边坡工程地质问题Word版

1、边坡工程地质问题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。斜坡的形成，使岩土体内部原有应力状态发生变化，出现坡体应力重新分布，主应力方向改变，应力又产生集中；而且，其应力状态在各种自然营力及工程影响下，随着斜坡演变而又不断变化，使斜坡岩土体发生不同形式的变形与破坏。不稳定的天然胁迫和人工边坡，在岩土体重力、水及震动力以及其它因素作用下，常常发生危害性的变形与破坏，导致交通中断、江河堵塞，塘库淤填，甚至酿成巨大灾害。根据组成边边坡的主主体材料料不同，边边坡可分分为土质质边坡和和岩质边边坡两种种，而这这两者主主体材料料的结构构、性质质差别很很

2、大，其其存在的的工程地地质问题题也不相相同，需需要分开开进行研研究。边坡的稳定定是一个个比较复复杂的问问题，影影响边坡坡稳定性性的因素素较多，简简单归纳纳起来有有边坡体体自身材材料的物物理力学学性质、边边坡的形形状和尺尺寸、边边坡的工工作条件件及边坡坡的加固固措施等等几个方方面。一、 岩质质边坡工工程地质质问题（一）岩体体结构及及稳定性性分析方方法1、岩体结结构存在于岩体体中的各各种地质质界面，如如岩层层层面，裂裂隙面、断断层面、不不整合面面等，统统称为结结构面。岩岩体受结结构面切切割而产产生的单单个块体体(岩块)称为结结构体。所所谓岩体体结构，就就是指岩岩体中结结构面和和结构体体两个要要素的

3、组组合特征征，它既既表达岩岩体中结结构面的的发育程程度组合合，又反反映了结结构体的的大小、几几何形式式及排列列。大量的工程程实践表表明，无无论是边边坡岩体体的破坏坏，地基基岩体的的滑移,还是隧隧洞岩体体的塌落落等，大大多是沿沿着岩体体中软弱弱结构面面发生的的。也就就是说岩体受受工程作作用力的的破坏过过程，主主要是结结构体沿沿结构面面的剪切切滑移、拉拉开以及及整体的的累积变变形和破破裂。因因此,从岩体体结构的的观点分分析岩体体稳定问问题，首首先应研研究结构构面和结结构体的的类型及及其特征征。（1）结构构面及类类型按其成因可可分为沉沉积结构构面、火火成结构构面、变变质结构构面、构构造结构构面和次次

4、生结构构面五类类。其主主要特征征见表6-1。（2）结构构体及类类型不同形式的的结构体体的组合合方式决决定着岩岩体结构构类型。常常见的岩岩体结构构类型可可划分为为块体结结构、镶镶嵌结构构、碎裂裂结构、层层状结构构、层状状碎裂结结构和等等六类。其其主要特特征见表表6-2。2、岩体稳稳定性分分析方法法在公路工程程实践中中，遇到到的各种种各样工工程地质质问题，归归纳起来来，主要要就是路路堑边坡坡稳定问问题以及及路、桥桥地基稳稳定问题题和隧道道围岩稳稳定问题题。这三三方面的的问题，实实质上就就是一个个岩体的的稳定问问题。所所谓岩体体稳定，它它是一个个相对的的概念，是是指在一一定的时时间内、一一定的自自然

5、条件件和人为为因素的的影响下下，岩体体不产生生破坏性性的剪切切滑动、塑塑性变形形或张裂裂破坏。岩体稳定分分析，目目前一般般多通过过岩体结结构分析析、力学学分析及及对比分分析进行行，三者者互相结结合，互互相补充充，互相相验证，作作出综合合评价。表1-1 岩体结结构面类类型及其其特征成因类型地质类型主 要 特 征工程地质评评价产状分布性质沉积结构面面1.层理层层面2.软弱夹夹层一般与岩层层产状一一致，为为层间结结构面一般呈层状状分布，延延续性较较强。在在海相岩岩层中分分布不稳稳定，常常呈交错错状。易易尖灭较为平整，接接触紧密密滑坡多由此此类结构构面所造造成1.不整合合面、假假整合面面2.沉积间间断

6、面（古古风化夹夹层）多由碎屑、泥泥质等松松散物质质构成，且且不平整整。易软软化或泥泥化，强强度较低低火成结构面面侵入岩体与与围岩接接触面岩脉、岩墙墙接触面面岩脉受构造造结构面面控制延伸较远、比比较稳定定可具熔合及及破裂两两种不同同的特征征一般不造成成大规模模的岩体体破坏，但但有时与与构造断断裂配合合。也可可形成岩岩体的滑滑移3.冷凝原原生裂隙隙受岩体接触触面控制制往往短小密密集一般为张裂裂面，裂裂面较粗粗糙不平平变质结构面面1.片理产状与岩层层或构造造线方向向一致短小密集光滑平整或或为波浪浪式，在在岩体深深部闭合合成隐蔽蔽结构面面常造成路堑堑边坡的的变形，对对地下洞洞体稳定定也有影影响2.片岩

7、软软弱夹层层延伸较远、具具固定层层次含片状矿物物，呈鳞鳞片状构造结构面面1.裂隙2.断层与构造线呈呈一定关关系张性断裂较较短小，剪剪切断裂裂延伸较较远。常常互相交交切成“X”型；压压性断裂裂规模巨巨大，但但有时为为横断层层切割成成不连续续状张性断裂不不平整，呈呈锯齿状状，常具具次生充充填；剪剪切断裂裂较平直直、光滑滑；压性性断层具具带状分分布的断断层泥、糜糜棱岩等等对岩体稳定定影响很很大，在在许多岩岩体破坏坏过程中中，大都都有构造造结构面面的配合合3.层间错错动面与岩层一致致一般呈层状状分布，延延展性较较强物质破碎，呈呈鳞片状状，常含含泥质物物次生结构面面1.卸荷裂裂隙一般平行于于岸坡延续性一

8、般般不强，常常在地表表2040mm以内发发育属张裂面，常常张开，多多为风化化碎屑物物充填常在天然及及人工边边坡上造造成危害害。有时时对桥基基及浅埋埋隧道亦亦有影响响，但一一般易于于处理2.风化裂裂隙无一定产状状短小密集，主主要在地地表风化化带内发发育结构面参差差不齐3.风化夹夹层受原结构面面控制延续性一般般不强，至至岩体深深部风化化减弱充填物松散散、破碎碎、含泥泥质物，水水稳定性性很差4.泥化夹夹层与岩层一致致延续性较强强，但各各段泥化化程度不不同结构面泥化化，呈塑塑性状态态5.次生夹夹泥层受原结构面面控制延续性较差差，近地地表及河河槽两侧侧较发育育结构面物质质细腻，强强度甚低低表6-2 岩体

9、结结构类型型及其特特征岩体结构类类型岩体地质类类型主要结构体体形式结构面发育育情况工程地质评评价块体结构厚层沉积岩岩侵入岩火山岩变质岩块状柱状裂隙为主岩体在整体体上强度度较高，变变形特征征接近于于均质弹弹性各向向同性体体。作为为地基及及地下洞洞体具良良好的工工程地质质条件，边边坡条件件虽也属属良好，但但要注意意不利于于岩体稳稳定的平平缓裂隙隙。镶嵌结构侵入岩非沉积变质质岩菱形锥形裂隙比较发发育，有有小断层层错动带带岩体在整体体上强度度仍高，但但不连续续性较显显著。局局部处理理后仍为为良好地地基，边边坡过陡陡时以崩崩塌出现现，不易易构成巨巨大滑坡坡体，地地下工程程跨度不不大时，崩崩塌事故故很少。

10、碎裂结构构造破碎较较强烈的的岩体碎块状裂隙、断层层及断层层破碎带带交叉岩体完整性性破坏较较大，强强度受软软弱结构构面控制制，易受受地下水水作用影影响，岩岩体稳定定性较差差。在地地基一般般要求对对规模较较大的断断层作固固结灌浆浆处理，边边坡有时时出现较较大变形形，洞体体要求衬衬砌。层状结构薄层沉积岩岩沉积变变质岩板状楔状层理、片理理、裂隙隙比较发发育岩体呈层状状，接近近于均一一的各向向异性介介质。岩岩体稳定定与岩层层关系密密切，在在地基及及边坡出出现破坏坏事故较较多，应应结合工工程的特特点层状碎裂结结构较强烈褶皱皱及破碎碎的层状状岩体碎块状片状层理、片理理、裂隙隙、断层层、层间间错动而而发育岩体

11、完整性性破坏较较大，整整体强度度较低，软软弱结构构面发育育，易受受地下水水不良作作用，稳稳定性很很差。作作为地基基要求处处理，边边坡设计计应放缓缓，隧道道施工中中常与坍坍塌，要要求支撑撑紧跟加加厚衬砌砌散体结构断层破碎带带风化破碎带带鳞片状碎屑状颗粒状断层破碎带带，分化化带及次次生结构构面岩体强度遇遇到极大大破坏，接接近松散散介质，稳稳定性最最差。需需采取措措施处理理（二）对比比分析工程地地质类比比法该法是将已已有的天天然边坡坡或人工工边坡的的研究经经验（包包括稳定定的或破破坏的），用用于新研研究边坡坡的稳定定性分析析，如坡坡角或计计算参数数的取值值、边坡坡的处理理措施等等。类比比法具有有经验

12、性性和地区区性的特特点，应应用时必必须全面面分析已已有边坡坡与新研研究边坡坡两者之之间的地地貌、地地层岩性性、结构构、水文文地质、自自然环境境、变形形主导因因素及发发育阶段段等方面面的相似似性和差差异性，同同时还应应考虑工工程的规规模、类类型及其其对边坡坡的特殊殊要求等等。根据经验，存存在下列列条件时时对边坡坡的稳定定性不利利：(1)边坡坡及其邻邻近地段段已有滑滑坡、崩崩塌、陷陷穴等不不良地质质现象存存在。(2)岩质质边坡中中有页岩岩、泥岩岩、片岩岩等易风风化、软软化岩层层或软硬硬交互的的不利岩岩层组合合。(3)软弱弱结构面面与坡面面倾向一一致或交交角小于于45,且结构构面倾角角小于坡坡角，或

13、或基岩面面倾向坡坡外且倾倾角较大大。(4)地层层渗透性性差异大大，地下下水在弱弱透水层层或基岩岩面上积积聚流动动；断层层及裂隙隙中有承承压水出出露。(5)坡上上有水体体漏水，水水流冲刷刷坡脚或或因河水水位急剧剧升降引引起岸坡坡内动力力水的强强烈作用用。（6）边坡坡处于强强震区或或邻近地地段，采采用大爆爆破施工工。采用工程地地质类比比法选取取的经验验值（如如坡角、计计算参数数等）仅仅能用于于地质条条件简单单的中、小小型边坡坡。 （三）岩体体稳定的的结构分分析赤平极极射投影影图法 岩体的破坏坏，往往往是一部部分不稳稳定的结结构体沿沿着某些些结构面面拉开，并并沿着另另一些结结构面向向着一定定的临空空

14、面滑移移的结果果。这就就揭示了了岩体稳稳定性破破坏所必必需具备备的边界界条件（切切割面、滑滑动面和和临空面面）。所所以，通通过对岩岩体结构构要素结结构面和和结构体体分析，明明确岩体体滑移的的边界条条件是否否具备，就就可以对对岩体的的稳定性性作出判判断。这这就是岩岩体稳定定的结构构分析的的基本内内容和实实质。而而赤平极极射投影影图法就就是岩体体稳定的的结构分分析的方方法。1作图方方法：以最基本的的面结构构面的产产状为例例作如下下简单介介绍。如已测得两两结构面面产状如如表1-33表1-3 结构面面产状表表结构面走向倾向倾角J1N30EESE40J2N20WWNE60作此两结构构面的赤赤平极射射投影

15、图图，并求求其交线线的倾向向和倾角角。其方方法大致致如下：（1）为了了简化作作图手续续，先准准备一个个等角度度赤平极极射投影影图（吴吴尔福网网）（如如图6-1）。其其制作方方法可参参考有关关文献。图6-1吴吴尔福网网 图6-22（2）将透透明纸放放在投影影网上，按按相同半半径画一一圆，并并注上南南北、东东西方向向。（3）利用用投影网网在圆角角的方位位度数上上，经过过圆心绘绘N300E 及N200W的方向向线，分分别注为为AC及BD。（4）转动动透明纸纸，分别别使AC、BD与投影影网的上上下垂之之线（南南北线）相相合，在在投影网网的水平平线（东东西线）上上找出倾倾角为40及60的点（倾倾向为NE

16、、SE时在网网的左边边找，倾倾向为NW、SW时在网网的右边边找），分分别注上上K及F。通过K、F点分别别描绘40、60的经度度线，即即得结构构面J1、 J2的赤平平极射投投影弧AKC和BFD。再分分别延长长OK、OF至圆周周交于G、H点，就就完成所所求结构构面J1、 J2的投影影图。图图中AC、BD分别为J1、 J2的走向向；GK、HF表示J1、 J2的倾角角；KO、FO线的方方向为J1、 J2的倾向向。（5）找AAKC和BFD的交点点，注上上M，连OM并延长长至圆周周交于P。MO线的方方向即为为J1、 J2交线的的倾向，PM表示J1、 J2交线的的倾角（如如图6-2）。2其分析析步骤大大致如

17、下下：（1)对岩岩体结构构面的类类型、产产状及其其特征进进行调查查、统计计、研究究。(2)对各各种结构构面及其其空间组组合关系系以及结结构体的的立体形形式进行行图解分分析。调查统计结结构面时时，应和和工程建建筑物的的具体方方位联系系起来，按按一般野野外地质质方法进进行。对对多组结结构面切切割的岩岩体，要要注意分分清主次次和结构构面相互互间的组组合关系系，再逐逐一测量量，这样样才能较较充分的的表达出出结构体体的特征征。岩体结构的的图解分分析，在在实践中中多采用用赤平极极射投影影并结合合实体比比例投影影来进行行，通过过岩体稳稳定分析析示例来来说明岩岩体稳定定性的评评价要点点。利用赤平极极射投影影图

18、可以以初步判判断边坡坡的稳定定性：（1)当结结构面或或结构面面交线的的倾向与与坡面倾倾向相反反时，边边坡为稳稳定结构构；(2)当结结构面或或结构面面交线的的倾向与与坡面倾倾向基本本一致但但其倾角角大于坡坡角时，边边坡为基基本稳定定结构；(3)当结结构面或或结构面面交线的的倾向与与坡面倾倾向之间间夹角小小于45且倾角角小于坡坡角时，边边坡为不不稳定结结构。二、岩质边边坡破坏坏类型及及影响因因素 1岩质边边坡破坏坏类型（见见表6-4）表1-4 岩质边边坡破坏坏类型破坏类型示意图特征平面破坏主要结构面面的走向向、倾向向于坡面面基本一一致，结结构面的的倾角小小于坡脚脚且大于于其摩擦擦角，产产生顺层层滑

19、坡形形式的破破坏，滑滑面是层层状岩层层层面或或不同岩岩组之间间的各种种接触面面，特别别是岩层层中夹有有易滑的的软弱层层，如页页岩、泥泥岩、泥泥灰岩等等，而当当地天然然侵蚀或或人工开开挖基面面又与软软弱层分分布部位位邻近时时，更易易于产生生顺层滑滑动一个滑动平平面和一一个滑动动块体一个滑动平平面和一一条张裂裂隙若干滑动平平面节理理一个主要滑滑动平面面和主动动、被动动两个滑滑动块体体楔形破坏两组结构面面的交线线倾向坡坡面，交交线的倾倾角小于于坡脚且且大于其其摩擦角角曲面破坏碎裂结构、散散体结构构边坡中中，因岩岩体节理理很发育育、破碎碎而出现现的滑移移破坏，滑滑移面是是圆弧面面或非圆圆弧面的的其它曲

20、曲面倾倒破坏岩体被陡倾倾结构面面分割成成一系列列岩柱，当当为软岩岩时，岩岩柱产生生向坡面面弯曲；当为硬硬岩时，岩岩柱可再再被正交交节理切切割成岩岩块，并并向坡面面翻到2影响边边坡稳定定的因素素 影响边坡稳稳定的因因素有：岩石性性质、岩岩体结构构、水的的作用、风风化作用用、地震震力、地地形地貌貌及人为为因素等等。（1)岩石石性质岩石的成因因类型、矿矿物成分分、结构构和强度度等是决决定边坡坡稳定性性的重要要因素。由由坚硬（密密实）、矿矿物稳定定、抗风风化能力力好、强强度较高高的岩石石构成的的边坡，其其稳定性性一般较较好；反反之稳定定性就较较差。（2)岩体体结构岩体的结构构类型、结结构面性性状及其其

21、与坡面面的关系系是岩质质边坡稳稳定的控控制因素素。(3)水的的作用水的渗入使使岩体质质量增大大，岩土土体因被被水软化化而抗剪剪强度降降低，并并使孔（裂裂）隙水水压力升升高；地地下水的的渗流将将对岩体体产生动动水压力力，水位位的升高高将产生生浮托力力；地表表水对岸岸坡的侵侵蚀使其其失去侧侧向或底底部支撑撑等，这这些都对对边坡的的稳定不不利。（4)风化化作用风化作用使使岩体的的裂隙增增多、扩扩大、透透水性增增强，抗抗剪强度度降低。（5)地形形地貌临空面的存存在及边边坡的高高度、坡坡度等都都是直接接与边坡坡稳定有有关的因因素。平平面上呈呈凹形的的边坡较较呈凸形形的稳定定。（6）地震震地震使边坡坡岩体

22、的的剪应力力增大、抗抗剪强度度降低。（7)地应应力开挖边坡使使边坡岩岩体的初初始应力力状态改改变，坡坡角出现现剪应力力集中带带，坡顶顶与坡面面的一些些部位可可能出现现张应力力区。在在新构造造运动强强烈地区区，开挖挖边坡能能使岩体体中的残残余构造造应力释释放，可可直接引引起边坡坡的变形形破坏。(g)人为为因素边坡不合理理的设计计、开挖挖和加载载、大量量施工用用水的渗渗人及爆爆破等都都能造成成边坡失失稳。三、岩质边边坡的稳稳定性分分析岩质边坡的的稳定性性分析方方法有定定性分析析和定量量分析两两大类其中定定性分析析法包括括（工程程地质类类比法、赤赤乎极射射投影法法，实体体比例投投影法和和摩擦圆圆法）

23、等等，定量量分析法法有（极极限平衡衡法、有有限元法法和概率率法）三三种，它它是根据据某一区区段边坡坡横断面面的岩土土性质，确确定其可可能破坏坏的模式式，并考考虑所受受的各种种荷载(重力、水水作用力力、地震震、爆破破等)对边坡坡的作用用，选择择适当的的参数进进行稳定定性计算算，确定定边坡的的稳定性性。以下下主要介介绍石质质边坡稳稳定性分分析的常常用方法法：工程程地质类类比法，其其它方法法参考其其它书籍籍相关内内容。工程地质类类比法是是在大量量收集边边坡及其其所在地地区地质质资料的的基础上上，综合合考虑影影响边坡坡稳定性性的各种种因素，对对边坡的的稳定状状况和发发展趋势势作出评评估和预预测的边边坡

24、稳定定性分析析方法。是是定性分分析岩质质边坡稳稳定性的的方法之之一。这种方法是是将已有有的天然然边坡或或人工边边坡的应应用经验验(包括稳稳定的或或破坏的的)，用于于新开挖挖边坡的的稳定性性分析，如如坡角或或计算参参数的取取值、边边坡的处处理措施施等，具具有经验验性和地地区性的的特点。因因此，应应用这种种方法对对边坡稳稳定性作作评估和和预测时时，必须须全面分分析已有有边坡与与新开挖挖边坡两两者之间间的地貌貌、地层层岩性、结结构、水水文地质质、自然然环境、变变形主导导因素及及发育阶阶段等方方面的相相似性和和差异性性，同时时还应考考虑工程程的规模模、类型型及其对对边坡的的特殊要要求等，经经综合对对比

25、分析析，才能能确定新新开挖边边坡的边边坡结构构及处治治措施或或对边坡坡的稳定定性做出出评估等等。根据据经验，存存在下列列条件时时对边坡坡稳定性性不利：(1)边坡坡及其邻邻近地段段已有滑滑坡、崩崩塌、陷陷穴等不不良地质质现象存存在。(2)岩质质边坡中中有页岩岩、泥岩岩，片石石等易风风化、软软化岩层层或软硬硬交互的的不利岩岩层组合合。(3)软弱弱结构面面与坡面面倾向一一致或交交角小于于45，且结结构面倾倾角小于于坡角，或或基岩面面倾向坡坡外且倾倾角较大大。(4)地层层渗透性性差异大大，地下下水在弱弱透水层层或基岩岩面上积积聚流动动；断层层及裂隙隙中有承承压水出出露。(5)坡上上有渗水水，水流流冲刷

26、坡坡脚或因因河水位位急剧升升降引起起岸坡内内动水力力的强烈烈作用。(6)边坡坡处于强强震区或或邻近地地段采用用大爆破破施工。应用工程地地质类比比法确定定岩质边边坡设计计参数时时，除考考虑边坡坡上述不不利的地地质水文文条件外外， 应对边边坡岩体体的完整整程度、结结构面组组合情况况和结构构面产状状等工程程地质条条件进行行综合分分析评估估，然后后再确定定安全可可靠经济济合理的的边坡比比和边坡坡结构形形式。用用工程地地质类比比法选取取的边坡坡设计参参数经验验值(如坡角角、计算算参数等等)仅能用用于地质质条件简简单的中中、小型型边坡。表1-51-7可供岩岩质边坡坡设计参参数选取取论证参参考。表1-5 岩

27、质边边坡设计计参数表表边坡岩体类类型风化程度边坡坡比H15mm15mHH300mI类未风化、微微风化1:0.111:00.31:0.111:00.3弱风化1:0.111:00.31:0.331:00.5= 2 * ROMANII类未风化、微微风化1:0.111:00.31:0.331:00.5弱风化1:0.111:00.51:0.551:00.755= 3 * ROMANIII类未风化、微微风化1:0.331:00.5弱风化1:0.331:00.755= 4 * ROMANIV类弱风化1:0.551:11强风化1:0.7751:11注：有可可靠资料料和经验验时可不不受本表表限制；= 2 * G

28、B3类强风风化包括括各类风风化程度度的极软软岩；= 3 * GB3岩体分类类见表1-6。表1-6 岩体分分类表判定条件边坡岩体类型岩体完整程程度结构面结合合程度结构面产状状直立边坡自自稳能力力= 1 * ROMANI完整结构面结合合良好或或一般外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角大大于75或小于3530 m高高边坡长长期稳定定，偶有有掉块= 2 * ROMANII完整结构面结合合良好或或一般外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角753515 m高高边坡稳稳定，1530 m边坡坡欠稳定定完整结构面结合合差外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角大大于75或小于35较

29、完整结构面结合合良好或或一般或或差外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角小小于35，有内内倾结构构面边坡出现局局部塌落落= 3 * ROMANIII完整结构面结合合差外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角35758 m高的的边坡稳稳定，115 mm高的边边坡欠稳稳定较完整结构面结合合良好或或一般或或差外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角3575较完整结构面结合合差外倾结构面面或外倾倾不同结结构面的的组合线线倾角大大于75或小于35较完整（碎碎裂镶嵌嵌结构）结构面结合合良好或或一般结构面无明明显规律律= 4 * ROMANIV较完整结构面结合合差或很很差外倾结构面

30、面以层面面为主，倾倾角多为为35758 m高的的边坡不不稳定不完整（散散体、碎碎裂结构构）碎块间结合合很差注：边坡坡岩体分分类中未未含由软软弱结构构面控制制的边坡坡和倾倒倒崩塌型型破坏的的边坡；I类岩体体为软岩岩、较软软岩时，应应降为II类岩体体；当地下水水发育时时，III，IV类岩体体可视具具体情况况降低一一档；强风化岩岩和极软软岩可划划为IV类岩体体；表中外倾倾结构面面系指倾倾向与坡坡向的夹夹角小于于30的结构构面；岩体完整整理度完完整程度度按表6-7划分。表1-7 岩体完完整理度度完整程程度表岩体完整程程度结构面发育育程序结构面类型型完整性系数数Kv完整结构面12组，以以构造节节理或层层

31、面为主主，密闭闭型巨块状整体体结构0.755较完整结构面23组，以以构造节节理或层层面为主主，裂隙隙多呈密密闭型，部部分为微微张型，少少有充填填物碎块状结构构、层状状结构、镶镶嵌碎裂裂结构0.350.775不完整结构面大于于3组，在在断层附附近受构构造作用用影响较较大，裂裂隙以张张开型为为主，多多有充填填物，厚厚度较大大碎裂状结构构、散体体结构0.355注：完整性性系数Iv=(VR/Vpp)2，式中：VRR弹性纵纵波在岩岩体中的的传播速速度； VPP弹性纵纵波在岩岩块中的的传播速速度。镶嵌碎裂裂结构为为碎裂结结构中碎碎块较大大且相互互咬合、稳稳定性相相对较好好的一种种结构。四、土质边边坡工程程

32、地质问问题（一）土质质边坡破破坏类型型及影响响因素1.土质边边坡破坏坏类型土质边坡的的滑移面面一般是是圆弧形形。边坡坡的破坏坏类型有有深层失失稳破坏坏和浅层破破坏，前前者一般般是在坡坡面2mm以下深深处演化化，产生生剪切滑滑移破坏坏，滑移移面为平平面、楔楔形面或或曲面。这这种破坏坏形式因因滑下的的土方量量大(有时可可达数十十万方)，造成成的危害害极大，因因此必须须避免出出现这种种深层破破坏；后后者一般般发生在在坡面的的表层或或坡面下下不足22m的范范围内。虽虽然滑下下的土石石方量很很小，但但它严重重破坏了了坡面的的植被，对对于这种种破坏也也应有足足够的认认识。2. 影响响边坡稳稳定的因因素影响

33、土质边边坡稳定定的因素素很多，有有地形、地地质、水水文、气气候等各各方面的的因素。由由于重力力作用的的影响，土土坡的稳稳定性随随其高度度及边坡坡的陡度度而变化化，高度度愈大、边边坡愈陡陡，其稳稳定性愈愈低。土土体内若若有水流流下渗，水水对土起起润滑作作用，降降低了土土的抗剪剪强度，从从而降低低土坡的的稳定性性，极易易产生滑滑动，如如边坡坍坍塌经常常发生在在雨季或或暴雨之之后，滑滑坡往往往是由于于地表水水下渗或或地下水水渗流在在土体内内形成了了软弱面面所致。此此外，边边坡土层层倾斜或或夹有软软弱土层层，地面面有张开开裂缝，受受动荷载载或地震震作用，砂砂土振动动液化，以以及河流流对土坡坡脚的冲冲刷

34、淘蚀蚀或人为为开挖山山坡下部部等也可可能造成成土坡失失去平衡衡而发生生坍滑。在在各种外外界因素素中，水水是影响响土坡稳稳定的主主要因素素。土坡坡稳定的的内因在在于土的的物理力力学性质质，其中中土的力力学强度度是土坡坡抵抗破破坏的基基本因素素，对土土坡稳定定性起决决定作用用。土坡滑动失失稳，是是由于土土体内部部发生剪剪切作用用并形成成了贯通通的滑裂裂面，使使土体沿沿此面而而滑动的的剪切破破坏。原原因是作作用于土土坡的外外荷和土土坡白重重应力在在滑裂面面上产生生的剪应应力超过过了土的的抗剪强强度，因因此研究究剪切面面上的应应力条件件是土坡坡稳定分分析的核核心问题题。大量量的观察察调查证证实：黏黏性

35、土坡坡破坏时时的滑裂裂面近似似圆柱面面，在横横断面上上呈圆弧弧形；砂砂性土的的滑裂面面近似一一个平面面，在横横断面上上为一条条直线。（二）土坡坡稳定性性分析方方法分析土坡稳稳定性时时，一般般假设土土坡是沿沿着圆弧弧滑裂面面或直线线滑裂面面而滑动动，以简简化土坡坡稳定验验算的方方法。瑞典工程师师费兰纽纽斯(Feelleeniuus)根据黏黏性土坡坡的滑裂裂面呈圆圆弧形，首首先提出出了用圆圆弧法验验算边坡坡的稳定定性，这这种方法法在验算算土坡稳稳定性时时把滑动动体分为为若干土土条，用用滑裂面面上的抗抗滑力矩矩与下滑滑力矩之之比值来来确定边边坡的稳稳定程度度，因此此，也称称为条分分法或瑞瑞典法。其其

36、后，各各国学者者以圆弧弧滑面为为前提，又又提出了了摩擦圆圆法(圆法)、应力力总和法法、有效效应力法法、台罗罗尔图解解法以及及半图解解法等，这这些方法法考虑的的因素和和适用条条件虽有有所不同同，但都都是基于于圆弧滑滑裂面假假定并从从极限平平衡状态态出发来来分析边边坡的稳稳定。因因此，圆圆弧条分分法仍为为使用最最广泛的的一种基基本方法法。此外外，用极极限平衡衡理论分分析砂性性土边坡坡稳定时时，假定定滑裂面面为平面面，验算算方法如如库尔曼曼(Cuulmannn)法，也也有的验验算方法法假设滑滑裂面为为对数螺螺旋线及及不规则则滑面等等。除上述极限限平衡法法外，近近年还提提出了一一些新的的土坡稳稳定性验

37、验算方法法，如极极限分析析法，它它与建立立在极限限平衡理理论基础础上的方方法不同同，这种种方法考考虑了土土的应力力-应变关关系，是是土坡分分析的新新方法。土坡的稳定定程度，通通常用安安全系数数(稳定系系数)来评价价，它表表明土坡坡在可能能的最不不利条件件下具有有的安全全保证。土土坡的安安全系数数可定义义为滑面面上的抗抗滑力矩矩与滑动动力矩之之比，即即Fs=Mr/Ms或实实有的抗抗剪强度度S，与维维持极限限平衡所所需的抗抗剪强度度Sd之比，即即Fs=S/SSd；或是是实有的的凝聚力力C与维持持极限平平衡所需需的凝聚聚力Cd之比，即即Fc=C/CCd(它表示示凝聚力力部分的的平均安安全系数数)；也

38、有有用摩擦擦角，临临界高度度表示的的，其表表达式分分别为F=taan/taanc和FH=Hc/H，前者者表示抗抗剪强度度中实有有的摩擦擦强度与与维持极极限平衡衡需要的的摩擦强强度之比比，为抗抗剪强度度中摩擦擦部分的的平均安安全系数数；后者者FH是对高高度的安安全系数数，临界界高度Hc是土坡坡能保持持稳定的的最大高高度，H为实际际高度。安安全系数数的不同同表达方方式都是是在不同同情况下下为应用用而提出出的，其其可靠程程度在很很大程度度上决定定于计算算中选用用的土的的物理力力学性质质指标(主要是是土的抗抗剪强度度指标C，和土的的重度值)必须得得当，才才能使验验算符合合实际。同同时，在在进行边边坡稳

39、定定性设汁汁时，Fs值应选选取适当当，根据据大量的的工程实实践经验验，公路路路基边边坡的值值一般取取12515，在般情况况下，只只要抗剪剪强度参参数取值值合理，土土坡的安安全系数数达到了了规定值值。土坡坡的安全全保障是是足够的的，经济济上也是是合理的的。为了对土坡坡稳定性性作出准准确的评评价，必必须做好好勘探、调调查工作作。收集集地形、地地质、水水文等资资料，并并对这些些资料进进行认真真地分析析研究，选选择适当当的验算算方法，然然后按照照土坡稳稳定性设设计要求求做出设设计，确确保土坡坡在各种种自然因因素作用用下具有有足够的的稳定性性和经济济性。五、工程实实例本节以三峡峡对外交交通公路路下涝溪溪

40、大桥岸岸坡稳定定性分析析为例，说说明边坡坡工程地地质问题题及各种种分析方方法的综综合运用用。（一）地质质概况三峡对外交交通公路路下涝溪溪特大桥桥，总长长2800.6m，位位于宜昌昌北郊，以以连续刚刚构拱桥桥凌空横横跨下涝涝溪，主主跨1775m，桥桥面距谷谷底水面面1377m。该该桥主跨跨桥墩墩墩高300余m，左岸岸主桥墩墩设置在在谷坡坡坡度达778、陡坡坡高达772m，距距坡顶仅仅4m的灰灰质白云云岩岸坡坡上，基基础埋深深约100m。建建设单位位要求论论证该桥桥墩所在在岸坡的的稳定坡坡角及岸岸坡的稳稳定性，以以便为该该桥施工工处理提提供依据据。该岸岸坡属复复杂岩石石边坡，采采用综合合分析方方法

41、进行行稳定性性评价。下涝溪大桥桥处基岩岩为寒武武系上统统三游洞洞组灰质质白云岩岩，中厚厚层状，层层厚O.20.6 mm，产状状N30034E/6llS，向左左岸坡内内及下游游倾斜。基基岩中主主要发育育有两组组节理，产产状分别别为N 3035E80N和N 22434W，7682S，节理理间距00.408m。由由于风化化溶蚀作作用，地地表裂隙隙呈开口口状，隙隙宽14mmm，延长长212mm。大桥设计为为钢管混混凝土拱拱桥，设设两墩、两两台，转转体法施施工。右右墩设在在右岸缓缓坡台地地上，左左岸主桥桥墩设在在左岸沟沟底公路路高陡边边坡坡顶顶处。左左墩所处处岸坡大大致呈三三段折线线形。从从水面起起，第

42、一一段至沟沟底老公公路(宜莲公公路)路面，高高约200 m，坡坡度255，表面面为修筑筑公路的的填土；第二段段从沟底底公路路路面至陡陡壁坡顶顶，坡高高70余m，坡角角近800，新建建下涝溪溪大桥左左墩即设设在此陡陡坡坡顶顶下；第第三段为为陡壁以以上山顶顶部分，坡坡度约33040。修建建桥墩时时，已在在陡部开开挖出一一块深约约20mm左右的的平台以以设置桥桥墩基础础，墩基基边缘距距陡壁边边缘仅44m。墩基处陡壁壁呈凹形形，表面面光滑无无植被。壁壁顶墩左左侧有深深达255 m左左右的平平行岸坡坡张开裂裂缝将岩岩体完全全切割，切切割体厚厚度约为为46m。该该裂缝是是由节理理发育而而成的。在在陡壁上上

43、部，可可发现数数处该类类裂缝发发育后坡坡面崩落落时留下下的较光光滑的面面壁，局局部可呈呈负坡。陡陡壁下部部原公路路开挖的的边坡面面为两组组陡节理理形成的的锯齿状状，并有有层面下下岩块塌塌落而形形成的悬悬空反台台阶状。野外观察表表明,建桥处处河谷两两侧岸坡坡均可发发现光滑滑陡壁不不连续出出现，其其陡壁的的形成多多与节理理产状一一致，表表明陡壁壁是沿节节理发育育的,但光滑滑陡壁的的形成是是溶蚀的的结果；在野外外没有发发现明显显的新近近陡坡崩崩落的痕痕迹;在岸坡坡顶部，岩岩体大都都因卸荷荷和风化化呈松动动状，块块度在24m左右右。岸坡岩体风风化轻微微,结构面面回弹值值为322，新鲜鲜岩石回回弹值为为

44、40。对左墩所处处部位的的工程地地质条件件及岩体体结构特特征的仔仔细观测测认为，在在天然状状态下，墩墩位处的的陡壁上上缘存在在的陡节节理切割割的岩体体有继续续崩落的的趋势；但考虑虑到节理理倾角在在76以上，层层面反倾倾，在岩岩体完整整处,陡壁的的天然坡坡角可维维持在略略大于770的水平平。桥墩修建后后,陡壁的的天然状状态已不不存在，在在陡壁上上，特别别是在陡陡壁顶部部边缘处处，由于于的作用用有额外外的应力力增量产产生,有溶蚀蚀迹象的的陡壁岩岩体强度度的弱化化也应考考虑。因因此，桥桥壁及桥桥墩的稳稳定性由由增加的的应力(主要是是剪应力力)与陡壁壁岩体的的强度来来决定。（二）变形形破坏模模式的模模拟结果果及分析析为了分析岸岸坡陡壁壁在加桥桥载作用用下的破破坏特特特征和破破坏过程程，考虑虑按加载载模型模模拟计算算岸坡陡陡壁岩体体的破坏坏发展过过程。在岸坡陡壁壁顶修筑筑桥墩后后，