边坡与滑坡工程课件

1、边坡与滑坡工程1 边坡与滑坡工程边坡与滑坡工程 柳柳 侃侃 福建省地质灾害防治重点实验室福建省地质灾害防治重点实验室 2011年5月12日 边坡与滑坡工程2 第一章第一章 认识边坡认识边坡 第二章第二章 斜坡变形破坏分类斜坡变形破坏分类 第三章第三章 斜坡变形破坏的防治措施斜坡变形破坏的防治措施 第四章第四章 滑坡基本特征滑坡基本特征 第五章第五章 滑坡的识别滑坡的识别 第六章第六章 滑坡的发育阶段滑坡的发育阶段 第七章第七章 滑坡的类型滑坡的类型 第八章第八章 滑坡的作用因素滑坡的作用因素 第十章第十章 滑坡的防治滑坡的防治 第九章第九章 斜坡稳定性评价斜坡稳定性评价 边坡与滑坡工程3 第一

2、章第一章 认识边坡认识边坡 什么是边坡什么是边坡 边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类 工程活动中最基本的地质环境之一，也是 工程建设中最常见的工程形式 边坡与滑坡工程4 边坡与滑坡工程5 边坡的构成要素边坡的构成要素 边坡与滑坡工程6 l边坡形态边坡形态 边坡与滑坡工程7 边坡分类边坡分类 (1)按成因：天然边坡、人工边坡 (2)按构成岩土性质：土质边坡和岩石边坡。 (3)按高度：大于l5m称为高边坡，小于l5m 称为一般边坡。 (4)根据使用年限：临时性边坡、永久性边 坡。（按2年为限） 边坡与滑坡工程8 结构面结构面:岩体中具有一定岩体中具有一定 方向、力学强度相对较方向、力学强度相对较

3、低，两向延伸（或具低，两向延伸（或具 有有 一定厚度）的各种地质一定厚度）的各种地质 界面（或带）。包括物界面（或带）。包括物 质分界面、岩层层面、质分界面、岩层层面、 软弱夹层和溶蚀面等，软弱夹层和溶蚀面等， 规模大者如断层带，小规模大者如断层带，小 者如节理。由于这种界者如节理。由于这种界 面中断了岩体的连续面中断了岩体的连续 性，性， 故又称不连续面。故又称不连续面。 结构体结构体:是由不同产状的是由不同产状的 结构面组合起来，将岩结构面组合起来，将岩 体切割成各种形状的单体切割成各种形状的单 元块体。元块体。 l认识岩质边坡认识岩质边坡 边坡与滑坡工程9 整整 体体 与与 块块 状状

4、结结 构构 层状结构层状结构 坡坡 体体 结结 构构 层层 状状 结结 构构 类类 碎裂状结构碎裂状结构 边坡与滑坡工程10 坡体结构坡体结构碎裂结构类碎裂结构类 受构造结构面（断裂面、节理面、 劈理面）控制 坡体结构坡体结构 碎裂结构类碎裂结构类 受构造结构面（断裂面、节受构造结构面（断裂面、节 理面、劈理面）控制理面、劈理面）控制 散体状结构散体状结构 边坡与滑坡工程11 第二章第二章 斜坡变形破坏分类斜坡变形破坏分类 斜坡变形的主要方式 一般分为卸荷回弹和斜坡蠕变两种方式。 斜坡的蠕变是在坡体应力(以自重应力为主)长 期作用下发生的一种缓慢而持续的变形，这种 变形包含某些局部破裂，并产生

5、一些新的表生 破裂面(图2-4)。斜坡中已有明显变形破裂迹象 的岩体，或已查明处于进展性变形的岩体，称 为变形体。 边坡与滑坡工程12 斜坡破坏的分类 将崩落(塌)(falling)、滑落(坡)(sliding)和 (侧向)扩离 (1aterl spreading)作为三种基 本破坏方式(图2-5)，也是斜坡失稳(slope instability)的基本方式。就岩体破坏机制 而言，崩塌以拉断破坏为主、滑坡以剪 切破坏为主、扩离则主要是由塑性流动 破坏所致。 边坡与滑坡工程13 斜坡破坏(失稳)基本类型图表 边坡与滑坡工程14 斜坡块体运动主要类型示意图斜坡块体运动主要类型示意图 a.山崩（崩

6、塌）；b.滑坡；c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变 a b c d ef 边坡与滑坡工程15 岩土体变形破裂基本单元 1 拉裂（fracturing）,为拉断破坏，包括以拉应力为主造 成的拉裂（tensile cracking）和以压应力为主造成的压致拉裂 （compression cracking）。其力学特征表现为弹性介质模型； 2 蠕滑(creep sliding)为剪切变形破坏，包括沿某潜在剪切 面的剪切蠕变（creep shearing)、沿原有结构面的滑移 （sliding）和介于两者之间的蠕变滑移，即蠕滑。这类变 形破裂单元具流变特征，一般属粘弹粘塑性介质模型； 3

7、弯曲（bending）系指弯曲变形，按受力方式可分为横 弯曲和纵弯曲；按支持约束方式，可分为简支梁、外伸梁和 悬臂梁弯曲等。其流变特征一般属粘弹粘塑性介质模型。 4 塑流（plastic flowing）系指岩土体中软弱层（带）的 压缩和向临空或减压方向的塑性流动，包括岩土体中原有软 弱层的塑性流动，也包括岩土体变形破坏发展中的压碎带或 塑性破坏带的塑性流动，其流变特征属粘弹塑性介质模型。 这四个变形破裂单元中，后三者具有明显的时间 边坡与滑坡工程16 岩体变形破坏的地质力学模式 变形破裂单元 （1） 拉裂（fracturing)拉裂（tensile cracking);压致拉裂 （compr

8、ession cracking) （2） 蠕滑 （creep sliding)（剪切）蠕滑（creep shearing);滑移 （sliding) （3）弯曲（bending)横弯曲，纵弯曲；简支梁，外伸 梁，悬臂梁 （3）塑流 （plastic flowing) 岩体变形破坏地质力学基本模式 蠕滑拉裂；滑移压致拉裂；弯曲 拉裂； 塑流拉裂； 滑移弯曲 边坡与滑坡工程17 斜坡变形破坏机制模式 演进图式及判据 边坡与滑坡工程18 边坡与滑坡工程19 龙羊峡库岸滑坡龙羊峡库岸滑坡 Water pressur e 三段式：三段式： 前缘蠕滑前缘蠕滑- - 后缘拉裂后缘拉裂- - 中部剪段中部剪段

9、 龙羊峡库岸滑坡龙羊峡库岸滑坡 Water pressur e 三段式：三段式： 前缘蠕滑前缘蠕滑- - 后缘拉裂后缘拉裂- - 中部剪段中部剪段 边坡与滑坡工程20 千枚岩中的倾倒拉裂变形破裂体 边坡与滑坡工程21 第三章第三章 斜坡变形破坏的防治措施斜坡变形破坏的防治措施 1.消除、削弱或改变使斜坡稳定性降低的各种 因素 边坡与滑坡工程22 2.降低下滑力，提高斜坡抗滑能力 边坡与滑坡工程23 3.防御和绕避措施 边坡与滑坡工程24 第四章第四章 滑坡基本特征滑坡基本特征 （一）滑坡的定义（一）滑坡的定义 斜坡上的部分土体或岩体沿着一定的面或带整体向下滑移的现象。 （二）滑坡的要素和术语（

10、二）滑坡的要素和术语 图图1-4 滑坡要素平、剖面示意图滑坡要素平、剖面示意图 1.滑坡体；2.滑坡周界；3.滑坡壁；4.滑动面；5.滑坡床；6.滑坡剪出口；7.滑坡舌与滑坡鼓丘；8.滑坡台阶； 9.滑坡后缘；10.滑坡前缘；11.滑坡洼地（滑坡湖）；12.拉张裂缝；13.剪切裂缝；14.羽状裂缝；15.鼓 胀裂缝；16.扇形裂缝； 17.牵引性裂缝； 18.主滑线 边坡与滑坡工程25 边坡与滑坡工程26 （三）滑坡平面特征（三）滑坡平面特征 图图1-5 滑坡的平面形态滑坡的平面形态 1.簸箕形；2.舌形；3.椭圆形；4.长椅形；5.倒梨形；6.牛角形；7. 平行四边形；8.菱形；9.树叶形；

11、10.叠瓦形；11.复合形 边坡与滑坡工程27 a b c de （四）（四） 滑坡纵断面特征滑坡纵断面特征 图图1-6 1-6 典型滑坡纵断面示意图 典型滑坡纵断面示意图 a.圆弧形；b.平面形；c.折线形；d.连续曲面形；e.软岩挤出形 边坡与滑坡工程28 a b c d e f 图图1-7 1-7 复合形纵断面形态 复合形纵断面形态 边坡与滑坡工程29 （五）、滑坡后部和前部形态特征（五）、滑坡后部和前部形态特征 图图1-8 滑坡后部的陷落洼地滑坡后部的陷落洼地 a.裂缝密集带；b.陷落洼地；c.后缘拉裂槽 a b c 图图1-9 1-9 滑坡前部特征滑坡前部特征 a.帚状剪出口；b.鼓

12、丘和鼓胀裂缝；c.滑坡褶曲 a b c a b c 边坡与滑坡工程30 图图1-10 1-10 滑坡的横断面特征滑坡的横断面特征 （六）（六） 滑坡的横断面特征滑坡的横断面特征 边坡与滑坡工程31 圈椅状地貌圈椅状地貌 双沟同源双沟同源 第五章第五章 滑坡的识别滑坡的识别 1 1、识别方法：、识别方法： 航片解译、地面调查、勘探航片解译、地面调查、勘探 面面 线线点点 2 2、识别标志、识别标志 (1) (1) 地形地貌方面地形地貌方面 滑坡形态特征、地貌不协调或反常滑坡形态特征、地貌不协调或反常 等等 (2) (2) 变形破裂方面变形破裂方面: : 滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体上产生小型

13、褶曲和断裂现象 滑体结构松散、破碎滑体结构松散、破碎 边坡与滑坡工程32 (3) (3) 水文地质方面水文地质方面 结构破碎结构破碎 透水性增高透水性增高 地下水径流条件改变地下水径流条件改变 滑体表面出滑体表面出 现现积水洼地或湿地积水洼地或湿地，泉泉的出现的出现 (4) (4) 植被方面植被方面 马刀树、醉汉林马刀树、醉汉林 滑坡的识别（续滑坡的识别（续1 1） 边坡与滑坡工程33 滑动面的鉴别及研究滑动面的鉴别及研究 勘探：钻探变形勘探：钻探变形 监测：钻孔倾斜仪监测：钻孔倾斜仪 滑坡的识别（续滑坡的识别（续1 1） 边坡与滑坡工程34 边坡与滑坡工程35 第六章第六章 滑坡的发育阶段滑

14、坡的发育阶段 1. 局部失稳的蠕动挤压阶段（K1） 2. 整体失稳的匀速滑动阶段（K=1） 3. 急剧滑动至破坏阶段（K1） 滑坡发育过程示意图滑坡发育过程示意图 平面示意图平面示意图 断面示意图断面示意图 边坡与滑坡工程36 第七章第七章 滑坡的类型滑坡的类型 表表1-5 1-5 滑坡单一指标分类滑坡单一指标分类 序序 号号 分类指标分类指标类类 型型 1 1按滑体物质组成土质滑坡 岩质滑坡 2 2按滑体受力状态牵引式（后退式）滑坡 推动式滑坡 3 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 4 按主滑面与层面的关系顺层滑坡 切层滑坡

15、 5 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） 边坡与滑坡工程37 序序 号号 分分 类类 指指 标标类类 别别 6 6按滑体含水状态 一般滑坡 塑性滑坡 塑流性滑坡 7 7 按滑体的厚度 浅层滑坡（厚度H6M） 中层滑坡(6MH20M) 厚层滑坡(20MH50M) 8 8按滑面出口的位置坡体滑坡 坡基滑坡 9 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 边坡与滑坡工程38 滑坡综合分类表滑坡综合分类表 按滑体物质按滑体物质按主滑动面成因按主滑动面成因按滑体厚度按滑体厚度

16、粘性土滑坡 黄土滑坡 堆积土滑坡 堆填土滑坡 岩石滑坡 破碎岩石滑坡 层面滑坡 堆积面滑坡 构造面滑坡 同生面滑坡 浅层滑坡 中层滑坡 厚层滑坡 巨厚层滑坡 边坡与滑坡工程39 a)a)、牵引式滑坡；、牵引式滑坡；b)b)推动式滑坡推动式滑坡 a)a)、顺层滑坡；、顺层滑坡；b)b)切层滑坡切层滑坡 边坡与滑坡工程40 第八章第八章 滑坡的作用因素滑坡的作用因素 联合国科教文组织世界滑坡编目工作组于上世纪联合国科教文组织世界滑坡编目工作组于上世纪90年代建年代建 议将所有这些因素归纳为场地条件、地貌作用、自然作用、人议将所有这些因素归纳为场地条件、地貌作用、自然作用、人 为作用四大类（表为作用

17、四大类（表5）。）。 场地条件类主要指组成斜坡岩土体的性质或地质结构。主要是场地条件类主要指组成斜坡岩土体的性质或地质结构。主要是 指易滑岩土层及易滑结构。指易滑岩土层及易滑结构。 地貌作用主要指改变斜坡外形使之变高变陡的各种自然作用，地貌作用主要指改变斜坡外形使之变高变陡的各种自然作用， 或塑造斜坡外形的各种自然作用。或塑造斜坡外形的各种自然作用。 自然作用包括增大滑动力减小阻滑力的各种自然因素。自然作用包括增大滑动力减小阻滑力的各种自然因素。 人为作用则包括增大滑动力和减小阻滑力的各种人为活动。人为作用则包括增大滑动力和减小阻滑力的各种人为活动。 边坡与滑坡工程41 与滑坡成因有关的各种因

18、素与滑坡成因有关的各种因素 边坡与滑坡工程42 滑坡成因机理成因要素 内因：坡形结构、岩土结内因：坡形结构、岩土结 构、软弱部位（滑面）等构、软弱部位（滑面）等 外因：降雨、河流下切、外因：降雨、河流下切、 人工开挖、加载等人工开挖、加载等 河流软弱带 现今河床 古河床 边坡与滑坡工程43 作用因素对滑坡的作用 自 然 因 素 风化作用降低岩土体的强度 降雨（雪）增大滑体重量和下滑力；减少滑带土强度和抗滑力；灌入裂缝 产生静水压力；提高地下水位 地下水变化增加滑带土孔隙水压力减小抗滑力；增大动水压力和下滑力； 潜蚀或溶蚀滑带减小抗滑力 河流冲刷增大斜坡高度和坡脚陡度和应力；减小抗滑支撑力 地震

19、增大下滑力；减小抗滑力；滑带土液化 崩塌加载增大坡体重量和下滑力；增大地表水下渗 人 为 因 素 开挖坡脚增大坡脚应力，减小抗滑力 坡上加载增大坡体重量和下滑力；增大地表水下渗 水库水位升降增大动水压力和下滑力，浸泡抗滑地段减小抗滑力；提高地下 水位和滑带土孔隙压力;减小抗滑力 灌溉水下渗增大滑体重量和下滑力，提高地下水位，增加滑带土孔隙压力， 减小抗滑力 采空塌陷增大下滑力；滑带松弛、地表水下渗，减小抗滑力 爆破振动增大下滑力；破坏滑带，减小抗滑力 破坏植被增大地表水下渗和下滑力，减小抗滑力 边坡与滑坡工程44 粘性土在水的浸泡下其吸附水膜厚度显著增大，从而使其抗剪粘性土在水的浸泡下其吸附水

20、膜厚度显著增大，从而使其抗剪 强度参数强度参数c、值大大降低，粘土中蒙脱石含量高时尤其显著。、值大大降低，粘土中蒙脱石含量高时尤其显著。 1 1、水对滑坡稳定性的影响、水对滑坡稳定性的影响物理化学效应物理化学效应 水对滑坡稳定性的影响水对滑坡稳定性的影响 滑坡多发生在多雨季节，一次暴雨可诱发大量滑坡滑动，显然水对滑滑坡多发生在多雨季节，一次暴雨可诱发大量滑坡滑动，显然水对滑 坡稳定性的影响是很大的。其作用可以概括为物理化学效应、孔隙水压力坡稳定性的影响是很大的。其作用可以概括为物理化学效应、孔隙水压力 效应和渗透压力（动水压力）效应。效应和渗透压力（动水压力）效应。 边坡与滑坡工程45 2 2

21、 、水对滑坡稳定性的影响、水对滑坡稳定性的影响空隙水压力效应空隙水压力效应 空隙水压力对岩土体强度的影响，可以用莫尔空隙水压力对岩土体强度的影响，可以用莫尔库仑破坏准则来库仑破坏准则来 描述：描述： cpw nf tan)( 图图13 水库充水诱发滑坡示意图水库充水诱发滑坡示意图 图图12 莫尔强度包络线莫尔强度包络线 水对滑坡稳定性的影响水对滑坡稳定性的影响 边坡与滑坡工程46 2 2 、水对滑坡稳定性的影响、水对滑坡稳定性的影响空隙水压力效应空隙水压力效应 图图14 空隙水压力空隙水压力 对斜坡稳定性的对斜坡稳定性的 影响示意图影响示意图 cossin tan)sincos( w ww p

22、W cLppW K 水对滑坡稳定性的影响水对滑坡稳定性的影响 边坡与滑坡工程47 2 2、水对滑坡稳定性的影响、水对滑坡稳定性的影响空隙水压力效应空隙水压力效应 图图15 特大暴雨特大暴雨 条件下产生的平条件下产生的平 推式滑坡推式滑坡 (a)起动机制分析起动机制分析 图图 (b)成都龙成都龙 泉山红花塘滑坡泉山红花塘滑坡 tan cos2 )sintan(coscos8tan cos2 1 2 1 22 LW Lh w cr tan 2 tan8tan 2 1 2 1 22 LW Lh w cr 0 水对滑坡稳定性的影响水对滑坡稳定性的影响 边坡与滑坡工程48 3 3、水对滑坡稳定性的影响、

23、水对滑坡稳定性的影响渗透压力或动水压力渗透压力或动水压力 图图16 渗流场微单元土体上受力示意图渗流场微单元土体上受力示意图 图图17 水库水位快速消落水库水位快速消落 产生高动水压力示意图产生高动水压力示意图 边坡与滑坡工程49 结构面对滑坡稳定性的影响结构面对滑坡稳定性的影响 边坡与滑坡工程50 坡体结构类型与滑坡的破坏模式坡体结构类型与滑坡的破坏模式 序序 号号 坡体结构坡体结构 滑坡的破坏模式滑坡的破坏模式 基本类型基本类型亚类型亚类型 1类均质体结构1. 均质粘性土结构 2. 均质黄土状土结构 3. 强风化残积土结构 4. 类均质堆填土结构 旋转式滑动 2近水平层状结构（aR时，即时

24、，即Wsin Wcos tg tg tg 时，时， 滑块处于不稳定状态。滑块处于不稳定状态。 N NWcosWcos ( (正压力）正压力） R=WR=Wcoscos tgtg （摩擦力）（摩擦力）+c+cAA F=WF=Wsinsin （下滑力）（下滑力） 边坡与滑坡工程59 沿斜坡法线沿斜坡法线 N N 方向，以块体重心点方向，以块体重心点O O为顶为顶 点，作一个锥顶角为点，作一个锥顶角为2 2 的圆锥体，圆锥体的的圆锥体，圆锥体的 高为高为WcosWcos （正压力），底面半径为（正压力），底面半径为 W Wcoscos tgtg （摩擦力），这样的锥体称为（摩擦力），这样的锥体称为摩

25、擦摩擦 锥锥。 当重力矢量当重力矢量W W落在锥体外面时，落在锥体外面时， ，滑体将，滑体将 发生向下的发生向下的运动运动，否则，处于稳定状态。，否则，处于稳定状态。 边坡与滑坡工程60 极限平衡法、数值计算法、破坏概率法极限平衡法、数值计算法、破坏概率法 1. 1. 极限平衡计算方法极限平衡计算方法刚体极限平衡法刚体极限平衡法 假设前提假设前提： 只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体 的变形，即视的变形，即视岩土体为刚体岩土体为刚体。破坏面上的强度由。破坏面上的强度由C C、 值值 决定，遵循强度判据。决定，遵循强度判据。 滑体中的压力以正

26、压力和剪应力的形式集中作用于滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于 滑面上，均视为集中力。滑面上，均视为集中力。 三维问题简化为二维（平面）问题来求解。三维问题简化为二维（平面）问题来求解。 四、数学力学计算方法四、数学力学计算方法 边坡与滑坡工程61 滑坡平面图滑坡平面图 滑坡主剖面图滑坡主剖面图 主剖面线主剖面线 边坡与滑坡工程62 T N W n i ii n i ii W WcL K 1 1 sin costan n i ii n i ii W WLc K 1 1 sin costan sin tancos W cLW K 2 3 4 5 6 边坡与滑坡工程63 稳定性系数：稳定

27、性系数： 下滑力 抗滑力 K 安全系数安全系数：在岩土体稳定性评价中，由于边在岩土体稳定性评价中，由于边 界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定，界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定， 通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综 合确定一经验值。合确定一经验值。Kc1Kc1 边坡与滑坡工程64 (1) (1) 土质斜坡稳定性计算土质斜坡稳定性计算 A A 无粘性土坡无粘性土坡 B B 粘性土坡粘性土坡 圆弧法、条分法：瑞典条分法、圆弧法、条分法：瑞典条分法、BishopBishop法、法、JanbuJanbu法法 (2) (2) 岩质斜坡稳定

28、性计算岩质斜坡稳定性计算 A A 平面滑动：单平面、同向双平面、多平面平面滑动：单平面、同向双平面、多平面 B B 楔形体滑动楔形体滑动 边坡与滑坡工程65 均质土坡均质土坡瑞典条分法瑞典条分法 如图：一简单均质土坡，取一假定如图：一简单均质土坡，取一假定 滑弧圆心为滑弧圆心为O O，半径为，半径为R R和滑弧和滑弧ACAC。 将滑动土体沿铅直方向分成若干土将滑动土体沿铅直方向分成若干土 条（条（R/10-R/20R/10-R/20） 取第取第i i条分析，不考虑土条间的作用条分析，不考虑土条间的作用 力，则第力，则第i i条作用在滑弧面上的力有：条作用在滑弧面上的力有： （1 1）由土条自重

29、）由土条自重WiWi在滑弧上引起在滑弧上引起 的切向力为的切向力为 顺坡为正，逆坡为负。 ，线与园弧法线间的夹角为该土条底面中心铅直 为该土条平均高度；条土宽度；为第 为重力加速度；为土的密度；式中： i ii iiiiii hib g hbgWT sinsin 边坡与滑坡工程66 （2 2）由土条自重）由土条自重WiWi在滑弧上引起的法向力所产生的抗滑力为：在滑弧上引起的法向力所产生的抗滑力为： （3 3）滑动面上的凝聚力产生的抗滑力为：）滑动面上的凝聚力产生的抗滑力为： 为滑动面上的摩擦角。式中： tghbgtgWtgNF iiiiiifi coscos 土条的弧长。为第为滑动面上的凝聚力

30、；式中：iLC LCF i ici i w 边坡与滑坡工程67 若斜坡滑动时，各土条围绕圆心若斜坡滑动时，各土条围绕圆心O O旋转，则斜旋转，则斜 坡的稳定性系数为该土条的总抗滑力矩与总滑动力坡的稳定性系数为该土条的总抗滑力矩与总滑动力 矩之比：矩之比： 为滑弧全长。式中： ：若各土条宽度相等，则 L hbg htgbgLC K Rhbg RtghbgLC K ii iii iii iiii sin cos sin cos 边坡与滑坡工程68 最危险滑面的确定：最危险滑面的确定： 对于均质粘性土斜坡最危险滑动面应通过坡脚，圆对于均质粘性土斜坡最危险滑动面应通过坡脚，圆 心心O O的位置按以下步

31、骤确定：的位置按以下步骤确定： （1 1）根据下表中坡角值）根据下表中坡角值 查查 1 1和和 2 2，找出，找出0 0点点 边坡与滑坡工程69 （2 2）按下图所示确定）按下图所示确定E E点；点； （3 3）连接）连接EOEO，在，在EOEO的延长线上取一系列圆心的延长线上取一系列圆心O O1 1， O O2 2，,O,On n; ; （4 4）分别计算）分别计算O O1 1，O O2 2，,O,On n所对应滑动圆弧上的稳所对应滑动圆弧上的稳 定性系数定性系数K K1 1，K K2 2，K Kn n，联其端点，所得曲线上最，联其端点，所得曲线上最 小的小的K Kmin min值所对应的

32、值所对应的O Om m点，即为最危险滑弧圆心。点，即为最危险滑弧圆心。 若土层复杂，则若土层复杂，则O Om m不一不一 定是最危险滑动弧圆心，为此，定是最危险滑动弧圆心，为此， 可过点作垂直可过点作垂直OEOE的线段，在该的线段，在该 线段上取其相应的线段上取其相应的K K值，用上述值，用上述 方法求得最小的方法求得最小的K K值。值。 边坡与滑坡工程70 楔形体滑动楔形体滑动 楔形体滑动的滑动楔形体滑动的滑动 面由两个面由两个倾向相反倾向相反、 且其且其交线倾向与坡交线倾向与坡 面倾向相同面倾向相同、倾角、倾角 小于边坡角的软弱小于边坡角的软弱 结构面组成。结构面组成。 边坡与滑坡工程71

33、 稳定性系数计算稳定性系数计算 的基本思路的基本思路 首先，将滑体自重首先，将滑体自重 W W 分解为垂直交线分解为垂直交线 BD BD 的分量的分量 N N 和平行交线的分量和平行交线的分量 T T， 然后将然后将 N N 投影到两个滑动面的法线方向，求得作用于滑动面上的法向力投影到两个滑动面的法线方向，求得作用于滑动面上的法向力N N1 1 和和 N N2 2， 最后求得抗滑力及稳定性系数。最后求得抗滑力及稳定性系数。 可能滑动体的滑动力为可能滑动体的滑动力为 T=WsinT=Wsin，垂直交线的分量为，垂直交线的分量为 N NWcosWcos。 将将 Wcos Wcos 投影到投影到 A

34、BD ABD 和和 BCD BCD 面的法线方向上，求得法向力面的法线方向上，求得法向力 N N1 1、N N2 2 )sin( sincos )sin( sin , )sin( sincos )sin( sin 21 1 21 1 2 21 2 21 2 1 WN N WN N 边坡与滑坡工程72 边坡的抗滑力边坡的抗滑力 BCDABDs SCSCtgNtgNF 212211 边坡的稳定性系数边坡的稳定性系数 sin 212211 W SCSCtgNtgN K BCDABD 边坡与滑坡工程73 根据滑面纵剖面的起伏情况，取单位宽度考虑，根据滑面纵剖面的起伏情况，取单位宽度考虑， 把滑体划分成

35、若干块段，把滑体划分成若干块段，1 1，2 2，nn 第第i i条块的受力情况分析：条块的受力情况分析： 折线滑面折线滑面剩余推力法剩余推力法 滑块两侧的摩擦力和滑体自身挤压力不考滑块两侧的摩擦力和滑体自身挤压力不考 虑虑 自重自重 Wi Wi、水平地震力、水平地震力 KcWi KcWi、侧水压力、侧水压力 P PW W、上一条块的剩余下滑力、上一条块的剩余下滑力 Ei-1Ei-1、本条的剩余下滑力、本条的剩余下滑力 Ei Ei 的反力、扬压力的反力、扬压力 Ui Ui、法向反力、法向反力 Ni Ni、切向反力、切向反力 TiTi 边坡与滑坡工程74 基本荷载（仅考虑重力）计算如下：基本荷载（

36、仅考虑重力）计算如下： 11 sinW1块：下滑力：第 11111 LCtgcosW抗滑力： 11111111 LCtgcosWsinWE 22221122 21122 LCtg)sin(EcosW )cos(EsinW2 抗滑力： 块：下滑力：第 传递系数 212222222 2212112222222 22221122211222 ELCtgcosWsinW tg)sin()cos(ELCtgcosWsinW LCtg)sin(EcosW)cos(EsinWE 边坡与滑坡工程75 i1iiiiiiiii ELCtgcosWsinWE:i 块第 n1nnnnnnnnn ELCtgcosWsi

37、nWE:n 块第 ，斜坡体稳定若 ，斜坡体不稳定若 0 0 n n E E 边坡与滑坡工程76 有地下水时，需要考虑边界上的水压力：有地下水时，需要考虑边界上的水压力： iwiii LhhU)( 212 1 底面浮托力： 2 22 1 2 12 1 1 iwiW iwiW hP hP 两侧水压力： 111 1 sin(cos)cos()sin() 00 i iiiiiiiiiiiii ss ii tg EWWtgC LE KK EE 当时，取 。 考虑安全储备，减小抗滑力 边坡与滑坡工程77 )sin()cos( sin)(cos 1 cos)(sin 111 1 1 ii i iii iii

38、iWiWiiiiiiWiWiii Ks tg E LCPPUWtg Ks PPWE 系数，即为滑坡的整体稳定性这时的 ，直至偏小，则取，表明如果 ，再计算偏大，则取，表明如果 迭代得 的位置，代入公式中，先假定一个计算整体稳定性系数时 K EnKKKKEn EnKKKEn En KsK 00 0 0211 010 0 稳定性计算稳定性计算编程迭代过程：编程迭代过程： 边坡与滑坡工程78 第十章第十章 滑坡的防治滑坡的防治 防灾减灾治灾可以概括为以下四条途径：防灾减灾治灾可以概括为以下四条途径： （1）在易发生滑坡的地段限制开发，对移民迁建工程而言应划为不适）在易发生滑坡的地段限制开发，对移民迁

39、建工程而言应划为不适 宜的地段；对于交通干线而言应绕避通过；如可能滑动的滑坡体上已建有宜的地段；对于交通干线而言应绕避通过；如可能滑动的滑坡体上已建有 城镇或集中居民点，而且该滑坡又不能或不宜进行工程加固，则应搬迁避城镇或集中居民点，而且该滑坡又不能或不宜进行工程加固，则应搬迁避 让。让。 （2）制定并严格执行土石方工程、建设工程的行业规范，以防止挖）制定并严格执行土石方工程、建设工程的行业规范，以防止挖 方（特别是深挖方）或填方（特别是高填方）边坡发生滑坡。方（特别是深挖方）或填方（特别是高填方）边坡发生滑坡。 （3）在可能发生滑坡的地段建立监测预警系统，通过预报以避免或减）在可能发生滑坡的

40、地段建立监测预警系统，通过预报以避免或减 小滑坡灾害。小滑坡灾害。 （4）采用防治或控制斜坡失稳的工程措施。）采用防治或控制斜坡失稳的工程措施。 其中第（其中第（4）项就是通常所说的滑坡防治工程或斜坡加固工程。本节）项就是通常所说的滑坡防治工程或斜坡加固工程。本节 将简要介绍这些工程措施的选用原则。将简要介绍这些工程措施的选用原则。 边坡与滑坡工程79 滑坡的防治滑坡的防治 国际地科联（国际地科联（IUGS）滑坡工作组（）滑坡工作组（WGL）整治委员会将滑坡）整治委员会将滑坡 治理措施分为如表治理措施分为如表6所示的四大类，即（所示的四大类，即（1）改变斜坡几何形态；）改变斜坡几何形态； （2

41、）排水；（）排水；（3）支挡结构物；（）支挡结构物；（4）斜坡内部加固。）斜坡内部加固。 边坡与滑坡工程80 滑坡的防治滑坡的防治 续表续表6 边坡与滑坡工程81 我国滑坡防治措施简表我国滑坡防治措施简表 类类 型型 绕避滑坡排水力学平衡滑带土改良 主主 要要 工工 程程 措措 施施 1.改移线路 2.用隧道避开 滑坡 3.用桥跨越滑 坡 4.清除滑坡 1.地表排水系统 （1）滑体外截水沟 （2）滑体内排水沟 （3）自然沟防渗 2.地下排水工程 （1）截水盲沟 （2）盲（隧）洞 （3）水平钻孔群排水 （4）垂直孔群排水 （5）井群抽水 （6）虹吸排水 （7）支撑盲沟 （8）边坡渗沟 （9）洞孔

42、联合排水 （10）电渗排水 1.减重工程 2.反压工程 3.支挡工程 （1）抗滑挡墙 （2）挖孔抗滑桩 （3）钻孔抗滑桩 （4）锚索抗滑桩 （5）锚索 （6）支撑盲沟 （7）抗滑键 （8）排架桩 （9）钢架桩 （10）钢架锚索桩 （11）微型桩群 1.滑带注浆 2.滑带爆破 3.旋喷桩 4.石灰桩 5.石灰砂桩 6.焙烧 边坡与滑坡工程82 滑坡的防治滑坡的防治 一、改变斜坡的几何形态一、改变斜坡的几何形态 图图20 减重反压示意图减重反压示意图 I主滑段主滑段 II抗滑段抗滑段 减重区减重区 反压区反压区 改变斜坡几何形改变斜坡几何形 态技术上简单易态技术上简单易 行且加固效果好，行且加固效

43、果好， 特别适用于滑面特别适用于滑面 深埋，抗力体、深埋，抗力体、 主滑段划分明显主滑段划分明显 的滑坡，整治效的滑坡，整治效 果则主要取决于果则主要取决于 消减和堆填的位消减和堆填的位 置是否恰当。置是否恰当。 边坡与滑坡工程83 周宁县马头山山体滑坡周宁县马头山山体滑坡 边坡与滑坡工程84 周宁县马头山山体滑坡周宁县马头山山体滑坡 边坡与滑坡工程85 滑坡的防治滑坡的防治 二、排水二、排水 包括将大气降水、地表水排导到滑坡体以外的地表排水和降低地下水包括将大气降水、地表水排导到滑坡体以外的地表排水和降低地下水 位的地下排水位的地下排水 . 地表排水工程包括滑坡体外拦截旁引地下水的截水沟和滑

44、坡体内防止地表排水工程包括滑坡体外拦截旁引地下水的截水沟和滑坡体内防止 入渗和截集引出地表水的排水沟。地表排水技术简单易行且加固效果入渗和截集引出地表水的排水沟。地表排水技术简单易行且加固效果 好，工程造价低，因而应用极广，几乎所有滑坡整治工程都包含地表好，工程造价低，因而应用极广，几乎所有滑坡整治工程都包含地表 排水工程。运用得当仅用地表排水即可稳定滑坡。排水工程。运用得当仅用地表排水即可稳定滑坡。1982年发生的云阳年发生的云阳 鸡扒子滑坡就是于鸡扒子滑坡就是于1984年实施了地表排水工程后迄今保持稳定的典型年实施了地表排水工程后迄今保持稳定的典型 实例。实例。 边坡与滑坡工程86 滑坡的

45、防治滑坡的防治 二、排水二、排水 地下排水工程由于能大大降地下排水工程由于能大大降 低孔隙水压力，增加有效正低孔隙水压力，增加有效正 应力从而提高抗滑力，故而应力从而提高抗滑力，故而 加固效果极佳，工程造价也加固效果极佳，工程造价也 较低，所以应用也很广泛。较低，所以应用也很广泛。 尤其是地下水位大大高于滑尤其是地下水位大大高于滑 面的大型滑坡的治理，地下面的大型滑坡的治理，地下 排水往往是首选措施，但其排水往往是首选措施，但其 施工技术比地表排水复杂得施工技术比地表排水复杂得 多。垂直排水钻孔和深部水多。垂直排水钻孔和深部水 平排水廊道相结合的地下排平排水廊道相结合的地下排 水工程就应用于湖

46、北巴东的水工程就应用于湖北巴东的 黄蜡石滑坡并取得较好效果黄蜡石滑坡并取得较好效果 （图（图21）。）。 图图21 黄蜡石滑坡防治工程示意图黄蜡石滑坡防治工程示意图 1.排水沟及编号；排水沟及编号；2.与垂直排水钻孔与垂直排水钻孔 相连的排水廊道；相连的排水廊道；3.地下水位观测孔；地下水位观测孔； 4.勘探平硐勘探平硐 边坡与滑坡工程87 滑坡的防治滑坡的防治 二、排水二、排水 中小型滑坡地下排水常用中小型滑坡地下排水常用 截排水盲沟。截水盲沟用截排水盲沟。截水盲沟用 于拦截滑坡体外的地下水于拦截滑坡体外的地下水 源使其不进入滑坡区，设源使其不进入滑坡区，设 置于滑坡可能发生范围置于滑坡可能

47、发生范围 5m以外的稳定地段，与以外的稳定地段，与 地下水流方向垂直。基底地下水流方向垂直。基底 埋入含水层下的隔水层中。埋入含水层下的隔水层中。 截水沟由集水及排水两部截水沟由集水及排水两部 分组成，沟壁迎水面设置分组成，沟壁迎水面设置 反滤层，背水面及沟顶设反滤层，背水面及沟顶设 隔渗层。隔渗层。 1.回填土；回填土；2.隔渗层；隔渗层；3.反滤层；反滤层；4. 带孔混凝土盖板；带孔混凝土盖板；5.卵石和碎石；卵石和碎石； 6.浆砌块石底座；浆砌块石底座；7.夯填粘土或浆夯填粘土或浆 砌片石；砌片石；8.排水孔排水孔 1 2 3 4 5 68 7 边坡与滑坡工程88 地面排水沟布置示意图地

48、面排水沟布置示意图 边坡与滑坡工程89 仰斜孔排水示意图仰斜孔排水示意图 井 孔 井 孔 井孔联合排水示意图井孔联合排水示意图 边坡与滑坡工程90平孔排水孔钻进平孔排水孔钻进 边坡与滑坡工程91 截水盲沟示意图截水盲沟示意图 支撑盲沟示意图支撑盲沟示意图 边坡与滑坡工程92 三明武警训练基地山体滑坡三明武警训练基地山体滑坡 边坡与滑坡工程93 边坡与滑坡工程94 三明武警训练基地仰斜排水孔三明武警训练基地仰斜排水孔 边坡与滑坡工程95 滑坡的防治滑坡的防治 三、支挡结构三、支挡结构 在改变斜坡几何形态和排水不能保证斜坡稳定的地方，在改变斜坡几何形态和排水不能保证斜坡稳定的地方， 常采用支挡结构

49、物如档墙、被动桩、沉井、拦石栅或斜常采用支挡结构物如档墙、被动桩、沉井、拦石栅或斜 坡内部加固措施如锚固、土锚钉等来防止或控制斜坡上坡内部加固措施如锚固、土锚钉等来防止或控制斜坡上 岩土体的运动。恰当的设计，这类措施可用以稳定大多岩土体的运动。恰当的设计，这类措施可用以稳定大多 数体积不大的滑坡或没有足够空间堆填压脚而不能用改数体积不大的滑坡或没有足够空间堆填压脚而不能用改 变斜坡几何形态治理的滑坡。变斜坡几何形态治理的滑坡。 边坡与滑坡工程96 滑坡的防治滑坡的防治 三、支挡结构三、支挡结构 砌石圬工重力式挡砌石圬工重力式挡 墙是使用最广的支墙是使用最广的支 挡结构物。但仅适挡结构物。但仅适

50、 用于规模小滑面浅用于规模小滑面浅 的滑坡。处理滑面的滑坡。处理滑面 深体积也较大的滑深体积也较大的滑 坡，往往用被动桩坡，往往用被动桩 （抗滑桩）或沉井（抗滑桩）或沉井 作为支挡结构物。作为支挡结构物。 铜街子水电站左坝铜街子水电站左坝 肩深厚碎块石土肩深厚碎块石土 （滑坡堆积？）高（滑坡堆积？）高 边坡防塌滑治理就边坡防塌滑治理就 比较抗滑桩和大断比较抗滑桩和大断 面沉井两种方案后面沉井两种方案后 选定的沉井支挡方选定的沉井支挡方 案案 铜街子左岸碎石土防塌滑治理方案示意图铜街子左岸碎石土防塌滑治理方案示意图 块碎石土夹粉质粘土；块碎石土夹粉质粘土；粘土夹卵石；粘土夹卵石； 碎石土；碎石土

51、；漂卵石夹砂漂卵石夹砂 边坡与滑坡工程97 滑坡的防治滑坡的防治 三、支挡结构三、支挡结构 湖北兴山县峡口镇位于有浅层和深层两滑面的滑坡体上，采湖北兴山县峡口镇位于有浅层和深层两滑面的滑坡体上，采 用了抗滑桩支挡技术又在治理滑坡的基础上利用滑坡体作为用了抗滑桩支挡技术又在治理滑坡的基础上利用滑坡体作为 建筑物场地的开发性治理方案。建筑物场地的开发性治理方案。 边坡与滑坡工程98 滑坡的防治滑坡的防治 三、三、 支挡结构支挡结构 SNS主主 动防护动防护 系统图系统图 SNS被被 动防护动防护 系统图系统图 边坡与滑坡工程99 滑动面 10.2 1m h 抗滑挡墙示意图抗滑挡墙示意图 边坡与滑坡

52、工程100 线路 抗滑桩平面布置示意图抗滑桩平面布置示意图 1 2 3 抗滑桩断面布置示意图抗滑桩断面布置示意图 1.全埋式桩；2.悬臂桩；3.锚索桩 边坡与滑坡工程101 滑坡的防治滑坡的防治 四、斜坡内部加固四、斜坡内部加固 在土体中进行斜坡内在土体中进行斜坡内 部加固，有赖于通过部加固，有赖于通过 剪应力传递以动用密剪应力传递以动用密 集地置于土体内的加集地置于土体内的加 强单元的抗张能力。强单元的抗张能力。 已开发了多种使用金已开发了多种使用金 属棒或高分子聚合物属棒或高分子聚合物 等加强单元进行土体等加强单元进行土体 内部加固的技术，例内部加固的技术，例 如原地系统地打入土如原地系统

53、地打入土 锚钉（图锚钉（图27）用递进）用递进 埋置法建加筋土支挡埋置法建加筋土支挡 体系也应视作土体内体系也应视作土体内 部加固技术。加筋土部加固技术。加筋土 是在土体中埋入密集是在土体中埋入密集 的抗拉单元（图的抗拉单元（图28） 以改善土体的总强度。以改善土体的总强度。 土土 锚锚 钉钉 加加 筋筋 土土 边坡与滑坡工程102 滑坡的防治滑坡的防治 四、四、 斜坡内部加固斜坡内部加固 在岩体中进行斜坡内部加固多采用岩石锚固工程。将张在岩体中进行斜坡内部加固多采用岩石锚固工程。将张 拉的岩石锚杆或锚索的内锚端固定于潜在破坏面以下的拉的岩石锚杆或锚索的内锚端固定于潜在破坏面以下的 稳定岩石之

54、中，施加的张应力增加锚拉方向的正应力，稳定岩石之中，施加的张应力增加锚拉方向的正应力， 从而增大了破坏面上的抗滑力。锚杆或锚索与格构联合从而增大了破坏面上的抗滑力。锚杆或锚索与格构联合 使用，可以发挥更好的防治效果，锚固力通过格构（预使用，可以发挥更好的防治效果，锚固力通过格构（预 应力混凝土构件）传递给坡面，从而保持边坡的稳定。应力混凝土构件）传递给坡面，从而保持边坡的稳定。 而且格构之间的坡面可以填土和植草以美化环境。而且格构之间的坡面可以填土和植草以美化环境。 边坡与滑坡工程103 滑坡的防治滑坡的防治 四、斜坡内部加固四、斜坡内部加固 加筋土挡墙可用以稳定天然或堆填斜坡、支挡开挖斜坡。

55、加筋土挡墙可用以稳定天然或堆填斜坡、支挡开挖斜坡。 它优于传统挡墙之处是它优于传统挡墙之处是它能承受大变形，它能承受大变形，耐地震荷耐地震荷 载，载，可使用的填料范围广，可使用的填料范围广，易于修建，易于修建，面板形式面板形式 多样，多样，造价低廉。造价低廉。 微型桩是下端置于潜在破坏面以下的小直径微型桩是下端置于潜在破坏面以下的小直径 （100300mm）钢筋混凝土钻孔灌注桩，也是增强）钢筋混凝土钻孔灌注桩，也是增强 潜在破坏面抗剪强度的土体内部加固单元。潜在破坏面抗剪强度的土体内部加固单元。 边坡与滑坡工程104 政和南门桥头滑坡政和南门桥头滑坡 边坡与滑坡工程105 滑坡的监测 变形迹象

56、资料获取： p专业监测：钻孔测斜、推力监测、GPS地表位移监 测、水文监测等 p简易监测：地表裂缝监测、建筑物变形监测、地表 水体监测、动物异常迹象观察等 边坡与滑坡工程106 地裂缝地裂缝 地基沉降地基沉降 地基变形地基变形 房屋开裂房屋开裂 边界贯穿裂缝边界贯穿裂缝 边坡与滑坡工程107 GPS监测墩监测墩 测斜孔测斜孔 铝合金测斜管ABS测斜管 PVC测斜管 GPS监测监测 推力监测推力监测 倾斜监测倾斜监测 水文监测水文监测 边坡与滑坡工程108 测斜管安装 边坡与滑坡工程109 边坡与滑坡工程110 0 5 10 15 20 25 30 35 40 2003

57、年8月5日 2003年7月19日 位移 mm 孔深(m) 边坡与滑坡工程111 滑坡工程地质测绘 1 、地质测绘前，应充分收集地形图，区域地质资料、地质测绘前，应充分收集地形图，区域地质资料、 遥感图像、气象、水文、地震、降雨资料，前人滑坡调查遥感图像、气象、水文、地震、降雨资料，前人滑坡调查 和监测资料，以及当地防治滑坡的经验。和监测资料，以及当地防治滑坡的经验。 2、图上宽度大于、图上宽度大于2mm的地质现象必须描绘到地质图的地质现象必须描绘到地质图 上，对评价滑坡形成过程及稳定性有重要意义的地质现象，上，对评价滑坡形成过程及稳定性有重要意义的地质现象， 如裂缝、鼓丘、滑坡平台、滑动面（带）、前缘剪出口等，如裂缝、鼓丘、滑坡平台、滑动面（带）、前缘剪出口等， 在图上宽度不足在图上宽度不足2mm时，应扩大比例尺表示，并注示实时，应扩大比例尺表示，并注示实 际数据，地质界线图上的误差不应超过际数据，地质界线图上的误差不应超过2mm。 边坡与滑坡工程112 滑坡工程地质测绘 3 、必须采用全面勘查的方法，地质点间距以保证地质、必须采用全面勘查的方法，地质点间距以保证地质 界线在图上的精度为原则，一般控制在图上距离界线在图上的精度为原则，