边坡的类型及其破坏特征培训讲义

2边坡的类型及其破坏特征2.1边坡分类与地质结构2.3边坡破坏特征2.2边坡地质结构本章重点（1）边坡常见分类方法（2）边坡常见的破坏类型难点边坡地质结构的概念§2.1边坡分类与地质结构在实际工程中，为满足不同工程用途的需要，边坡设计形态多种多样，边坡的分类也有很多种方法，通常有以下几种：(1)按照边坡的成因可分为天然边坡和人工边坡。天然边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡。根据边坡的断面形式可分为直立式边坡、倾斜式边坡和台阶形边坡，如图l.1所示。根据这三种形式可构成复合形式的边坡，如图l.2所示。边坡横断面外形和各部位名称如图1.3所示。•复合边坡形态自然边坡边坡破坏(2)按照构成边坡坡体的岩土性质(介质材料)可分为土质边坡、岩质边坡与岩土混合边坡三种。土质边坡：可以分为粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡。岩质边坡：按岩体强度可以分为硬岩边坡、软岩边坡和风化岩边坡等，按岩体结构分为整体状（巨块状）、层状、碎裂状、散体桩状边坡。岩土混合边坡：下部岩层，上部土层，或者岩层与土层互层。黄土滑坡实例岩质边坡下滑25－30m滑坡形成拦河坝149m178m堆石坝鼓丘纵向裂缝老公路450m135m长1200m宽850m体积2000余万立方米后壁滑面岩土混合边坡(3)按照边坡的高度分类，可以分为一般边坡和高边坡两类。一般边坡：岩质边坡高度小于30m，土质边坡小于l5-20m。高边坡：岩质边坡高度大于30m，土质边坡大于20m。本资料整理自网络，版权归原作者所有如有侵权，请联系删除。更多资源请关注公众号“工程大家说”一直被模仿，从未被超越更多精彩请您扫码关注(4)按照边坡结构特征分类。按岩层结构分为：类均质土边坡、近水平层状结构边坡、块状结构边坡、碎裂状结构边坡、散体状（网状）结构边坡；按岩层倾向与坡向的关系分为：顺向边坡、反向边坡、直立边坡。重庆市万州-梁平高速公路K47+500砂泥岩顺层滑坡(5)根据使用年限分为临时性边坡和永久性边坡。临时性边坡是指工作年限不超过两年的边坡；永久性边坡是指工作年限超过两年的边坡。除了上述分类方法外，边坡还可以根据支护结构形式进行分类。在实际工程中，由于设计或施工不当，或因地质条件的特殊复杂性难以预计，边坡中一部分坡体相对于另一部份坡体产生相对位移以至丧失原有稳定性，从而形成滑坡。边坡在自然与人为因素作用下的破坏形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。滑坡(slides)是斜坡部分岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面，缓慢地整体向下移动，具有蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定三个阶段，有时也具有高速急剧移动现象。滑塌(slip—slumps)是因开挖、填筑、堆载引起斜坡的滑动或塌落，一般较突然，粘性土类边坡有时也会出现一个变形发展过程。二、边坡失稳破坏方式边坡的失稳破坏是边坡的变形发展到一定程度的结果。§2.2边坡地质结构边坡地质结构：指组成边坡的结构面和结构体及其组合特征的总和。按边坡介质材料分为岩质边坡和土质边坡。•土质边坡—整个边坡均由土体构成，按土体可分为粘性土边坡、黄土边坡、膨胀土边坡、堆积土边坡、填土边坡等。土质边坡强度低，一般在20m以下，只有黄土边坡因其特殊结构特征可保持较高陡的边坡。•岩质边坡—整个边坡均由岩体构成，按岩体强度可分为硬岩边坡、软岩边坡和风化岩边坡。按结构可分为整体状边坡、块状边坡、层状边坡、碎裂边坡、散体边坡。由于岩质边坡强度较高，可保持较高陡边坡，几乎所有高边坡都是岩质边坡。•岩质边坡的复杂性包括：岩体强度高，可以保持较高陡的边坡，岩体结构，风化破碎程度，地下水。•岩土混合边坡—边坡下部为岩层，上部为土层。•岩、土矿物成分并无本质差别，但结构有本质差别。岩石结构主要是地质界面，如物质分界面、不连续面、不整合面、软夹层等，土的结构主要是孔隙。因此，岩石的较大位移主要是不连续面，岩石含水主要是裂隙水；土的较大位移主要是孔隙和变形，土的含水主要是孔隙水。本资料整理自网络，版权归原作者所有如有侵权，请联系删除。更多资源请关注公众号“工程大家说”一直被模仿，从未被超越更多精彩请您扫码关注•岩坡失稳与土坡失稳的主要区别是土坡中存在的滑动面位置不明显，需要大量试算才能确定。岩坡中的滑动面往往比较明确，岩坡中的结构面规模、性质、组合方式在很大程度上决定着岩坡失稳时的破坏形式，结构面的产状或者性质稍有改变，岩坡的稳定性将会受到显著的影响。正确解决岩坡稳定性问题，首先需要搞清楚结构面的性质、作用、组合情况以及结构面的发育情况，在此基础上对其破坏方式作出判断，对其破坏机制作出分析，以保证岩坡稳定性分析结果的正确性。一、岩质边坡的特点•岩体时地质体的组成部分,是由岩石和地质结构面共同构成的.岩石按其成因分,有沉积岩、岩浆岩和变质岩;按其强度分，有软岩、中硬岩和硬岩等。岩体的力学性质取决于岩体的结构特征，岩体的破坏模式受控于岩体的结构模式。岩体的力学性质具有不均一性、不连续性和各向异性。边坡岩体特点•沉积岩边坡：是地壳分布最广的一种岩石，经风化剥蚀、搬运、沉积等一系列地质外营力作用形成，层间软弱结构面，构造结构面发育程度和组合，岩性特征组合。•岩浆岩：侵入和喷出两种，原生节理裂隙和构造成因的节理裂隙。需考虑边坡岩体的完整性，结构面对边坡岩体的切割作用。倾向临空面的缓倾斜结构面，倾角小于边坡角的结构面叫做缓倾结构面，结构面倾角在15-65°的结构面都可能是缓倾结构面，有倾向临空面的缓倾结构面容易发生变形破坏。蚀变带，岩浆岩与围岩接触的地方常有热液蚀变作用，在断裂带处常有构造动力蚀变作用，这些部位常有绿泥石化、绢云母话现象，在长期风化营力作用下蚀变带有泥化现象，泥化的蚀变带是岩浆岩体的不稳定部分。变质岩需综合考虑前两者特征。块状结构边坡•岩组有：碳酸盐岩组的巨厚层、厚层至中厚层状的石灰岩、白云岩及其过渡岩类；砂砾岩组的巨厚层、厚层至中厚层状砂岩、砾岩及其过渡岩类；岩浆侵入岩组的花岗岩、闪长岩及辉绿岩等；变质岩组的混合岩、片麻岩、大理岩及石英岩等深变质岩。•主要特征：由单一或强度相近的硬岩构成；•岩体不被区域性断裂所切割，没有大断层从岩体中部通过；•岩体可被长几十米或几百米的节理或小断层切割；•岩体完整性好，主要节理组节理间距一般大于30-50cm。•此类边坡一般岩体强度高，失稳边坡主要沿贯穿性结构面发生，滑体由结构面与临空面组成。碳酸盐岩组浅部受溶蚀作用影响，常形成张开的岩溶裂隙或填泥裂隙；其他岩组浅部常发育强风化带、弱风化带及卸荷带，岩石强度变低，结构面形状变坏，浅部远低于深部边坡稳定性，滑坡多沿边坡浅部发生。•块状结构岩体边坡失稳形式取决于结构面产状、组合及其与地形关系，一般有3种，平面、楔体和倾倒破坏。层状结构边坡•原生层状结构（沉积岩为代表）和板裂层状结构（变质岩为代表）。•原生：组成岩层以碎屑沉积岩或碎屑生物、化学沉积岩为主，一般由软弱层相间互层状结构，有较平缓的产状，常有层间错动现象，严重可形成破碎夹层或泥化夹层，成为控制滑动失稳的软弱面，硬岩可发育又原生节理或构造节理。•板裂层状构造：以深变质的千枚岩和片岩为主，受强烈构造运动，产状较陡，常形成大范围平行发育片理、层间错动带，还有其他方向、力学特性各异的断裂结构面与层间错动带组合。块状岩浆岩其中有一组断裂结构面比较密集时，也可以形成板裂结构•层状结构岩体可分为4种类型：水平岩层边坡、切层边坡、顺层边坡及反倾向边坡。•水平：一般0-5°，小于内摩擦角，破坏概率较小，稳定程度较高。•切层：主要破坏模式为顺层，＜30°是破坏概率较低，31-50°是较高，大于50°边坡稳定很难保证。还受岩层弯曲或断层切割形成的起伏差控制。•顺层：没有被坡面将坡脚处层面切断，多为自然边坡，破坏模式主要为溃屈破坏。•反倾向：与边坡走向夹角＜25°，倾向相反。主要破坏模式为倾倒。倾角小于30°，自重作用下岩层向临空面产生弯矩较小，不易产生倾倒破坏，31-60°很容易倾倒破坏。碎裂结构边坡•岩体类型：存在各种构造破碎带，多处于构造变动强烈地区的岩体。•特点：岩体内结构面复杂多样，弹塑性不均匀，受塑性状夹泥控制，强度大幅降低。完整性指标：完整性差，岩体强度低，常具塑性。•边坡特征：稳定性差，坡角取决于岩块间的咬合力，常发生局部掉块，要注意长期蠕变特性。散体结构•岩体类型：强构造运动影响、强风化破碎带岩体，区域性大断层带，大型岩浆岩侵入接触破碎带，强风化带软弱物质，泥、岩粉、岩屑、岩块组成。•特征：极度破碎，多为不均一的散体或塑性体组成，强度很低，完整性极低。•边坡特征：稳定性很差，不存在向临空面贯通结构面的话可与土质边坡对待，受整体岩体强度控制。滑面成圆弧状。重庆市万州-梁平高速公路K47+500砂泥岩顺层滑坡二、土质边坡的特点•按地质结构状态可划分：类均质体、堆积结构面顺倾边坡和二元结构边坡。•类均质体边坡地质结构：分为黏土、沙土、黄土、软土、膨胀土及碎石边坡。黏性土遇水膨胀（亲水、膨胀、可溶），干时坚硬。影响稳定主要因素：矿物分布，节理发育状况，水的作用，冻融作用。•沙土：以沙粒为主，结构疏松，凝聚力低，透水性大。影响因素：颗粒成分及均匀程度，含水情况，外界震动，外水及地下水作用及密实程度。本资料整理自网络，版权归原作者所有如有侵权，请联系删除。更多资源请关注公众号“工程大家说”一直被模仿，从未被超越更多精彩请您扫码关注•黄土：以粉粒为主，质地均一，含钙量高，无层理，柱状节理发育，天然含水量低，雨水湿陷，干时坚硬。影响因素，水。•膨胀土：干湿变化，内摩擦角很小。碎石边坡：影响因素，黏土颗粒含量及分布特征，坡体含水情况。•堆积结构面：对基层形成堆积面控制。下伏岩层产状，临空和结构面。•二元边坡地质结构：软硬差别较大的上下土层或上土下岩层叠。和下伏岩层关系产状，水对土层浸泡情况。§2.3边坡变形破坏特征岩质边坡的变形以坡体未出现贯通性的破坏面为特点。变形与破坏之间是一个发展过程，其间存在着量、质转化的关系。边坡变形类型：①松弛张裂②蠕动1．松弛张裂在边坡形成的初始阶段，往往在坡体中出现一系列与坡面近于平行的陡倾角张裂隙，使边坡岩体向临空方向张开。(1)回弹裂隙(2)坡面、坡顶张力带裂隙(3)坡脚应力集中带的张裂隙边坡岩体的变形边坡的松弛张裂，一方面使岩体强度降低，另一方面使各种外营力更易深入坡体，它是边坡变形破坏的初始阶段。所以在边坡稳定性分析中确定卸荷带的范围和卸荷带中的坡体特征，对于评价边坡岩体的稳定性具有重要意义。2．蠕动定义：经松动后，边坡岩体在重力作用下向临空方向较长期的缓慢变形。（1）表层蠕动边坡上部的岩体在重力的长期作用下，向临空方向缓慢变形，其位移由坡面向内逐渐减小，构成一个剪变带，这便是表层蠕动。（2）深层蠕动1)软弱基座蠕动2)坡体蠕动软弱基座蠕动坡体蠕动(a)切角滑移；(b)次级切面开始形成；(c)滑面形成边坡岩体的破坏定义：边坡岩体中出现了与外界贯通的破坏面，使被分割的岩体以一定的加速度脱离母体。1.崩塌：边坡前缘的部分岩体被陡倾角的破裂面分割，以突然的方式脱离母体，翻滚而下，岩块相互撞击破碎，最后堆积于坡脚而且形成岩堆。2.滑坡：边坡上的岩土体在自然或人为因素的影响下失去稳定，沿一定的破坏面整体下滑的现象，是一种常见的边坡失稳而产生的地质灾害。单平面滑动双平面滑动多平面滑动边坡破坏的基本类型楔形状滑动圆弧形滑动平面滑动滑坡倾倒破坏崩塌坍塌错落岩石崩塌平移滑动旋转滑移岩块流动岩层曲折本资料整理自网络，版权归原作者所有如有侵权，请联系删除。更多资源请关注公众号“工程大家说”一直被模仿，从未被超越更多精彩请您扫码关注坍塌滑坡崩塌错落倾倒崩塌：斜坡岩土体被结构面分割的块体，突然脱离母体以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程2.3.1崩塌岩坡的崩塌常发生于高、陡边坡的前缘地段。高陡斜坡和陡倾裂隙，是由于斜坡前缘的裂隙卸荷作用、由基座蠕动造成斜坡解体而形成。这些裂隙在表层蠕动作用下，进一步加深、加宽，并促使坡脚主应力增强，坡体蠕动进一步加剧，下部支撑力减弱，从而引起崩塌。崩塌形成的岩堆给其