为大角仰倾坡和小角仰倾坡，从坡体结构上对边坡稳定性做出了宏观概括。1.3成因分类按边坡成因分为剥蚀边坡（构造型、丘陵型）、侵蚀边坡、（岸蚀边坡、沟蚀边坡）、塌滑边坡和人为边坡。1.4规模分类根据滑坡滑动面的分布深度,分为浅层滑坡(6m)、中层滑坡（6—20m）、厚层滑坡（20—50m）、巨厚层滑坡（50m）。按滑坡体积的大小分为小型、中型、大型和巨型滑坡。21.4边坡变形机制及特征分类（1）力学机制的传统经典分类将边坡变形破坏简单和推移式分为牵引式（后退式）和推移式（前进式）两种基本形式。这种分类形象、简单、实用，在宏观上表现了边坡变形受力及发展方向。（2）变形机制分类成都理工学院王兰生、张倬元教授针对层状或含层状岩体组成的边坡变形机制提出了5种基本组合模式：蠕滑—拉裂、滑移—压致拉裂、弯曲—拉裂、塑流—拉裂和滑移—弯曲。表明了边坡演化过程中内部应力状态的调整轨迹、途径和现象，反映了边坡的变形破坏机制。1.5边坡岩土体的运动特征分类（1）国内铁道部门将边坡分为：滑坡、崩塌、岩堆、错落、坠石、剥落、蠕动和坡面泥石流等。（2）国外的Varnes（1987）的边坡移动分类：崩塌（Falls）、倾倒（Topples）、滑动（Slides）、侧向扩展（Lateralspreads）、流动（Flows）和复合移动（Complex）。Hutchinson（1988）的分类：回弹（Rebound）、蠕动（Creep）、边坡下沉（Saggingofmountainslopes）、滑动（Landslides）、似碎屑流动（Debrismovementsofflow-likeform）、倾倒（Topples）、崩落（Falls）、复合移动（Complexslopemovements）。（3）边坡岩土体变形速率分类：初始蠕滑、等速蠕滑和加速蠕滑。1.6变形破坏模式分类（1）中科院地质研究所孙玉科先生等将边坡变形破坏模式概括为5类：倾倒变形破坏（金川模式）、水平剪切变形模式（葛洲坝模式）、顺层高速滑动（塘岩光模式）、追踪平推滑移（白灰厂模式）和张裂顺层追踪破坏（盐池河模式）。（2）中国地质大学晏同珍教授根据坡发生的初始条件、原因根本及滑动方式特征，概括了39种滑动类型：流变倾覆滑坡、应力释放平移滑坡、震动崩落或液化滑坡、潜蚀陷落滑坡、地化悬浮-下陷滑坡、高势能飞越滑坡、孔隙水压浮动滑坡、切蚀-加载滑坡和巨型高速远程滑坡。这是一种对滑坡的多因素混合分类。（3）崔政权根据地质条件、近代变形、失稳的崩滑变形、失稳条件与主诱发因素等，将三峡库区边坡变形失稳实例概括为8种类型：新滩型、鸡扒子型、黄腊石型、解体型与局部性浅层型、小周场型、豆芽棚型、沙河小学型和宋家湾型。1.7其它分类（1）根据滑坡发育的阶段将滑坡分为：幼年期、青年期、壮年期和老年期。（2）根据滑坡历史分为首次滑坡和二次滑坡两类。（3）根据滑坡发生的时代分为古滑坡、老滑坡和复活滑坡。2水电工程岩石边坡分类水利水电工程多修建于深山峡谷之中的河流上，一般都会遇到岩石高边坡稳定问题，构成了水利水电主要工程地质问题之一，也是水电工程地质勘测设计过程中的主要研究对象。水电工程岩石边坡分类则是边坡勘测设计的主要内容。分类方法除应用一般分类的部分内容外，更主要的是与水电工程的特点相结合，包括电站的枢纽区、厂房区、水库区、施工布置区和移民区等。在《水利水电工程地质手册》中做了较详细的分类。近年来，湖南省水利厅金德濂就中小型水利水电边坡进行了工程地质分类。2.1水电工程岩石边坡分类的目的和原则2.1.1分类的目的(1)为工程实践服务，指导边坡的勘测、设计和处理。(2)反映边坡的主要工程地质特征，有助于边坡的勘察、认识和评价。(3)有助于对边坡的监测布置。(4)预测边坡的发展趋势。42.1.2分类的一般原则(1)必须与水电工程的特点相结合，包括电站的枢纽区、厂房区、水库区、施工布置区和移民区等；(2)根据边坡的岩土性质组成、成因类型、形成过程与形成特点；(3)根据边坡的存在时间及施工过程中的影响关系；(4)根据边坡的地质结构分类，包括边坡的地层岩性、岩体结构及其与边坡的关系等；(5)根据边坡的稳定状态、变形机制、特征与发展阶段；(6)根据边坡的坡度和坡高分类。2.2水电工程岩石边坡分类按照上述分类原则，将水电工程边坡一般分为9类，列表1。根据边坡岩(土)组成和工程地质性质，可分为岩质边坡和土质边坡，列表2。随着岩体结构力学的发展，边坡岩体结构分类被应用于大多工程之中，分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构4类，并对层状结构岩体根据层状结构面与坡面的空间关系进一步划分为层状同向结构、层状反向结构、层状斜向结构和层状平叠结构4个亚类，便于对层状岩体边坡的变形过程、破坏机理的深入分析。按岩体结构分类列表3。经过对边坡登录资料的归纳总结，认识到天然边坡或工程边坡的地质条件尽管千差万别，促使和诱发边坡变形破坏的因素可能多种多样，但其变形破坏形式不外乎几种。依据变形破坏特征、变形破坏机制和破坏面形态，把边坡变形破坏形式归纳为6类，列表4。这一分类与世界滑坡登录联合工作组建议的分类基本吻合，便于国际交流。更重要的是，在边坡勘察中对边坡变形破坏现象的认识、描述和表达有了统一的标准。5表1水电工程边坡一般性分类表分类依据分类名称分类特征说明岩性岩质边坡由岩石组成的边坡土质边坡由土层组成的边坡岩土混合边坡部分由岩石部分由土层组成的边坡成因类型自然边坡未经人工改造的边坡人工边坡人工开挖或堆积形成的边坡工程影响边坡受工程影响改造的边坡与工程关系建筑物地基边坡作为地基必须满足稳定和有限变形要求的边坡建筑物上方边坡必须满足稳定要求的边坡水库或河道边坡允许有一定限度破坏的边坡施工影响施工影响轻微规范施工或经预处理施工的边坡施工影响中等常规施工造成影响的边坡施工影响严重不良施工使稳定性局部降低的边坡破坏性施工影响野蛮施工使稳定性大幅度降低或失稳的边坡存在时间永久边坡工程寿命期内需保持稳定和/或有限变形的边坡临时边坡施工期需保持稳定和有限变形的边坡稳定状态稳定边坡已经或未经处理能保持稳定和有限变形的边坡潜在不稳定边坡有明确不稳定因素存在的但暂时稳定的边坡变形边坡有变形或蠕变迹象的边坡不稳定边坡处于整体滑动状态或时有崩塌的边坡失稳后边坡已经发生过滑动或大位移的边坡发展阶段初始稳定边坡边坡形成后处于稳定状态的边坡初始变形边坡初次进入变形状态或渐进破坏的边坡二次变形边坡失稳后再次或多次进入变形状态的边坡边坡坡度缓坡边坡坡度≤10°斜坡边坡坡度＞10°~≤30°陡坡边坡坡度＞30°~≤45°峻坡边坡坡度＞45°~≤60°悬崖边坡坡度＞60°~≤90°倒坡边坡坡度＞90°边坡高度特高边坡坡高＞200m超高边坡坡高＞70m~≤200m高边坡坡高＞30m~≤70m中边坡坡高＞10m~≤30m低边坡坡高≤10m6表2边坡工程地质分类表边坡岩(土)性边坡岩(土)体结构边坡变形特征岩质边坡侵入岩喷出岩碎屑沉积岩碳酸盐岩夹有软弱夹层的沉积岩软质岩正变质岩副变质岩块状结构层状同向缓倾结构层状同向陡倾结构层状反向结构层状斜向结构碎裂结构滑动变形均质软岩滑坡顺层滑坡切层滑坡破碎岩石滑坡蠕动变形倾倒型蠕动变形松动型蠕动变形扭曲型蠕动变形塑流型蠕动变形张裂变形崩塌变形坍滑变形土质边坡粘性土砂性土黄土软土膨胀土碎石土岩土混合单元结构土质多元结构土质土石混合结构岩土叠置结构滑动变形粘性土滑坡黄土滑坡砂性土滑坡碎石土滑坡蠕动变形崩塌变形剥落变形坍滑变形分类依据分类名称分类特征说明与工程关系自然边坡工程边坡·未经人工改造的边坡经人工改造的边坡岩性岩质边坡土质边坡岩土混合边坡由岩石组成的边坡由土层组成的边坡部分由岩石，部分由土层组成的边坡变形情况未变形边坡变形边坡边坡岩(土)体未发生变形位移边坡岩(土)体曾或正在发生变形位移边坡坡度缓坡斜坡陡坡峻坡悬，崖倒坡边坡坡度10’边坡坡度10‘／u30‘边坡坡度30‘～45‘边坡坡度45‘～65‘边坡坡度65‘～90‘边坡坡度90‘工程边坡高度超高边坡高边坡中边坡低边坡坡高大于100m坡高30～100m，坡高10～30m坡高小于10m3边坡的．-F．．程地质分类按照上述分类原则，将未变形自然边坡概分为岩质边坡和土质边坡。根据岩(土)性质，可将岩质边坡分为8类，将土质边坡分为7类，如根据岩(土)体结构划分，则岩质边坡可分为6类，土质边坡可分为4类。对于变形边坡，则根据变形特征进行分类，现将边坡工程地质分类汇总列于表2。为了便于野外的识别和评价，对各类边坡将分类详述其主要特征，影响稳定的主要因素，可能主要变形破坏形式，与工程的关系以及处理的原则和方法。3．重土质边坡的分类(按土性)3．1．1粘性土边坡7表3岩质边坡分类(按岩体结构分类)序号边坡结构分类岩石类型岩体特征边坡稳定特征类型亚类l块体结构边坡岩浆岩、中深变质岩、厚层沉积岩，火山岩岩体呈块状、厚层状，结构面不发育，多为刚性结构面，贯穿性软弱结构面少见边坡稳定条件好，易形成高陡边坡，失稳形态多沿某一结构面崩塌或复合结构面滑动。滑动稳定性受结构面抗剪强度与岩石抗剪断强度控制层状同向结构边坡与层面同向，倾向夹角小于30‘、岩体多呈互层和层间错动带常为贯穿性软弱结构面层面或软弱夹层，形成滑动面，坡脚切断后易产生滑动，倾角较陡时易产生溃屈或倾倒。稳定性受坡角与岩层倾角组合关系、顺坡向软弱结构面的发育程度及强度所控制2层状结构边坡层状反向结构各种厚度的沉积岩、层状变质岩和复杂多次喷发的火山岩边坡与层面反向，倾向夹角大于150°，岩体特征同上岩层较陡时易产生倾倒弯曲松动变形，坡脚有软层时，上部易拉裂，局部崩塌滑动。稳定性受坡角与岩层倾角组合、岩层厚度、层间结合能力及反倾结构面发育与否所控制层状斜向结构边坡与层面斜交或垂直，倾向夹角30～150°，岩体特征同上易形成层面与节理组成的楔形体滑动或崩塌。层面与坡面走向夹角越大稳定性愈高层状平叠结构近于水平的岩层构成的边坡，岩体特征同上在坡底有软弱夹层时，在孔隙水压力或卸荷作用下产生向临空面的滑移3碎裂结构边坡各种岩石的构造影响带、破碎带、蚀变带或风化破碎岩体岩体结构面发育，岩体宏观的工程力学特性已基本不具备由结构面造成的各向异性边坡稳定性较差，坡角取决于岩块间的镶嵌情况和岩块间的咬合力4散体结构边坡各种岩石的构造破碎及其强烈影响带、强风化破碎带由碎屑泥质物夹大小不规则的岩块组成，软弱结构面发育成网边坡稳定性差，坡角取决于岩体的抗剪强度，滑动面呈圆弧状8表4边坡变形破坏分类序号变形破坏变形破坏特征变形破坏机制破坏面形态类型亚类l崩塌边坡上局部岩体松动、脱落，主要运动形式为自由坠落或滚动拉裂。岩体存在临空面，在结合力小于重力时，发生崩塌2滑动平面型边坡岩体沿某一结构面整体向下滑移剪切一滑移。结构面临空，坡脚岩层被切断，或坡脚岩层挤压剪切层面或贯通性结构面形成滑动面圆弧型土质及散体结构的边坡，沿圆弧形滑动面滑移，坡脚隆起剪切一滑移。内摩擦角偏低，坡高、坡角偏大圆弧形滑动面楔形体两个或三个结构面组合而成的楔形体，沿两个滑动面交线方向滑动剪切一滑移。结构面临空两个以上滑