中国地质大学远程教学斜坡地质灾害

中国地质大学远程教学斜坡地质灾害第1页/共136页26.1地斜坡地质灾害的类型及其影响因素6.2崩塌6.3滑坡6.4泥石流主要内容第2页/共136页36.1斜坡地质灾害的类型及其影响因素

斜坡是指地表一切具有侧向临空面的地质坡体，是一类广泛的地貌类型。斜坡可以是在自然营力下形成天然斜坡，如河谷岸坡或山坡等；也可以是人为开挖或填筑形成的人工边坡，如露采矿山边坡、基坑边坡或路堤边坡等。斜坡地质灾害可以由地震活动、强降水过程而触发，但主要的作用营力是斜坡岩土体自身的重力。在某种意义上讲，这类地质灾害是内、外营力地质作用共同作用的结果。第3页/共136页46.1.1斜坡应力分布特征（1）斜坡周围主应力迹线发生明显偏转愈接近临空面,最大主应力s1愈接近平行于临空面,s3与之正交,向坡内逐渐恢复到原始状态。（2）在坡脚及坡肩附近形成应力集中区坡脚附近最大主应力显著增高,且愈近表面愈高;最小主应力显著降低。这一带是坡体中应力差或最大剪应力最高的部位，形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压裂面。在坡顶面和坡面的某些部位,坡面的径向应力和坡顶面的切向力可转化为拉应力,形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。第4页/共136页56.1.1斜坡应力分布特征（续1）（3）与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。（4）坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力态。图6-1斜坡内部应力迹线示意图第5页/共136页66.1.2斜坡变形破坏基本形式（1）斜坡变形斜坡受到侵蚀卸荷作用和开挖卸荷等作用所产生的应力释放效应，而引起的斜坡表层岩土体的弹塑性回弹和蠕变位移。通常表现为4种变形形式：卸荷回弹卸荷、初始应力释放→侧应力减弱→产生张裂面。拉裂斜坡形成过程中，在坡面和坡顶形成的张力带中拉应力集中形成拉张裂缝。第6页/共136页76.1.2斜坡变形破坏基本形式（续1）（1）斜坡变形蠕滑

斜坡岩土体在自重应力为主的长期作用下,向临空面方向的缓慢而持续的变形。

A表层蠕滑B深层蠕滑按其形成机制特点可分为两种：软弱基座蠕滑和坡体蠕滑（受软弱结构面控制）。图6-2斜坡蠕滑变形示意图第7页/共136页86.1.2斜坡变形破坏基本形式（续2）（1）斜坡变形弯曲倾倒

图6-3弯曲倾倒变形示意图

陡坡或直立板状岩体组成的斜坡,当岩层走向与坡面走向大致相同时，在自重的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展的变形，称为弯曲倾倒。第8页/共136页96.1.2斜坡变形破坏基本形式（续3）（2）斜坡破坏斜坡破坏的类型多样，常见的有四种：崩塌：陡坡上的岩土体产生以下落运动为主（移动、滚动、跳跃）的破坏现象。（土崩、岩崩）。滑坡：斜坡岩土体依附于内在的或潜在的贯通结构面，在外力作用下，失去原来的平衡状态，产生了以水平运动为主的滑动现象。表层流动

落石第9页/共136页106.1.2斜坡变形破坏基本形式（续4）（3）斜坡地质灾害类型表6-1斜坡地质灾害综合分类表第10页/共136页116.1.2斜坡变形破坏基本形式（续5）（4）斜坡地质灾害的影响因素

影响斜坡地质灾害的因素相当复杂，总体上可分为地质因素及非地质因素两类，前者指崩滑流灾害发生的物质基础，后者则是发生崩滑流灾害外动力因素或触发条件。重力是斜坡地质灾害的内在动力，地形地貌、地质结构、地层岩性、岩土体结构特征、新构造活动及地下水等条件是影响斜坡失稳的主要自然因素，而大气降水及爆破、人工开挖和地下开采等人类工程活动对斜坡的变形破坏起着重要的诱发作用。第11页/共136页126.1.2斜坡变形破坏基本形式（续6）（5）中国崩塌、滑坡和泥石流的发育规律

中国是世界上崩塌、滑坡、泥石流灾害最严重的国家之一。据段永侯(1993)资料，全国共发育有特大型崩塌51处、滑坡140处、泥石流149处；较大崩塌2984处以上、滑坡2212处以上、泥石流2277处以上；我国各省区特大、较大型崩滑流的分布情况如图6-5所示。图6-5中国特大、较大崩滑流分布直方图第12页/共136页136.1.2斜坡变形破坏基本形式（续7）（5）中国崩塌、滑坡和泥石流的发育规律2010年全国共发生地质灾害30670起，其中滑坡22329起、崩塌5575起、泥石流1988起、地面塌陷499起、地裂缝238起、地面沉降41起；造成人员伤亡的地质灾害382起，2246人死亡、669人失踪、534人受伤；直接经济损失63.9亿元。与去年同期相比，发生数量、造成的死亡失踪人数和直接经济损失均有较大幅度增加。图6-62010年全国地质灾害数量百分比饼图第13页/共136页146.1.2斜坡变形破坏基本形式（续8）（5）中国崩塌、滑坡和泥石流的发育规律图6-7崩滑流地质灾害分布图

除上海等个别省市外，全国32个省市均受到不同程度的危害。我国中部的辽、京、冀、晋、陕、甘、鄂、川、滇、黔地区，尤其是川滇山地、鄂西山地、秦岭、黄土高原、燕山山地、辽东山地是灾害最严重地区。第14页/共136页156.2崩塌

崩塌的过程表现为岩块（或土体）顺坡猛烈地翻滚、跳跃，并相互撞击，最后堆积于坡脚，形成倒石堆。崩塌的主要特征为：下落速度快、发生突然；崩塌体脱离母岩而运动；下落过程中崩塌体自身的整体性遭到破坏；崩塌物的垂直位移大于水平位移。具有崩塌前兆的不稳定岩土体称为危岩体。崩塌运动的形式主要有两种：一种是脱离母岩的岩块或土体以自由落体的方式而坠落，另一种是脱离母岩的岩体顺坡滚动而崩落。第15页/共136页166.2.1崩塌的成因条件（1）地形地貌

崩塌是在特定自然条件下形成的。地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础；降雨、地下水作用、振动力、风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要的作用。

崩塌的形成要有适宜的斜坡坡度、高度和形态，以及有利于岩土体崩落的临空面。第16页/共136页176.2.1崩塌的成因条件（续1）（1）地形地貌

崩塌多发生于坡度大于55°、高度大于30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。据我国西南地区宝成线风州工务段辖区57个崩塌落石点的统计数据，有75.4％的崩塌落石发生在坡度大于45°的陡坡。坡度小于45°的14次均为落石，而无崩塌，而且这14次落石的局部坡度亦大于45°，个别地方还有倒悬情况。表6-2崩塌落石与边坡坡度关系的统计第17页/共136页186.2.1崩塌的成因条件（续2）（2）地层岩性与岩体结构

岩性对岩质边坡的崩塌具有明显控制作用。一般来讲，块状、厚层状的坚硬脆性岩石常形成较陡峻的边坡，若构造节理和（或）卸荷裂隙发育且存在临空面，则极易形成崩塌。相反，软弱岩石易遭受风化剥蚀，形成的斜坡坡度较缓，发生崩塌的机会小得多。土质边坡的崩塌类型有溜塌、滑塌和堆塌，统称为坍塌。按土质类型，稳定性从好到差的顺序为碎石土＞粘砂土＞砂粘土＞裂隙粘土；按土的密实程度，稳定性由大到小的顺序为密实土＞中密土＞松散土。地层岩性第18页/共136页196.2.1崩塌的成因条件（续3）（2）地层岩性与岩体结构

高陡边坡有时高达上百米甚至数百米，在不同部位、不同坡段发育有方向、规模各异的结构面，它们的不同组合构成了各种类型的岩体结构。各种结构面的强度明显低于岩块的强度；因此，倾向临空面的软弱结构面的发育程度、延伸长度以及该结构面的抗拉强度是控制边坡产生崩塌的重要因素。岩体结构第19页/共136页206.2.1崩塌的成因条件（续4）（3）地质构造区域性断裂构造对崩塌的控制作用主要表现为：当陡峭的斜坡走向与区域性断裂平行时，沿该斜坡发生的崩塌较多。在几组断裂交汇的峡谷区，往往是大型崩塌的潜在发生地。断层密集分布区岩层较破碎，坡度较陡的斜坡常发生崩塌或落石。断裂构造对崩塌的控制作用第20页/共136页216.2.1崩塌的成因条件（续5）（3）地质构造褶皱构造对崩塌的控制作用

褶皱核部岩层变形强烈，常形成大量垂直层面的张节理。在多次构造作用和风化作用的影响下，破碎岩体往往产生一定的位移，从而成为潜在崩塌体（危岩体）。

褶皱轴向垂直于坡面方向时，一般多产生落石和小型崩塌。

褶皱轴向与坡面平行时，高陡边坡就可能产生规模较大的崩塌。

在褶皱两翼，当岩层倾向与坡向相同时，易产生滑移式崩塌；特别是当岩层构造节理发育且有软弱夹层存在时，可以形成大型滑移式崩塌。第21页/共136页226.2.1崩塌的成因条件（续6）（4）地下水对崩塌的影响地下水对崩塌的影响表现为：

充满裂隙的地下水及其流动对潜在崩塌体产生静水压力和动水压力。

裂隙充填物在水的软化作用下抗剪强度大大降低。

充满裂隙的地下水对潜在崩落体产生浮托力。

地下水降低了潜在崩塌体与稳定岩体之间的抗拉强度。边坡岩体中的地下水大多数在雨季可以直接得到大气降水的补给，在这种情况下，地下水和雨水的联合作用，使边坡上的潜在崩塌体更易于失稳。第22页/共136页236.2.1崩塌的成因条件（续7）（5）地振动对崩塌的影响

地震、人工爆破和列车行进时产生的振动可能诱发崩塌。地震时，地壳的强烈震动可使边坡岩体中各种结构面的强度降低，甚至改变整个边坡的稳定性，从而导致崩塌的产生。因此，在硬质岩层构成的陡峻斜坡地带，地震更易诱发崩塌。

列车行进产生的振动诱发崩塌落石的现象在铁路沿线时有发生。在宝成线K293+365m处，1981年8月16日当812次货物列车经过时，突然有720m3岩块崩落，将电力机车砸入嘉陵江中，并造成7节货车车箱颠覆。第23页/共136页246.2.1崩塌的成因条件（续8）（6）人类活动的影响

修建铁路或公路、采石、露天开矿等人类大型工程开挖常使自然边坡的坡度变陡，从而诱发崩塌。

宝成线宝鸡至洛阳段因采用大爆破引起的崩塌落石有7处，其中一处是在大爆破后3小时产生的，崩塌体积约20×104m3。1994年4月30日，发生于重庆市武隆县境内乌江鸡冠岭山体崩塌虽然是多种因素综合作用的结果，但在乌江岸边修路爆破和在山锹中段开采煤矿等人类活动是重要的诱发因素。第24页/共136页256.2.2崩塌的力学机制（1）倾倒崩塌

在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等地貌单元的陡坡上，经常见有巨大而直立的岩体以垂直节理或裂隙与稳定的母岩分开。这种岩体在断面图上呈长柱形，横向稳定性差。如果坡脚遭受不断地冲刷掏蚀，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。这类崩塌的特点是崩塌体失稳时，以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒。第25页/共136页266.2.2崩塌的力学机制（续1）（1）倾倒崩塌

这种崩塌模式的产生有多种途径：①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；②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；③当坡脚由软岩层组成时，雨水软化坡脚产生偏压，引起崩塌；④直立岩体在长期重力作用下，产生弯折也能导致这种崩塌。如图所示的三峡库区的链子崖危岩体就属于典型的倾倒式崩塌类型。图6-8倾倒式崩塌第26页/共136页276.2.2崩塌的力学机制（续2）（2）滑移崩塌

临近斜坡的岩体内存在软弱结构面时，若其倾向与坡向相同，则软弱结构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。一旦不稳定岩体的重心滑出陡坡，就会产生突然的崩塌。除重力外，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。在某些条件下，地震也可引起滑移崩塌。图6-9潜在滑移崩塌第27页/共136页286.2.2崩塌的力学机制（续3）（3）鼓胀崩塌

若陡坡上不稳定岩体之下存在较厚的软弱岩层或不稳定岩体本身就是松软岩层，深大的垂直节理把不稳定岩体和稳定岩体分开，当连续降雨或地下水使下部较厚的松软岩层软化时，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。图6-10鼓胀式崩塌第28页/共136页296.2.2崩塌的力学机制（续4）（4）拉裂崩塌

当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，上部坚硬岩层在断面上常常突悬出来。在突出的岩体上，通常发育有构造节理或风化节理。在长期重力作用下，节理逐渐扩展。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。除重力的长期作用外，震动力、风化作用（特别是寒冷地区的冰劈作用）等都会促进拉裂崩塌的发生。图6-11拉裂式崩塌—长江三峡链子崖危岩体第29页/共136页306.2.2崩塌的力学机制（续5）（5）错断崩塌

陡坡上长柱状或板状的不稳定岩体，当无倾向坡外的不连续面和较厚的软弱岩层时，一般不会发生滑移崩塌和鼓胀崩塌。但是，当有强烈震动或较大的水平力作用时，可能发生如前所述的倾倒崩塌。此外，在某些因素作用下，可能使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，仅靠后缘上部尚未剪断的岩体强度维持暂时的稳定平衡。随着后缘剪切面的扩展，剪切应力逐渐接近并大于危岩与母岩连接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌。第30页/共136页316.2.2崩塌的力学机制（续6）（5）错断崩塌

另外一种错断崩塌的发生机制是：锥状或柱状岩体多面临空，后缘分离，仅靠下伏软基支撑。当软基的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。产生错断崩塌的主要原因是由于岩体自重所产生的剪应力超过了岩石的抗剪强度。地壳上升、流水下切作用加强、临空面高差加大等，都会导致长柱状或板状岩体在坡脚处产生较大的自重剪应力，从而发生错断崩塌。人工开挖的边坡过高过陡也会使下部岩体被剪断而产生崩塌。图6-12鼓胀式崩塌第31页/共136页326.2.4崩塌稳定性评价

崩塌稳定性评价常采用的方法有地质历史分析法、刚体极限平衡法、数值模拟法、地质力学模拟试验法和长期监测法。（1）地质历史分析法

地质历史分析法是根据勘查和其它方法所获得的资料，运用工程地质学等多学科知识对潜在崩塌体进行稳定性分析的一种方法。它包括变形史分析法、工程地质类比法、岩体稳定的结构分析法（含图解分析法）以及其它一些分析方法。第32页/共136页336.2.4崩塌稳定性评价（续1）（1）地质历史分析法岩体稳定的结构分析法

岩体稳定的结构分析法，主要基于岩体结构及其特性，依据岩体中结构体之间相互依存、相互制约的关系，抓住主要结构面并根据结构面之间、结构面与临空面之间组合关系，确定可能失稳的结构体的形态、规模与空间分布，同时判定不稳定块体可能移动的方向和破坏方式。结构分析法主要采用图解分析法。图解分析法主要有边坡稳定摩擦圆法、玫瑰图法、赤平极射投影法、节理统计极点图与等密度图、平面投影法和实体比例投影法等。第33页/共136页346.2.4崩塌稳定性评价（续2）（1）地质历史分析法工程地质类比分析法

依据相似性原则将已经发生过的崩滑的地质体特征、形成条件、驱动力、崩塌类型和形成机理等先验实例与被勘查对象进行类比，分析其稳定性，其实质是把集成经验（理论）应用到条件相似的工程中去。类比的相似性原则，包含下列方面：崩滑体岩体性质、主控结构面、岩土体结构、斜坡结构和崩滑体介质结构条件等的相似性。崩滑体赋存条件的相似性。动力因素的相似性。发育阶段的相似性等。第34页/共136页356.2.4崩塌稳定性评价（续3）（1）地质历史分析法变形史分析法

变形史分析法主要依据崩塌发育规律中的发生周期性和阶段性特征，追溯潜在崩塌体的变形发育史，判定其现今所处阶段，进而分析其稳定性。分析内容包括：崩滑体发育的区域性规律，包括周期性、阶段性、时段性、动力因素及诱发因素的统一性。根据被勘查崩滑体的变形形迹和变形速率（监测资料），分析崩滑体现今所处的发育阶段。调查了解其变形历史，包括访问和搜集地方志和有关的资料。第35页/共136页366.2.4崩塌稳定性评价（续4）（1）地质历史分析法地质综合分析

在上述各项分析的基础上，对被勘查的崩滑体的形体特征、地质构成、成灾条件、成灾动力、成灾因素、成灾机理、变形破坏形式和特征、失稳条件和机制等进行全面系统地整理、归纳，进而评价崩塌体现阶段的稳定性，并预测其发展趋势、评价其失稳的必要条件、相关因素、失稳的可能性和失稳的规模、方式、方向，预测失稳的时间。第36页/共136页376.2.4崩塌稳定性评价（续5）（2）极限平衡法基本原理

采用静力学解析法，建立在塑性极限平衡概念基础上，以库仑强度准则进行静定问题求解，对于超静定问题则采用假定法消去多余的未知数使之转化为静定问题。针对已有界面，进行整体力矩平衡计算或力的平衡计算，以其比值作为稳定性系数来表示其稳定性。由于崩塌的模式不同，需要采用不同的计算方法。目前仍以二维计算较为多见。第37页/共136页386.2.4崩塌稳定性评价（续6）（2）极限平衡法极限平衡法的应用特点

岩土体变形中存在极为复杂的应力-应变关系，包括从峰值强度到残余强度的特性，各种岩土体材料的各向异性、孔隙水压力的变化、地震动力反应等。极限平衡法把影响岩土体抗剪强度的主要因素高度概化地纳入计算，是其显著优点之一。第38页/共136页396.2.4崩塌稳定性评价（续7）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算

滑移型崩塌体稳定性主要取决于崩塌体底面处的抗滑力和下滑力，在实际计算假设崩塌体的受力集中在底面，可将计算力学模型简化为图6-13进行计算，计算中假设崩塌体后缘无陡倾裂隙，若存在陡倾裂隙，可按照下一节岩质滑坡稳定性计算公式进行计算。则滑移性崩塌体的稳定性系数可表示为下式：第39页/共136页406.2.4崩塌稳定性评价（续8）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算式中：V——裂隙水压力(kN／m)，采用静水压力值，与充水高度有关；

F——崩塌体稳定性系数；

c——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权的加权平均值；

——后缘裂隙内摩擦角标准值(º)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权的加权平均值；

α——滑面倾角(º)；

W——危岩体自重(kN／m)；第40页/共136页416.2.4崩塌稳定性评价（续9）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算图6-13滑移式崩塌体稳定性计算（后缘无陡倾裂隙）第41页/共136页426.2.4崩塌稳定性评价（续10）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算

倾倒式崩塌体稳定性计算时，可将崩塌体力学计算模型简化为图6-14和图6-15，其稳定性系数通过力矩的平衡来表示。图6-14倾倒式崩塌体稳定性计算（由后缘岩体抗拉强度控制）图6-15倾倒式崩塌体稳定性计算（由底部岩体抗拉强度控制）第42页/共136页436.2.4崩塌稳定性评价（续11）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算(图6-14)：当崩塌体重心在倾覆点之外时，稳定性系数表示为：第43页/共136页446.2.4崩塌稳定性评价（续12）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算(图6-14)：当崩塌体重心在倾覆点之内时，稳定性系数表示为：第44页/共136页456.2.4崩塌稳定性评价（续13）式中：h——后缘裂隙深度(m)；

——

后缘裂隙充水高度(m)；

H——后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离(m)；

a——危岩体重心到倾覆点的水平距离(m)；

b——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离(m)；

——危岩体重心到倾覆点的垂直距离(ｍ)；

——危岩体抗拉强度标准值(kPa)，根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定；

α——危岩体与基座接触面倾角(º)，外倾时取正值，内倾时取负值；

β——后缘裂隙倾角(º)。第45页/共136页466.2.4崩塌稳定性评价（续14）（2）极限平衡法滑移型崩塌极限平衡计算由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算(图6-15)：式中各符号意义同前。第46页/共136页476.2.4崩塌稳定性评价（续15）（2）极限平衡法坠落式崩塌体稳定性计算对后缘有陡倾裂隙的悬挑式崩塌体可按下列二式计算，稳定性系数取两种计算结果中的较小值(图6-16)：图6-16坠落式崩塌体稳定性计算（后缘有陡倾裂隙）第47页/共136页486.2.4崩塌稳定性评价（续16）（2）极限平衡法坠落式崩塌体稳定性计算式中：——危岩抗弯力矩计算系数，依据潜在破坏面形态取值，一般可取1／12～1／6，当潜在破坏面为矩形时可取1／6；

——危岩体重心到潜在破坏面的水平距离(m)；

——危岩体重心到过潜在破坏面形心的铅垂距离(m)；

——危岩体抗拉强度标准值(kPa)，根据岩石抗拉强度标准值乘以0.20的折减系数确定；

——危岩体粘聚力标准值(kPa)；

——危岩体内摩擦角标准值(º)。第48页/共136页496.2.4崩塌稳定性评价（续17）（2）极限平衡法坠落式崩塌体稳定性计算对后缘无陡倾裂隙的悬挑式崩塌体按下列二式计算，稳定性系数取两种计算结果的较小值(图6-17)：图6-17坠落式崩塌体稳定性计算（后缘无陡倾裂隙）第49页/共136页506.2.4崩塌稳定性评价（续18）（2）极限平衡法坠落式崩塌体稳定性计算式中：——危岩体后缘潜在破坏面高度(m)；

——危岩体抗拉强度标准值(kPa)，根据岩石抗拉强度标准值乘以0.30的折减系数确定；其它符号意义同前。第50页/共136页516.2.4崩塌稳定性评价（续19）（2）极限平衡法坠落式崩塌体稳定性计算

以上崩塌体稳定性计算均为较概化的模型，当崩塌体破坏模式难以确定时，应同时进行各种可能破坏模式的稳定性计算。按崩塌体稳定系数判断其稳定状态时，可采用表6-4的规定。表6-4崩塌体稳定状态第51页/共136页526.2.4崩塌稳定性评价（续20）（3）有限单元法基本原理

根据岩体结构特性，有限单元法的力学模型归纳为线弹性力学模型和非线性力学模型。后者模拟岩体的不连续性和强度上的各向异性等，可以用于模拟软层、滑带等。目前，有限单元法在求解像弹塑性及流变、动力、非稳态渗流等时间相关问题以及温度场、渗流、应力场的耦合问题等复杂的非线性问题中的效能，已使其成为在岩石力学中应用最广泛的数值分析手段。有限单元法发展甚为迅速，接触－摩擦单元、随机有限元、损伤有限元相继提出，三维有限元开始应用，均表明有限单元法日趋发展和深化。第52页/共136页536.2.4崩塌稳定性评价（续21）（3）有限单元法有限单元法的应用特点

有限单元法的优点在于，部分地考虑了岩土体的应力-应变特征，能避免将坡体视为刚性块体过于简化计算边界条件的缺点，能够较接近实际地刻画崩滑体的变形破坏机理，计算其变形方向和变形量。由于岩土体应力应变情况和地质材料力学特性的各向异性均极为复杂，有限单元法尚处于简单模拟阶段，如何深入全面地将各种因素在计算分析中反映和深化仍是今后研究的重大课题。第53页/共136页546.2.4崩塌稳定性评价（续22）（4）地质力学模拟试验

模拟试验是以实验室的有限空间和时间对规模巨大的、历时长久的自然现象和作用进行规律性探索，通过试验直接求解，遵守量纲原则和相似原则。在崩滑灾害稳定性研究中，常用的试验主要是地质力学模拟试验（自重力场边坡结构模拟试验、离心力模拟试验、底面摩擦模拟试验）等。第54页/共136页556.2.5崩塌的防治（1）防治原则

崩塌落石灾害具有高速运动、高冲击能量、多发性、在特定区域发生时间和地点的随机性、难以预测性和运动过程的复杂性等特征。因此，发生在道路沿线、工业或民用建筑设施附近的崩塌落石，常会导致交通中断、建筑物毁坏和人身伤亡等事故。

对于崩塌而言，在整治过程中，必须遵循标本兼治、分清主次综合治理、生物措施与工程措施相结合、治理危岩与保护自然生态环境相结合的原则。通过治理，最大限度降低危岩失稳的诱发因素，达到治标又治本的目的。第55页/共136页566.2.5崩塌的防治（续1）（1）防治原则

许多崩塌区都是山清水秀的自然风景区，是游人观赏自然景观的理想场所。危岩本身既是崩塌灾害的祸根，也是一种景观资源。因此，危岩崩塌整治工程必须兼顾艺术性与实用性，把治岩、治坡、治水与开发旅游资源结合起来，达到除害兴利的目的。同时，治理危岩、防止崩塌应采取一次性根治不留后患的工程措施；对开辟为观光游览区的危岩地带，采取生物措施治理时应慎重选择植物种类，宜种草不宜植树，防止根系发达的树种对危岩的稳定性产生负作用。第56页/共136页576.2.5崩塌的防治（续2）（1）防治措施

崩塌落石本身仅涉及少数不稳定的岩块，它们通常并不改变斜坡的整体稳定性，亦不会导致有关键筑物的毁灭性破坏。因此，防止落石造成道路中断、建筑物破坏和人身伤亡是整治崩塌危岩的最终目的。这就是说，防治的目的并不是一定要阻止崩塌落石的发生，而是要防止其带来的危害。因此，崩塌落石防治措施可分为防止崩塌发生的主动防护和避免造成危害的被动防护两种类型。具体方法的选择取决于崩塌落石历史、潜在崩塌落石特征及其风险水平、地形地貌及场地条件、防治工程投资和维护费用等。第57页/共136页586.2.5崩塌的防治（续3）（1）防治措施

图6-18列出了主要的崩塌防治措施，图中SNS为安全网系统（SafetyNettingSystem）的简称。图6-18崩塌落石防治主要措施第58页/共136页596.2.5崩塌的防治（续4）（1）防治措施修筑拦挡建筑物

对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等，遮挡建筑物形式有明洞、棚洞等（图6-19）。在危岩带下的斜坡上，大致沿等高线修建拦石堤兼挡土墙，即可拦截上方危岩掉落石块，又可保护堆积层斜坡的相对稳定状态，对危岩下部也可起到反压保护作用。第59页/共136页606.2.5崩塌的防治（续5）（1）防治措施修筑拦挡建筑物图6-19崩塌防治工程措施示意图第60页/共136页616.2.5崩塌的防治（续6）（1）防治措施支撑与坡面防护

支撑是指对悬于上方、以拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固，以达到治理危岩的目的。对危险块体连片分布，并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区，首先清除部分松动块体，修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。锚固

板状、柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落，利用预应力锚杆或锚索可对其进行加固处理，防止崩塌的发生。锚固措施可使监空面附近的岩体裂缝宽度减小，提高岩体的完整性。因此，锚杆或锚索是一种重要的斜坡加固措施。该方法适用于危岩体上部的加固。第61页/共136页626.2.5崩塌的防治（续7）（1）防治措施图6-21预防崩塌落石的明洞图6-20高速公路两侧的落石槽第62页/共136页636.2.5崩塌的防治（续8）（1）防治措施图6-23锚索墙加固崩塌体图6-22崩塌支撑垛第63页/共136页646.2.5崩塌的防治（续9）（1）防治措施灌浆加固

固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。经验表明，水泥灌浆加固可使岩体抗拉强度提高0.1MPa，相当于安全系数提高50%以上。在施工顺序上，一般先进行锚固，再逐段灌浆加固。疏干岸坡与排水防渗

通过修建地表排水系统，将降雨产生的径流拦截汇集，利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水，可利用排水孔将地下水排出，从而减小孔隙水压力、减低地下水对滑坡岩土体的软化作用。第64页/共136页656.2.5崩塌的防治（续10）（1）防治措施软基加固

保护和加固软基是崩塌防治工作中十分重要的一环。对于陡崖、县崖和危岩下裸露的泥岩基座，在一定范围内喷浆护壁可防止进一步风化，同时增加软基的强度。若软基已形成风化槽，应根据其深浅采用嵌补或支撑方式进行加固。线路绕避

对可能发生大规模崩塌的地段，即使是采用坚固的建筑物，也经受不了大型崩塌的破坏，故铁路或公路必须设法绕避。根据当地的具体情况，或绕到河谷对岩、远离崩塌体，或移至稳定山体内以隧道通过。第65页/共136页666.2.5崩塌的防治（续11）（1）防治措施加固山坡和路堑边坡

在临近道路路基的上方，如有悬空的危岩或体积巨大的危石威胁行车安全，则应采用修筑与地形相适应的支护、支顶等支撑建筑，或是用锚固方法予以加固；对深凹的坡面须进行嵌补，对危险裂缝应进行灌浆处理。通过上述崩塌落石的治理措施完全消除崩塌落石的危险是很难做到的，因此通常仅对即将崩塌的岩石进行清除，作为其他防治方法的配套措施。常规方法第66页/共136页676.2.5崩塌的防治（续12）（1）防治措施加固山坡和路堑边坡SNS系统是利用钢绳网作为主要构成部分来防护崩塌落石危害的柔性安全网防护系统，它与传统刚性结构的防治方法的主要差别在于该系统本身具有的柔性和高强度，更能适应于抗击集中荷载和（或）高冲击荷载。该系统包括主动系统和被动系统两大类型。SNS技术第67页/共136页686.2.5崩塌的防治（续13）（1）防治措施加固山坡和路堑边坡SNS技术图6-24SNS主动防护网图6-25SNS被动拦石网第68页/共136页696.3滑坡6.3.1滑坡的基本要素图6-26滑坡要素示意图第69页/共136页706.3.1

滑坡的基本要素

滑坡体：与母体脱离经过滑动的部分岩体。滑坡床：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。滑动面（带）：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。滑坡周界：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。滑坡壁：滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁，其坡角多为35-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向的擦痕。滑坡台阶：滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的错台。滑坡舌：滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。第70页/共136页716.3.2滑坡的形成条件

相对高差较大，斜坡坡角大于10°而小于45°的斜坡，以及下陡中缓上陡的坡形是滑坡易发的坡形条件。其中斜坡越高，坡内的应力值越大，发生崩塌和滑坡的可能性就越大。坡角越大，坡脚的应力集中现象越突出，最大剪应力随之增高（最大主应力，最小主应力差值增高），斜坡将越易失稳。计算表明，当坡底宽<0.8H（坡高）时，沟谷两侧斜坡挤压，水平应力增大，使坡角最大剪应力增高。若坡低宽>0.8H时，不会对斜坡的失稳产生影响。（1）产生滑坡的内在条件坡形第71页/共136页726.3.2滑坡的形成条件（续1）

在坡体的不同部位滑坡形成的概率不同，在凸坡形成滑坡的概率最大，凹形坡发生滑坡的概率最低，直线坡段介于两者之间，这与不同坡形段所处的天然应力有关。可以根据下面的示意图进行分析。（1）产生滑坡的内在条件坡形图6-28不同坡形处应力环境示意图第72页/共136页736.3.2滑坡的形成条件（续2）

水作用下容易发生变化的松散覆盖层、黄土、粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等是滑坡的易发生物质基础。岩土力学强度较弱与较坚硬岩层互层结构的碎屑岩组亦利于滑坡的形成。研究表明，我国滑坡分布与岩性有密切关系，在易滑地层分布区域，往往滑坡成群出现，而在非易滑地层出露地区则斜坡稳定性较好。因此在斜坡稳定性研究中，应首先确定研究区是否有易滑地层分布和出露。（1）产生滑坡的内在条件岩土体的岩性特征(易滑地层)第73页/共136页746.3.2滑坡的形成条件（续3）（1）产生滑坡的内在条件岩土体的岩性特征(易滑地层)图6-29黄土坡滑坡平面图第74页/共136页756.3.2滑坡的形成条件（续4）（1）产生滑坡的内在条件岩土体的岩性特征(易滑地层)图6-30黄土坡滑坡崩滑堆积体物质组成结构剖面图第75页/共136页766.3.2滑坡的形成条件（续5）（1）产生滑坡的内在条件岩土体的岩性特征(易滑地层)图6-31黄土坡崩滑体软弱夹层第76页/共136页776.3.2滑坡的形成条件（续6）（1）产生滑坡的内在条件构造结构面发育情况及坡体结构

岩土体中的各种结构面，包括节理、裂隙、层理面、岩性界面、平行和垂直的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面都是产生滑坡的内在条件。这些结构面的种类、软弱性、展布范围、密集程度，特别是软弱结构面与斜坡临空面的关系，对斜坡稳定起着很大作用。一般来说，结构面张开性较好或者破裂面和软弱夹层的抗剪强度较两侧岩土低，它们在空间的组合常成为斜坡变形破坏的滑动面。结构面延伸越长，贯穿性越好，其危害越大。第77页/共136页786.3.2滑坡的形成条件（续7）（1）产生滑坡的内在条件斜坡内部应力

斜坡内部应力包括斜坡自重应力和构造应力等，在一些应力集中区常发生滑坡（2）激发斜坡失稳的外部条件地表水和地下水的影响

每到雨季，滑坡频繁发生，很多滑坡都是发生在地下水活跃的斜坡地带和水库岸带。水的作用主要表现为对岩土的软化、泥化作用、水的冲刷作用、静水压力和动水压力变化的影响等。第78页/共136页796.3.2滑坡的形成条件（续8）（2）激发斜坡失稳的外部条件地表水和地下水的影响1985年6月12日，长江西陵峡上段兵书宝剑峡出口的北岸、湖北省秭归县龙江区的新滩～姜家坡～广家一带发生滑坡，面积约为75万m2，总体方量达3000万m3。滑坡位移与降雨的关系密切，如图6-32。图6-32新滩滑坡滑动前后对比照片第79页/共136页806.3.2滑坡的形成条件（续9）（2）激发斜坡失稳的外部条件地表水和地下水的影响

根据对三峡库区三期121个专业监测崩滑灾害点不同工况下稳定性系数的统计，暴雨工况下稳定性系数明显低于天然工况；水位高、低对稳定性系数影响视不同滑坡而定；水位升过程对滑坡稳定性有利，水位降过程对滑坡稳定性不利。图6-33降雨量与位移关系图第80页/共136页816.3.2滑坡的形成条件（续10）（2）激发斜坡失稳的外部条件地震的影响

地震也是造成斜坡破坏最重要的触发因素之一，许多大型滑坡的发生与地震密切相关。例如，发生于2008年5月12日的汶川地震，诱发了至少2万处的滑坡发生，造成了严重的灾难。

第81页/共136页826.3.2滑坡的形成条件（续11）（2）激发斜坡失稳的外部条件人为活动的影响

人为活动如采矿、修筑房屋、建设公路铁路等开挖地堑、掏挖坡脚都可能引起斜坡体失稳而形成滑坡。由于建筑、填方、筑堤等在斜坡上增加荷载可使斜坡支撑不了过大的重量而失去平衡。边坡削方挖土，则会使坡脚下部失去支撑，导致滑坡发生。

例如：巴东城区白岩沟桥西滑坡，该滑坡由于修路切割了斜坡前缘坡脚，形成临空面，岩层层间裂隙发育，在重力作用下坡体沿着层间裂隙出现大面积拉张变形至最终发生滑动。第82页/共136页836.3.2滑坡的形成条件（续12）（2）激发斜坡失稳的外部条件人为活动的影响图6-34白岩沟桥西滑坡第83页/共136页846.3.2滑坡的形成条件（续13）（2）激发斜坡失稳的外部条件人为活动的影响表6-5滑坡外部影响因素汇总第84页/共136页856.3.3滑坡体运动的几个阶段（1）蠕滑阶段滑坡体的运动过程大致可分为四个阶段：

斜坡内部由于软弱面的存在及应力分布不均匀，某一部分出现缓慢变形，主要表现为斜坡眉峰、顶面出现张开裂缝，内部也产生张裂隙、剪裂面，或原有结构面张裂，并逐步向连通性的滑动发展。在此阶段斜坡前部岩土体会沿软弱面局部向临空方向缓慢位移，即出现蠕滑现象。（2）滑动阶段

当若干裂隙渐渐沟通，或软弱层中形成一个整体的移动面时，蠕滑岩土体的后部及两侧主裂缝连通，两侧羽毛状裂缝形成，前部会断续出现鼓张裂缝和不连续放射状裂缝。此时，滑坡体形成。这个阶段称为滑动阶段。第85页/共136页866.3.3滑坡体运动的几个阶段（续1）（3）剧滑阶段

随着滑坡体滑移速度加快，后缘张裂缝急剧张开，并发生错动，两侧及前缘表部坍塌，滑坡体快速向前运动，经常会发出岩石挤压破碎的响声，当滑移速度很大时，甚至会产生气浪，有时随滑坡体伸出，流出大量泥水，后壁不断坍塌，这个阶段称剧滑阶段。此阶段是滑坡破坏力最强，也是造成危害最大的时期。（4）稳定阶段

经快速滑移后，滑坡体重心降低，能量逐渐消耗于克服滑床阻力和滑坡体内部的变形中，加之部分地下水的排出使滑动带土石固体强度有所恢复，滑坡体的滑速渐减，滑坡体趋于稳定。第86页/共136页876.3.4滑坡稳定性分析

常用的滑坡稳定性分析方法包括定性分析方法和定量分析方法两类。定性分析方法包括工程类比法和图解法（赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法等），定量分析方法主要有极限平衡法、数值分析法（有限元、边界元、离散元、无网格法、流形元等）及可靠度分析方法（蒙特卡罗法和随机有限元法等）、模糊数学分析法、灰色理论分析法及神经网络分析法等。该部分仅讲解常用的稳定性分析方法。第87页/共136页886.3.4滑坡稳定性分析（续1）（1）历史成因分析法

通过勘查研究，应用已掌握的斜坡变形破坏基本规律，结合本次工作取得的勘查资料，追溯所勘查滑坡演变的全过程，从而对滑坡的稳定状态及其发展趋势作出评价和预测。（1）根据滑坡的阶段性规律预测斜坡或滑坡所处演变阶段和发展趋势。（2）根据历史上斜坡或滑坡演变的主导因素及其作用特点，评价坡体目前的稳定性及可能的变化。（3）根据该地区斜坡演变的区域性规律评价滑坡的稳定性。第88页/共136页896.3.4滑坡稳定性分析（续2）（2）工程地质类比法

地质比较法按其内容包括：发生条件对比；地貌形态对比；促发因素及其变化趋势分析；滑坡迹象分析。

某些地层中滑坡特别发育，其本身与风化物易形成滑动带，是工程建设中必须加以注意的。如高灵敏性的海相粘土，裂隙粘土，杂色粘土，第三系、白垩系、侏罗系的砂页岩地层，侏罗系、二叠系的煤系地层，古老时代的泥质变质岩系（千枚岩、云母片岩、绿泥片岩片）等等。通常称之为“易滑地层”。第89页/共136页906.3.4滑坡稳定性分析（续3）（2）工程地质类比法表6-6我国主要易滑地层

易滑地层不但本身极易发作滑坡，而且它们的风化破碎产物，滑动后的堆积物都极易发生滑坡。甚至于受它们的岩性影响，覆盖在它们之上的堆积物也易于发生沿着这类接触面的滑动。这些易滑地层是与它的特殊的矿物成分和变化有关。易滑地层几乎控制了我国境内90％～95％的滑坡的发育和分布。我国的代表性易滑地层列表6-6。第90页/共136页916.3.4滑坡稳定性分析（续4）（3）极限平衡法

极限平衡法是根据斜坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理（即静力平衡原理）分析斜坡各种破坏模式下的受力状态，以及斜坡体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价斜坡的稳定性。极限平衡法是滑坡稳定性分析计算的主要方法，也是工程实践中应用最多的一种方法。目前工程中用到的极限平衡稳定性分析方法有：Bishop法（1955）、Janbu法(1954，1973)、Morgenstern－Price法(1965)、Spencer法（1973）、Sarma法（1979）、楔形体法、平面破坏计算法和传递系数法。第91页/共136页926.3.4滑坡稳定性分析（续5）（3）极限平衡法

滑坡稳定性计算中通过稳定系数评定其稳定性，以当前的滑坡稳定系数计算为主，并用实际运动状态加以核对，然后考虑各种因素的可能变化，预测今后的发展趋势。滑坡的滑面常见的有圆弧、直线和折线三种类型，常用的滑坡整体稳定性计算公式如下（均以主轴断面1m宽计算）：滑面为圆弧形(均值土滑坡)如图6-35滑带强度受C控制，整体稳定系数：

第92页/共136页936.3.4滑坡稳定性分析（续6）（3）极限平衡法滑面为圆弧形(均值土滑坡)式中

——下滑及抗滑块体的重量(kN)；

——下滑及抗滑块体的重心至通过圆心垂线间的距离(m)；

——滑面土的黏聚力(kPa)及弧长(m)；

R

——圆弧半径(m)。图6-35作用在计算断面任一块土体的主要力系第93页/共136页946.3.4滑坡稳定性分析（续7）（3）极限平衡法滑面为圆弧形(均值土滑坡)如图6-35(b)滑带强度受控制，整体稳定系数：第94页/共136页956.3.4滑坡稳定性分析（续8）（3）极限平衡法滑面为直线形(滑体大致等厚，滑床为单一坡度的倾斜面)主滑带值相同(图6-36a)，整体稳定系数：第95页/共136页966.3.4滑坡稳定性分析（续9）（3）极限平衡法图6-36作用在计算断面各块土体上的主要力系

(a)滑带各段相同；(b)滑带各段不同。

当存在下列特殊因素时，计算中需考虑其作用。当烈度≥7度的地震作用时，于计算式分母中增加考虑水平地震力因素(图6-36)第96页/共136页976.3.4滑坡稳定性分析（续10）（3）极限平衡法式中，水平地震力对滑面的法向分力(kN)；水平地震力对滑面的切向分力(kN)；其中——地震系数；

——地震加速度(m/s2)；

——重力加速度(m/s2)。地震烈度与地震系数的关系见表6-7。表6-7地震烈度和地震系数关系第97页/共136页986.3.4滑坡稳定性分析（续11）（3）极限平衡法滑体全部或下部部分被水饱和时，计算式分母中分别增加考虑动水压力或项(图6-37)。滑体全部饱水时

滑体部分饱水时第98页/共136页996.3.4滑坡稳定性分析（续12）（3）极限平衡法式中——全部饱和滑体的浮重度，其值等于(kN)；

——部分饱和滑体的浮重度和部分不浸水滑体的总重度，有：(kN)；

其中——滑体全厚(m)；

——滑体饱水部分厚(m)；

——饱和滑体的重度(kN/m3)；

——水重度(kN/m3)；

——滑体上的孔隙度。

——分别为全饱水、上部未浸水及下部饱水滑体的面积(m2)。第99页/共136页1006.3.4滑坡稳定性分析（续13）（3）极限平衡法滑体存在有贯通裂隙且被水充满时，计算式分母中增加考虑静水压力(1/2)项：第100页/共136页1016.3.4滑坡稳定性分析（续14）（3）极限平衡法滑面为直线形(滑体大致等厚，滑床为单一坡度的倾斜面)主滑带各段值不同(图8-3b)，整体稳定系数：第101页/共136页1026.3.4滑坡稳定性分析（续15）（3）极限平衡法滑面为折线形，考虑剩余下滑力的传递(图6-38)图6-37传递系数法计算说明图第102页/共136页1036.3.4滑坡稳定性分析（续16）（3）极限平衡法滑面为折线形，考虑剩余下滑力的传递(图6-38)第103页/共136页1046.3.4滑坡稳定性分析（续17）（3）极限平衡法式中

―滑坡稳定性系数；

―传递系数。

—第

计算条块滑体抗滑力（kN/m）；

—第

计算条块滑体下滑力（kN/m）；

—第

计算条块滑体在滑动面法线上的反力(kN/m);

—第

计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa)

—第

计算条块滑带土的内摩擦角标准值（°）；

—第

计算条块滑动面长度(m);

—第

计算条块地下水流线平均倾角，一般情况下取浸润线倾角

与滑面倾角平均值(º)，反倾时取负值;

—第

计算条块自重与建筑等地面荷载之和（kN/m）；第104页/共136页1056.3.4滑坡稳定性分析（续18）（3）极限平衡法

－第

计算条块底面倾角（°），反倾时取负值；

—第

计算条块单位宽度的渗透压力，作用方向倾角为(kN/m);

—地下水渗透坡降；

—水的容重(kN/m3);

—第

计算条块单位宽度岩土体的浸润线以上体积(m3/m);

—第

计算条块单位宽度岩土体的浸润线以下体积(m3/m);

—岩土体的天然容重(kN/m3);

—岩土体的浮容重(kN/m3)；

—岩土体的饱和容重(kN/m3)；

—第

计算条块所受地面荷载(kN)。第105页/共136页1066.3.4滑坡稳定性分析（续19）（4）数值分析法

采用极限平衡法来分析边坡稳定，由于没有考虑土体（岩石）本身的应力——应变关系和实际工作状态，所求出土条（岩石条块）之间的内力或土条底部的反力均不能代表边坡在实际工作条件下真正的内力和反力，更不能求出变形。我们只是利用这种通过人为假定的虚拟状态来求出安全系数而已。由于在求解中做了许多假定，不同的假定求取的结果是不相同的，但由于极限平衡法长期在工程中应用，积累了大量的经验，工程界就用这种虚拟状态，来近似模拟实际工作状态，再加上工程经验从而作出工程设计判断。第106页/共136页1076.3.4滑坡稳定性分析（续20）（4）数值分析法

为了克服极限平衡法的不足，人们提出了以有限元法为代表的各种数值计算方法。有限元法，是将边坡体离散成有限个单元体，或者说，用有限个单体所构成的离散化结构代替原来的连续体结构，通过分析单元体的应力和变形来分析整个边坡的稳定。与极限平衡法所不同的是，数值计算是以弹性（塑性）理论为基础，需要首先弄清楚岩土体的变形协调，同时还要考虑岩土体的破坏准则。由于岩土体应力——应变关系是非线性的，它使边坡的数值计算变得十分复杂。除有限单元法以外，无单元法、离散单元（DEM）法、快速Lagrangian分析(FLAC)法、DDA法（不连续变形分析法）、流形元法等数值计算方法均得到飞速的发展，并不断深入应用到边坡工程的分析中。第107页/共136页1086.3.5滑坡推力计算（1）计算公式

滑面为圆弧时(图6-35)，滑坡推力：均值土坡滑体大致等厚，滑动面(带)为单一坡度的倾斜平面或可简化成单一倾斜平面时(6-36)：滑面(带)受

控制，滑面各段

相同，假设c=0时滑面(带)

都起作用，滑面各段不相同时第108页/共136页1096.3.5滑坡推力计算（续1）（1）计算公式

滑面为多个坡度组成的折线平面，即在断面上呈折线时(图6-37)。将滑动方向和速度大体一致的滑体视为一个计算单元，在顺滑动主轴方向的地质纵断面图上按滑动(带)的产状、岩土性质及地面转折点划分若干地质条块，由后向前计算各条块界面上的剩余下滑力，即该部分的滑坡推力。如第一块加于第二条块推力为：滑体不等厚第109页/共136页1106.3.5滑坡推力计算（续2）（1）计算公式

同理，第二块(包括第一块的传递力)加于第三块的推力…，第i块（包括前各块的传递力）加于第i+1块的推力Ei均可得出，其一般表达式为：滑体不等厚式中：整理简化后得：其中：第110页/共136页1116.3.5滑坡推力计算（续3）（1）计算公式

在实际计算中，如同其它工程设计一样，由于公式中不能将影响滑坡推力的所有因素均包括在内，再加上取得的计算资料不可能完全准确，为了弥补这些不足，常需在计算中加上适当的安全系数K，于是上述的滑坡推力计算公式变为：滑体不等厚第111页/共136页1126.3.5滑坡推力计算（续4）（2）滑坡推力计算安全系数K的选用

对于规模小、变形较快，易于查清性质的滑坡，可取较小K值，反之则宜根据已掌握的资料确切程度酌情加大K值；对于危害性较大、可能产生严重后果的滑坡，K值宜较大，反之较小；对于活动频繁的浅层滑坡，宜用较大的K值，二对于活动周期较长的深层滑坡则取较小的K值；对于同一复杂滑坡中，其前缘和上层经常易滑动的局部滑体的滑动，采用较大的K值，而对于整个滑坡的深层滑动，则取较小的K值；滑坡实际稳定系数小时，取较大的K值；稳定系数大时，取较小的K值；滑坡已达要求的稳定状态时，不留安全储备值。第112页/共136页1136.3.5滑坡推力计算（续5）（2）滑坡推力计算安全系数K的选用

临时工程采用K=1.05—1.10；永久工程采用K=1.15—1.20；重要工程采用K=1.25—1.50。

在计算中考虑了较多的不利因素，如考虑了主要力和附加力(地震力，静、动水压力，浮托力等)时，可取较小的K值(1.05—1.10)，反之仅考虑主力时，可取较大的K值(1.20—1.25)。第113页/共136页1146.3.5滑坡推力计算（续6）（2）滑坡推力计算安全系数K的选用

对于浅层小型滑坡，易于摸清其性质和今后发展趋势，可取较小的K值(1.05)，反之，对于大型滑坡，难于摸清其性质，更由于工程建设的速度不允许做工作摸清时，取较大的K值(1.25—1.30)。

对于整治滑坡的主体工程；不易修复的贵重建筑；不允许变形破坏及产生破坏对人的生命财产带来较大损害的工程，取较大的K值(1.25—1.30)。第114页/共136页1156.3.6常用滑坡的防治工程设计

防治的目标是减灾、防灾、保护环境。

防治指的是预防与治理两方面：①滑坡预防：指的是滑坡灾害没有产生以前，人们已经了解其存在的危险性和危害性，并采取相应的措施加以防范，使滑坡损失降至最小程度。预防是以勘察分析、预测预报、动态监测为基础，同时提出有效的预防措施及相应的设计施工工作。②滑坡治理：指的是对潜在不稳定体采取有针对性的工程措施，确保其稳定，从根本上消除隐患。治理是一项工程，它包括对灾害体的勘察、评价，提出经济合理的工程措施，并付之实施。第115页/共136页1166.3.6常用滑坡的防治工程设计（续1）以长期防御为主，防御工程与应急抢险工程相结合；应急抢险工程应尽可能与防御工程衔接、配套。

根据危害对象及程度，正确选择并合理安排治理的重点，保证以较少的投入取得较好的治理效益。

生物工程措施与工程措施相结合，治理与管理、开发相结合。工程治理的方法很多，诸如蓄水工程、分水工程、排水工程、拦挡工程、爆破工程、锚固工程、减载工程、反压工程、护坡工程、停淤工程、排导工程、洞体工程等。工程治理作用明显、见效快，缺点是成本高、专业性强且效果不易持久。（1）防治原则第116页/共136页1176.3.6常用滑坡的防治工程设计（续2）以长期防御为主，防御工程与应急抢险工程相结合；应急抢险工程应尽可能与防御工程衔接、配套。

根据危害对象及程度，正确选择并合理安排治理的重点，保证以较少的投入取得较好的治理效益。

生物工程措施与工程措施相结合，治理与管理、开发相结合。工程治理的方法很多，诸如蓄水工程、分水工程、排水工程、等。因地制宜，讲求实效，治标与治本相结合。大、中型滑坡一般以搬迁避让主为，对不能采取搬迁避让措施的，才进行工程治理。在治理过程中，应针对滑坡形成的诱发因素，分清主次，合理选择治理方案。（1）防治原则第117页/共136页1186.3.6常用滑坡的防治工程设计（续3）（2）防治措施

一般来讲，治理滑坡的方法主要有“砍头”、“压脚”和“捆腰”三项措施。“砍头”就是用爆破、开挖等手段削减滑坡上部的重量；“压脚”是对滑坡体下部或前缘填方反压，加大坡脚的抗滑阻力；“捆腰”则是利用锚固、灌浆等手段锁定下滑山体。

滑坡的防治措施可归纳为“拦、排、稳、固”四个字。

“拦”即拦挡、拦截，如挡土墙等拦档工程（图6-38a）。

“排”即排水，包括拦截和旁引可能流入滑坡体内的地表水和地下水；排出滑坡体内的地表水和地下水（图图6-38b）；对必须穿过滑坡区的引水或排水工程做严格的防渗漏处理；避免在滑坡区内修建蓄水工程；对滑坡区地表做防渗处理；防止地表水对坡脚的冲刷等。第118页/共136页1196.3.6常用滑坡的防治工程设计（续4）（2）防治措施

“稳”即稳坡，包括降低斜坡坡度，滑坡后部削方减重及滑坡前缘回填压脚（图图6-38c）；以生物工程和护坡工程来保护边坡等。