边坡工程习题课

1、边坡工程习题课第一页，共31页。斜坡(slope)统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜坡和人工边坡。天然斜坡(简称斜坡）是指自然地质作用形成未经人工改造的斜坡。人工边坡(简称边坡）是指经人工开挖或改造形成的斜坡。第八章 岩石边坡工程第二页，共31页。第八章 岩石边坡工程露天坑路堑路堤城市建设第三页，共31页。第八章 岩石边坡工程坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破坏。第四页，共31页。第八章 岩石边坡工程边坡变形: 松动和蠕变变形湖南五强溪板溪群轻度变质砂岩、石英岩、板岩中

2、的蠕动，深达4050m第五页，共31页。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边坡的变形发展到一定程度，将导致边坡的失稳破坏。第八章 岩石边坡工程第六页，共31页。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第八章 岩石边坡工程第七页，共31页。滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生以水平运动为主的现象，称为滑坡。第八章 岩石边坡工程第八页，共31页。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

3、内发展的现象称为倾倒破坏（弯曲倾倒）。第八章 岩石边坡工程第九页，共31页。其他破坏模式：滑塌、岩块流动、岩层曲折第八章 岩石边坡工程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。第十页，共31页。1、岩性 决定岩体边坡稳定性的物质基础。 2、岩体结构 岩体结构及结构面的发育特征是岩体边坡破坏的控制因素。 变形与破坏的首要条件，在于坡体中存在各种形式的结构面。岩体的结构特征对边坡应力场的影响主要表现为由于岩体的不均一和不连续性，使沿结构面周边出现应

4、力集中阻滞现象，因此，构成了边坡变形与破坏的控制性条件，从而形成不同类型的变形与破坏机制。岩体边坡变形破坏的因素第十一页，共31页。岩体边坡变形破坏的因素3、水的作用 使岩土的质量增大、滑动面的滑动力增大；岩土软化、抗剪强度降低；对岩体产生动水压力和静水压力。斜坡的变形与破坏大都发生在雨季或雨后，还有部分发生在水库蓄水和渠道放水之后，有的则发生在施工排水不当的情况下。4、风化作用 使岩体内裂隙增多、扩大，透水性增强，抗剪强度降低。风化作用使坡体强度减小，大大降低坡体的稳定性，促进斜坡的变形与破坏。坡体岩石风化越深，斜坡稳定性越差，稳定坡角越小。第十二页，共31页。5、地形地貌 直接影响边坡内的

5、应力分布特征，进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。6、地震、爆破 产生震动惯性力 7、天然应力8、人为因素 削坡未考虑岩体结构特点，切露了控制斜坡稳定的主要软弱结构面，形成或扩大了临空面，使坡体失去支撑，会导致斜坡的变形与破坏。岩体边坡变形破坏的因素第十三页，共31页。边坡稳定性分析稳定性分析方法：定性分析和定量分析评价方法数学力学分析法模型模拟试验法工程类比法图解法定性分析是在工程地质勘察工作的基础上，对边坡岩体变形破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。定量分析是在定性分析的基础上，应用一定的计算方法对边坡岩体进行稳定性计算及定量评价。第十四页，共31页。边坡稳定性分析定性分析方法工程类

6、比法和图解法（赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法）。定量分析方法极限平衡法、极限分析法（有限元（FEM），边界元（BEM），离散元（DEM）等）及可靠度分析方法（蒙特卡罗法和随机有限元法等）重点：极限平衡法第十五页，共31页。块体极限平衡法假设条件(1)边坡岩体将沿某一结构面（滑动面）产生滑移剪切破坏，滑动面上实际岩石提供的抗剪强度s与作用在滑动面上的垂直应力存在如下关系：式中，c、c分别为滑动面的粘结力和有效粘结力；、分别为滑动面的内摩擦角和有效内摩擦角； 为滑动面上的有效应力; u为滑动面孔隙水压。第十六页，共31页。(2)滑体在滑动过程中相对位置不变化，即为刚体；(3)滑动面上的应力分

7、布均匀；(4)不考虑滑体两侧的抗滑力。稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/滑动力1 稳定 1 不稳定在多数情况下，计算的稳定性系数都有一定误差，因此，为保险起见，引入安全系数的概念。块体极限平衡法第十七页，共31页。可能滑动岩体几何边界条件的分析受力条件分析确定计算参数计算稳定性系数确定安全系数，进行稳定性评价块体极限平衡法分析步骤第十八页，共31页。安全系数参照我国岩土工程勘察规范规定：（1）新设计的边坡，对一级边坡工程，Fs值宜采用1.31.5；二级边坡工程，宜采用1.151.3；三级边坡工程，宜采用1.051.15。（2）验算已有边坡的稳定性时，Fs值可采用1.101.25。当需对边坡加

8、载、增大坡角或开挖坡角时，应按新设计的边坡选用Fs值。第十九页，共31页。监测方法滑坡地面位移观测建网观测。设置在滑坡体内及周界附近稳定区地表的位移观测点（桩）。地表裂缝简易观测法建筑物裂缝简易观测法地面倾斜变化观测滑坡深部位移观测滑动面位置的测定滑坡滑动力观测滑坡的监测第二十页，共31页。滑坡的防治 岩坡失稳两方面因素 下滑力增加 抗滑力降低防治原则 边坡的治理应根据工程措施的技术可能性和必要性、工程措施的经济合理性、工程措施的社会环境特征与效应，并考虑工程的重要性及社会效应来制定具体的整治方案。防治原则应以防为主，治理为辅，及时治理，力求防患于未然。 第二十一页，共31页。8.4.2 滑坡

9、的防治 整治措施多用综合措施，因地制宜、有主有辅，事先排水、事后绿化消除或减少地表水或地下水的作用恢复山体的平衡条件改善滑动带或滑坡体的岩体性质六字决：避、排、挡、减、固、植第二十二页，共31页。8.4.2 滑坡的防治 避，避开滑坡的影响，工程建在滑坡体以外的地方排，排水导流，采用截水沟、排水沟、急流槽拦截排引挡，抗滑支挡，抗滑桩、锚杆挡墙、钢筋混凝土桩减，减重反压，上部主滑牵引地段的土石挖去固，物理化学加固，注浆、改变滑坡体的力学性质植，植树造林，绿化山坡，防冲涮第二十三页，共31页。第八章 岩石边坡工程重点：1.边坡岩体的变形特征及破坏破模式；2.边坡稳定性的影响因素；3.边坡稳定性分析的

10、具体方法和步骤；4.掌握极限平衡理论分析边坡平面破坏的计算方法5.了解边坡的工程分类和滑坡监测6.了解边坡整治的原则和措施第二十四页，共31页。第八章 岩石边坡工程-习题判断题坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大，因此，坡肩附近最易拉裂破坏。（ ）坡高既改变应力等值线的形状，也改变主应力的大小。（ ）边坡的变形主要表现为松弛和蠕变。（ ）第二十五页，共31页。第八章 岩石边坡工程-习题4、均匀的岩质边坡中，应力分布的特征为（ ）。（A）应力均匀分布 （B）应力向临空面附近集中 （C）应力向坡顶面集中（D）应力分布无明显规律5、岩质边坡的圆弧滑动破坏，一般发生在（ ）。（A）不均匀

11、岩体 （B）薄层脆性岩体 （C）厚层泥质岩体 （D）多层异性岩体6、产生岩块流动现象的原因目前认为是（ ）。（A）剪切破坏 （B）弯曲破坏 （C）塑性破坏 （D）脆性破坏7、平面滑动时滑动面的倾角与坡面倾角的关系是（ ）。（A） （B） （C） （D）BCDC第二十六页，共31页。第八章 岩石边坡工程-习题8、已知岩质边坡的各项指标下： ，坡角60度，若滑面为单一平面，且与水平面呈45度角，滑面上 ，当滑动体处于极限平衡时的边坡极限高度为：( )（A）8.41m （B）10.34m （C）6.72m （D）9.73m9、岩质边坡发生岩块翻转破坏的最主要的影响因素是（ ）。（A）裂隙水压力 （B

12、）边坡坡度 （C）岩体性质 （D）节理间距比10、岩质边坡的友坏类型从形态上来看可分为（ ）。（A）岩崩和岩滑 （B）平面滑动和圆弧滑动（C）圆弧滑动和倾倒破坏 （D）倾倒破坏和楔形滑动BDA第二十七页，共31页。11、平面滑动时滑动面的倾角与滑动面的摩擦角的关系为（ ）。（A） （B） （C） （D）12、岩石边坡的稳定性主要取决于（ ）。边坡高度和边度角； 岩石强度； 岩石类型； 软弱结构面的产状及性质；地下水位的高低和边坡的渗水性能。（A）， （B）， （C）， （D），第八章 岩石边坡工程-习题AC第二十八页，共31页。13.简述边坡稳定性分析的方法。答：稳定性分析方法：定性分析和定量

13、分析定性分析是在工程地质勘察工作的基础上，对边坡岩体变形破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。工程类比法和图解法（赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法）。定量分析是在定性分析的基础上，应用一定的计算方法对边坡岩体进行稳定性计算及定量评价。极限平衡法、极限分析法（有限元（FEM），边界元（BEM），离散元（DEM）等）及可靠度分析方法（蒙特卡罗法和随机有限元法等）14.简述极限平衡法的基本原理答：极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。第八章 岩石边坡工程-习题答：稳定性分析方法：定性分析和定

14、量分析定性分析是在工程地质勘察工作的基础上，对边坡岩体变形破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。工程类比法和图解法（赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法）。定量分析是在定性分析的基础上，应用一定的计算方法对边坡岩体进行稳定性计算及定量评价。极限平衡法、极限分析法（有限元（FEM），边界元（BEM），离散元（DEM）等）及可靠度分析方法（蒙特卡罗法和随机有限元法等）答：极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。第二十九页，共31页。15.简述边坡的整治措施。第八章 岩石边坡工程-习题答：整治措施可归纳为：消除或减少地表水或地下水的作用；恢复山体平衡条件；改善滑动带或滑坡体土壤性质。可概括为“避、排、挡、减、固、植”六字经验。避，就是避开滑坡的影响；排，即排水导流，采用各种形式