第二章边坡破坏类型及特点

1、边坡与地基基础工程,Slope,内蒙古科技大学,矿业与煤炭学院,常建平,2.3,边坡的破坏特征,1,崩塌,2,滑坡,3,错落,4,坍塌,指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体、土体产,生整体滑动、滚动或转动,边坡的破坏,边坡的变形,一般指坡体只产生局部的位移和微破裂，岩块只出现微,量的角度变化，没有显著的剪切位移或滚动，因而不致,引起边坡整体失稳,边坡变形的类型,松动（松弛张裂）、蠕动,边坡的失稳破坏是,边坡的变形发展到一定程度的结果,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

2、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,斜坡变形的分类,

3、变形深度,H,运动特征,物质类别,坡面变形（H2m,剥落,软岩剥落、土层剥落,落石,岩块崩落,坡面溜坍,堆积层溜坍，风化岩屑溜坍,边坡变形,2m,H,10m,坍塌,堆积层坍塌，破碎岩层坍塌,边坡滑坡,土层滑坡，风化破碎岩石滑坡,小型崩塌,土崩塌，岩石崩塌,坡体变形（H10m,崩塌,岩体崩塌,滑坡,岩体滑坡，土体滑坡,错落,破碎岩体错落,深层蠕动,岩体深层蠕动,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,滑坡的形成条件,滑动面,切割面,临空面,必备条件,常见并具有一定规模的边坡破坏类型有,崩塌、滑坡

4、、错落和坍塌,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,二,边坡失稳破坏方式,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,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后侧坡脚以侧向压力，再次发生,崩塌的突坡处上移。所以，崩塌具有使斜坡逐次

5、后退,规模逐渐减小的趋势,崩塌特征,崩塌的形成机理,潜在崩塌体形成,成岩过程：沉积、岩浆活动和变质作用形成含原生裂隙,的岩体,构造运动：构造变形、破坏作用形成构造裂隙,新构造运动：形成陡峭的地形和表生裂隙,潜在崩塌体的位移,外部环境作用下，顺分离面位移，重心临空,崩塌发生,崩塌体脱离母岩，沿坡面翻滚、跳跃、互相撞击，最后,堆于坡脚,伴有崩塌气浪,二、崩塌的形成条件及发生机理,倾倒式崩塌,在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等陡坡上,岩体以垂直节理或裂隙与稳定的母岩分开。通常坡脚,遭受掏蚀，在重力作用下或有较大水平力作用时，岩,体因重心外移倾倒产生突然崩塌,以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒。崩塌

6、途,径,在重力作用下，长期冲刷掏蚀直立岩体的坡脚,由于偏压失去重心，使直立岩体倾斜，最终导致崩塌,当附加特殊的水平力（地震力、静水压力、动,水压力以及冻胀力等）时，岩体可倾倒破坏,当坡脚由软岩层组成时，雨水软化坡脚产生偏,压，引起崩塌,二、崩塌的形成条件及发生机理,倾倒破坏,由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与,坡面走向近平行时，在自重应力的长期作用下，由前缘开始向,临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展的现象称为倾倒破坏,弯曲倾倒,二、崩塌的形成条件及发生机理,滑移式崩塌,临近斜坡的岩体内,存在软,弱面倾向与坡向相同,则软弱,面上覆的不稳定岩体在重力作,用下具有向临空面滑移的趋势,当岩

7、体的重心滑出陡坡，产生,突然的崩塌。降水渗入岩体裂,缝中产生的静、动水压力以及,地下水对软弱面的润湿作用都,是岩体发生滑移崩塌的主要诱,因,二、崩塌的形成条件及发生机理,鼓胀式崩塌,陡坡上不稳定岩体之下,存在较厚的软弱岩层,上部岩体,重力产生的压应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被,挤出，发生向外鼓胀。随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体不,断下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心移出坡外即产生崩,塌,二、崩塌的形成条件及发生机理,拉裂式崩塌,陡坡由,软硬相间的岩层组成,时，由于风化作用或河流的冲,刷掏蚀作用，上部坚硬岩层在坡面上常常突悬出来。突出的岩,体通常发育有构造节理或风化节理，在长期重力作用

8、下，分离,面逐渐扩展。一旦拉应力超过连接处岩石的抗拉强度，拉张裂,缝就会迅速向下发展，最终导致突出的岩体突然崩落,二、崩塌的形成条件及发生机理,错断式崩塌,长柱或板状不稳定岩体的下部被剪,断，从而发生错断崩塌,悬于坡缘的帽沿状危岩，后缘剪切,面的扩展，剪切应力大于危岩与母岩连,接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌,锥状或柱状岩体多面临空，下伏软,基抗剪强度小于危岩体自重产生的剪应,力或软基中存在的顺坡外倾裂隙与坡面,贯通时，发生错断,滑移,崩塌,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，以一定的加速度沿一滑动面发生剪切滑动的现象,是一种常见的边坡失稳而产生的地质灾害,2,滑坡,滑坡的

9、成因,一）地形条件,二）地质条件,1,地层、岩性,2,坡体结构和滑带地层,3,地质构造,4,水文地质条件,三）作用因素,1,自然因素,2,人为因素,滑,坡,基,本,性,质,研,究,滑坡分类研究,滑坡与其它斜坡变形的区别,滑坡的涵义、要素和术语,滑坡分类,与崩塌的区别,与错落的区别,与坍塌的区别,单一指标分类,多指标综合分类,滑坡形成条件研究,滑坡的地貌特征,滑坡的地层结构和坡体结构特征,滑坡与地质构造的关系,滑坡的水文地质条件,滑坡的分布规律,滑坡的作用因素,自然因素,地震,降雨,河海冲刷,崩塌加载,人为因素,开挖坡角,坡上堆载,水库水位升降,灌溉,生产、生活水下渗,采空塌陷,破坏植被,爆破震

10、动,滑坡发生机理研究,滑坡的应力场,滑坡的发育过程和阶段,滑面形态-圆弧形、折线形、曲线形、复合形,滑带土应力应变特征,滑坡运动特征研究,滑坡的运动特征,滑坡的速度场,滑坡滑动速度和滑距预测,滑坡的冲击力,一次性滑动,蠕动,间歇性滑动,高速滑动,滑坡防治理论研究,滑坡的稳定性评价,滑坡的防治原则,滑坡预防,滑坡治理方案和措施,工程地质分析,力学计算,滑,坡,防,治,技,术,研,究,滑坡的识别,滑坡的勘察,平、断面测量,物探,钻探,坑洞探,监测,滑动面鉴定和连结,滑带土物理力学试验和参数选择,滑坡稳定性评价和发展趋势预测,滑坡动态监测,地面位移监测,地下位移和滑动面监测,地下水变化监测,应力监测

11、,滑坡预报,宏观迹象预报,位移速度预报,预报理论和方法,滑坡防治技术,防治滑坡的原则,滑坡预报,滑坡治理,绕避,防止老滑坡复活,防止新滑坡恶化,地面排水,地下排水,减重、反压,支挡工程,滑带土改良,滑坡灾害与治理的经济评估,滑坡形态要素,1,滑坡体,2,滑坡周界,3,滑破壁,4,滑坡台阶,5,滑动,面,6,滑动带,7,滑坡舌,8,滑坡鼓丘,9,滑坡主轴,10,封闭洼地,11,剪切裂隙,12,张拉裂隙,13,羽状裂隙,14,扇状裂,隙,15,鼓胀裂隙,16,滑破床,圈椅状地貌,双沟同源,滑坡的识别,1,识别方法,航片解译、地面调查、勘探,面,线,点,2,识别标志,1,地形地貌方面,滑坡形态特征、

12、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,醉汉林,山体上部开裂,山顶地表开裂、陷落,千将坪滑坡高速滑入,青干河,中，堵塞河道，形成近,20,米高的滑,坡淤坝，激起近,20,米的涌浪，打翻青干河中的,22,条渔船,滑体长,1000,米，宽,700,米，平均厚度约,20,米，总方量约,2000,2400,万立方米。滑体上窄下宽，略呈倒扇形。滑坡周界明显；滑坡,主滑方向为,140,滑坡后缘高程,409,米，剪出口高程在,

13、90,米以下,高差在,320,米以上,秭归县千将坪滑坡识别,下滑,25,30m,滑坡形成拦河坝,149m,178m,堆石坝,鼓丘,纵向裂缝,老公路,450m,135m,长,1200m,宽,850m,体积,2000,余万立方米,后壁滑面,泥化层,砂岩,泥岩,堆积物,滑坡体从岩性上可分三层：最上部是,风化松散堆积层,该层主要是泥岩的风化产,物和坡积物；中下部是,侏罗系中统泥质岩层,厚度大于,10,米；其下为,侏罗系中统,石英砂岩夹薄层泥岩层,该层下即为,滑坡滑带,滑坡,滑床岩石为中侏罗系石英砂,岩,滑床岩石倾角在滑坡区有变化，上部较陡（倾角,30,，下部较缓（倾角约,十几度），滑床岩石节理发育较少

14、，仅有两组小节理，走向分别为,15,和,75,宽度约,1,厘米。剪出口位于河床以下，将厚层砂岩剪断后滑出,基岩变倾角顺层高速滑坡,炭质页岩泥化层,滑带发育在石英砂岩上部的,薄层炭质页岩中，滑带厚度,大约,20,50,厘米，含水量较,高，塑性大，角砾定向排列,擦痕和滑动镜面明显。该层,为滑坡滑动的软弱层，是滑,坡发生的控制带,滑带,炭质页岩,上部的一层,页岩泥,化层,浅黄绿色,厚约,5,10,厘米,滑坡后壁,石英砂岩，倾角约,26,30,度,滑动方向,滑体裂缝,初步判断,后缘推移式滑坡,滑坡体上裂缝极为发育,主要是中张裂缝，平行于,滑坡滑动方向，该特征说,明滑坡滑动的动力源主要,是滑坡体后部推压

15、,滑坡前缘推向青干河南岸的岩石形成两个高度不同的,岩丘，在滑坡主轴方向上的,岩丘高度约,30,米，长约,250,米,岩丘西部形成滑坡堆积淤坝；在其下游形成一高约,15,米,长约,100,米的岩丘，滑坡高速滑动形成的浪痕在该岩丘之,上，约,20,米,滑坡推向对岸的二个岩丘,对岸泥岩层的反倾结构,5,滑动面的鉴别及研究,勘探：钻探变形,监测：钻孔倾斜仪,2,按滑坡的,动力学特征,分类（巴甫洛夫,1903,a,推动式滑坡,b,牵引式滑坡,c,混合式滑坡,d,平移式滑坡,a,牵引式滑坡,b,推移式滑坡,c,整体式滑坡,3,按,滑动面与层面的关系,分类,1,无层滑坡：均质、无层理的岩土体,2,顺层滑坡,

16、原生、次生的软弱夹层,上部松散堆积物与下部,基岩接触带,3,切层滑坡,多发生在岩层近于水平的平迭坡，构造面控制,滑坡单一指标分类,序,号,分类指标,类,型,1,按滑体物质组成,土质滑坡,岩质滑坡,2,按滑体受力状态,牵引式（后退式）滑坡,推动式滑坡,3,按滑坡发生时代,古滑坡（全新世以前的,老滑坡（全新世以来发生，现未活动,新滑坡（正在活动,4,按主滑面与层面的关系,顺层滑坡,切层滑坡,5,按滑坡的规模,小型滑坡,10,万立方米,中型滑坡,10,万,50,万立方米,大型滑坡,50,万,100,万立方米,特大型（巨型）滑坡,100,万立方米,序,号,分,类,指,标,类,别,6,按滑体含水状态,一

17、般滑坡,塑性滑坡,塑流性滑坡,7,按滑体的厚度,浅层滑坡（厚度,H6m,中层滑坡,6mH20m,厚层滑坡,20mH50m,巨厚层滑坡,H50m,8,按滑面出口的位置,坡体滑坡,坡基滑坡,9,按滑坡滑动速度,缓慢滑坡,间歇性滑坡,崩塌性滑坡,高速滑坡,按滑动面的形态特征分类,霍克,Hoek,1974,分类,圆弧破坏,平面破坏,楔体破坏,倾倒破坏,根据滑动面的形状，滑坡形式可分为平面剪切滑动和旋转,剪切滑动,平面滑动的特点是块体沿着平面滑移。它的产生是由于这,一平面上的,抗剪力与边坡形状不相适应,常发生在地质软弱,面的走向平行于坡面，产状向坡外倾斜的地方,根据滑面的空间几何组成，分为简单平面剪切滑

18、动、阶梯,式滑坡、三维楔体滑坡和多滑块滑动等几何破坏模式,旋转剪切滑动的滑面通常成弧形状，岩体沿此弧形滑移。在,均质岩体中，特别是均质泥岩或页岩中易产生近圆弧形滑面,当岩土非常软弱（土边坡）或者岩体节理异常发育或已破碎,破坏也常常表现为圆弧状滑动,与崩塌的区别,滑坡通常以深层破坏的形式出现,滑动面往往深入到坡体内部，甚至延伸到坡脚以下,滑动速度比崩塌缓慢。不同的滑坡其滑速可以相差,很大，主要取决于滑动面本身的物理、力学性质,如,当滑动面通过脆性岩石，或者滑面本身具有一定,的抗剪强度时，由于构成滑面之前可以承受较高的下,滑力，一旦形成滑面即将下滑时，其抗剪强度急剧下,降,滑动突发而迅速,其他破坏

19、模式,滑塌、岩块流动、岩层曲折,滑塌,边坡松散岩土的坡角大于它的内摩擦角时，因表,层蠕动进一步发展，使它沿着剪变带表现为顺坡滑移,滚动与坐塌，从而重新达到稳定坡脚的斜坡破坏过程,岩块流动,通常发生在均质硬岩层中，类似于脆性岩石,在峰值强度点上破碎而使岩层全面崩塌的情形,成因,先是在岩层内部某一应力集中点，岩石因高应力,的作用而开始破裂或破碎，于是所增加的荷载传递给邻,近的岩石，从而又使邻近岩石受到超过其强度的荷载作,用，导致岩石进一步的破裂,岩层曲折,当岩层成层状沿,坡面分布时，由于岩层本身,的重力作用，或由于裂隙水,的冰胀作用，增加了岩层之,间的张拉应力，使坡面岩层,曲折，导致岩层破坏，岩块,沿坡向下崩落,以上的基本破坏模式，在同一坡体的发生、发展过程,中，常常是相互联系和相互制约的。在一些高陡边坡,发生破坏的过程中,常常先以前缘部分的崩塌为主,并伴随滑塌和浅层的滑坡，随时间推移，逐渐演变为,深层滑坡,3,错落,是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直,的破裂面发生整体下坐位移。特征是垂,直位移量大于水平位移量,错落比较完整，大体