岩土工程勘察之斜坡场地

斜坡场地.1概述斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体，是地壳表层广泛分布的一种地貌形式。一般可分为天然斜坡和人工边坡。斜坡具有不同的发展演化阶段，表现为多种变形破坏形式。斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面和坡底面等各项要素。8.2斜坡中的应力分布特征和斜坡变形破坏类型8.2.1斜坡中的应力分布特征其总的特征可概括为四个方面：（1）斜坡面附近的主应力迹线均明显偏转（2）由于应力分异结果，在坡面附近产生应力集中带。不同部位应力状态是不同的（3）坡体内的最大剪应力迹线也发生变化（4）坡面处处于二向应力状态。影响斜坡应力分布的因素主要有坡体内初始应力分布、坡形和岩土体性质及结构8.2.2斜坡变形破坏类型斜坡的变形与破坏是斜坡发展演化过程中两个不同的阶段(一)斜坡变形：按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种形式1)拉裂2)蠕滑3)弯折倾倒(二)斜坡破坏：斜坡破坏的形式主要为崩塌和滑坡1)崩塌2)滑坡8.3崩塌8.3.1崩塌的形成条件1）岩性：A在厚层坚硬脆性岩体中B近于水平状产出的软硬相间岩层组成的陡坡2）构造节理和成岩节理3）地形4）风化作用5）冰劈作用在上述诸条件制约下，崩塌的发生还与短时的裂隙水压力、采矿以及地震或爆破震动等触发8.3.2崩塌的破坏力和落点崩塌运动的特点是质点位移矢量铅直方向较水平方向要大得多，而且崩塌体与母体是完全脱离的。对于具体崩塌体来说，坠落、跳跃、滚动、滑动等运动形式可能同时存在，所以运动速度最好能通过实验观测来确定。崩塌块体的落点可以按向下抛射物体的运动规律进行推导求得。8.3.3崩塌的岩土工程勘察要点崩塌勘察以工程地质测绘为主，测绘的比例尺宜采用1∶500～1∶1000当崩塌区下方有工程设施和居民点时，应对岩体张裂缝进行监测。崩塌区的岩土工程勘察应确定崩塌的范围和危险区，并对工程场地的适宜性作出评价和提出

防治方案测绘时应查明的内容是：①崩塌区的地形地貌及崩塌类型、规模、范围，崩塌体的尺寸和崩落方向；②崩塌区的岩性特征、风化程度和地下水的活动情况；③崩塌区的地质构造、岩体结构面(断裂、节理、裂隙等)发育情况；④气象、水文和地震活动情况；⑤历史上崩塌危害及当地防治崩塌的经验等。绘制崩塌区工程地质图，并附以主剖面地质断面图。8.4滑坡8.4.1滑坡的形态要素8.4.2滑坡分类(一)按滑面与岩层层面关系分类可分为无层(均质)滑坡、顺层滑坡和切层滑坡三类(二)按滑坡始滑部位分类可分为推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡和平移式滑坡(三)按岩土类型可分为基岩滑坡和土体滑坡两大类我国铁道部门分为堆积层滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡和基岩滑坡等四类。8.4.3滑坡的岩土工程勘察要点(一)滑坡勘察的任务和目的（1）查明滑坡的现状，包括：滑坡周界范围、地层结构、主滑方向；平面上的分块、分条，纵剖面上的分级；滑动带的部位、倾角、可能形状；滑带岩土特性等滑坡的诸形态要素。（2）查明引起滑动的主要原因。（3）获得合理的计算参数。（4）综合测绘调查、工程地质比拟、勘探及室内外测试结果，对滑坡当前和工程使用期内的稳定性作出合理评价。（5）提出整治滑坡的工程措施或整治方案（6）提出是否要进行监测和监测方案。(二)工程地质测绘(1)工程地质测绘与调查的范围应包括滑坡区及其邻近稳定地段，测绘比例尺1∶500～1∶2000，可根据滑坡规模选用；用于整治设计的测绘比例尺为1∶200或1∶500。(2)注意查明滑坡的发生与地层结构、岩性、断裂构造(岩体滑坡尤为重要)、地貌

及其演变、水文地质条件、地震和人为活动因素的关系，找出引起滑坡复活的主导因素。(3)测绘、调查滑坡体上各种裂缝的分布，发生的先后顺序、切割关系；分清裂缝的力学属性，作为滑坡体平面上的分块或纵剖面分段的依据。(4)通过裂缝的调查、测绘，藉以分析判断滑动面的深度和倾角大小，并指导勘探工作。(5)对岩体滑坡应注意缓倾角的层理面、层间错动面、不整合面、断层面、节理面和片理面

等的调查，若这些结构面的倾向与坡向一致，且其倾角小于斜坡前缘临空面倾角，则很可能

发展成为滑动面。对土体滑坡，则首先应注意土层与岩层的接触面，其次应注意土体内部岩

性差异界面。(6)应注意测绘调查滑动体上或其邻近的建筑物(包括支挡和排水构筑物)的裂缝，但应注意区分滑坡引起裂缝与施工裂缝、不均匀沉降裂缝、自重与非自重黄土湿陷裂缝、膨胀土裂缝、温度裂缝和冻胀裂缝的差异，避免误判。(7)调查、测绘地下水特征，泉水出露地点及流量，地表水自然排泄沟渠的分布和断面，湿

地的分布和变迁情况等。(8)围绕判断是首次滑动的新生滑坡还是再次滑动的古老滑坡进行调查。(9)当地整治滑坡的经验。(三)勘探工作要点(1)勘探工作的主要任务是查明滑坡体的地质结构、滑动面的位置、展布形状、数目和滑带岩土性质，查明地下水情况，采取岩土试样进行试验等。(2)勘探线应在测绘、调查基础上，沿滑动主轴方向布设。根据滑坡规模和分块、分条情况，在主轴线两侧亦应布设勘探线或勘探点；在各勘探线上勘探点的间距，一般不宜大于40m。在预计设置排水和支挡构筑物的地段，应有一定数量的勘探点。(3)为直接观察地层结构和滑动面，或为原位大型剪切试验，宜布设一定数量的探井或探槽。为准确查明滑动面的位置，对于土体滑坡，可布设适量静力触探点；对于岩体滑坡，可采用合适的物探手段。(4)一般性勘探点的深度，应穿过最下一层滑动面；少量控制性勘探点的深度，应超过滑坡体前缘最低剪出口标高以下的稳定地层内一定深度。(5)在滑坡体内、滑动面(带)和稳定地层内，均应采取足够数量的岩土试样进行试验。(6)为查明地下水的类型、各层地下水位、含水层厚度、地下水流向、流速、流量及其承压性质，应布设专门性钻孔，或利用其他钻孔进行上述水文地质测试，必要时应设置地下水长期观测孔。(7)滑坡勘探宜采用管式钻头、全取芯钻进，土质滑坡宜采用干钻，钻进过程中应细致地观察、描述和注意钻进难易的记录。以下迹象可能是滑动面(带)位置：①通过小间距取样(0.5m或更小)，测定和绘制含水量随深度的变化曲线，含水量最大处，可能是滑动面(带)；②所采取岩心经自然风干，岩心自然脱开处可能是滑动面；破碎地层与完整地层的界面也可能是滑动面位置；大型、超大型滑坡可能出现地层重复现象，结合测绘调查分析判断是否属滑动面(带)；③孔壁坍塌、卡钻、漏水、涌水、甚至套管变形、民用水井井圈错位等都可能

是滑动面位置，但应结合其他情况进行综合分析判断。(四)测试和监测工作1)测试工作室内试验（抗剪强度试验）滑带土原位测试(大型和重要的滑坡2)监测工作滑坡监测的内容包括：滑带(面)的孔隙水压力；滑体内外地下水位、水质、水温和流量；支挡结构承受的压力及位移；滑体上工程设施的位移等。有关滑坡地面位移、岩土体内部变形及滑动面位置监测的内容和要求。8.5斜坡场地稳定性的影响因素影响作用如下：一是影响斜坡岩土体的强度，如岩性、岩体结构、风化和水对岩土体的软化作用等。二是影响斜坡的形状，如地形、河流冲刷、人工开挖等。三是影响斜坡体的应力分布

，如地震、地下水压力、堆载等。它们的作用表现为增大下滑力而降低抗滑力，促使斜坡场地向不稳定方向转化。主要影响因素有：一、岩土类型与性质易滑地层二、岩体结构与地质构造对岩质斜坡来说，其变形破坏多受岩体中软弱面控制按软弱面与斜坡临空面的关系可分不以下情况：(1)平迭坡（2）逆向坡(3)横交坡(4)斜交坡(5)顺向坡以上讨论的仅是一组软弱结构面的情况。若软弱结构面有二组或二组以上时，要视它们的组合情况对斜坡稳定性的影响如何进行分析。三、地形地貌条件四、水的作用主要有软化作用、冲刷作用、静水压力和动水压力作用等。五、地震8.6斜坡场地稳定性评价方法斜坡稳定性评价方法有自然历史分析法、力学计算法、图解法和工程地质类比法。8.6.1自然历史分析法自然历史分析法是一种定性评价的方法。主要通过研究斜坡形成的地质历史和所处的自然地理及地质环境、斜坡的地貌和地质结构、发展演化阶段及变形破坏形迹，来分析主要的和次要的影响因素，从而对斜坡稳定性作出初步评价。它对研究斜坡稳定性的区域性规律尤为适用。8.6.2力学计算法力学计算法是一种定量评价的方法，数值模拟和刚体极限平衡法是常用的方法。1)滑坡推力计算法此法适用于滑动面不规则的滑坡稳定性验算。不考虑条块两侧力的作用。2)Sarma法该法的基本思路是：除非边坡岩土体是沿一个理想的平面或圆弧面滑动，才可以作为一个完整的刚体运动。否则，岩土体必须先破裂成多块可相对滑动的块体，才可能滑动。亦即在滑体内部要发生剪切破坏。Sama法的独特优点:它可以用来评价各种类型滑坡的稳定性；计算时同时考虑滑体底面和侧面的抗剪强度参数，而且各滑块可具有不同的抗剪强度指标；滑块的两侧可以任意倾斜，并不仅限于竖直边界，因而能分析具有各种滑坡结构特征的稳定性；由于引入了临界水平加速度判据，因此该方法还可以用来分析地震对斜坡稳定性的影响。计算结果较符合客观实际。8.6.3图解法图解法是一种定性的或半定量的评价方法。一般采用图表计算法和图解分析法。基本原理一般都是根据斜坡所处的条件，先确定某一无因次量，并绘制不同坡角情况下无因次量与稳定系数关系曲线图，或不同稳定系数情况下的无因次量与坡角关系曲线图。直接从关系曲线上查得稳定系数。图解分析法以赤平极射投影为基础，通过对斜坡岩体结构面的大量调查统计，掌握优势软弱结构面的产状特征，据以分析它们对斜坡稳定性的影响。8.6.4工程地质类比法8.7斜坡变形破坏的防治斜坡变形破坏的防治应贯彻“以防为主，及时治理”的原则。防治斜坡变形破坏的措施有以下几类：一、支挡工程常用的措施有锚固、挡墙、抗滑桩、锚杆挡墙和支撑等二、排水排水包括排除地表水和地下水排除地下水几种措施：1治理滑坡体中的地下水(1)加强滑坡范围以外的截水沟，切断其补给来源。(2)针对出露的泉水和湿地等，作排水沟或渗沟，将水引出滑坡体外。(3)滑坡体前缘，常因坡体内的地下水活动而松软、潮湿，引起坡体坍塌滑动，为此可作边坡渗沟疏干，或作小盲沟，兼起支撑和疏干作用。2治理滑带附近的地下水(1)拦截(2)疏干、排除(3)降低地下水位3排除深层地下水（1）长水平钻孔(2)集水井三、减荷和反压1上部减荷2下部反压3减荷与反压相结合四、其他措施其他措施包括护坡、改善岩土性质、防御绕避等上述各项措施，可根据具体条件选择采用，有时可采取综合治理措施。8.8斜坡场地岩土工程勘察要点8.8.1勘察的目的和任务(一)勘察目的(1)查明斜坡场地的工程地质条件，提出斜坡稳定性计算参数。(2)分析斜坡的稳定性，预测因工程活动引起的斜坡稳定性的变化。(3)确定人工边坡的最优开挖坡形和坡角。(4)提出潜在不稳定斜坡的整治与加固措施和监测方案。进行场地建筑适宜性评价。(二)勘察任务勘察应查明下列问题：(1)地貌的形态、发育阶段和微地貌特征。(2)构成斜坡岩土层的种类、成因、性质和分布；当有软弱层时，应着重查明其性状和分布；在覆盖层地区，应查明其厚度及下伏基岩面的形态与坡度。(3)对岩质边坡需查明结构面的类型、产状、间距、延伸性、张开度、充填及胶结情况，组合关系和主要结构面产状与坡面的关系等；对有裂隙的土质边坡需查明裂隙的性状。(4)地下水的类型、水位、水量、水压、补给和动态变化，岩土的透水性及地下水在地表的

出露情况。(5)地区的气象条件(特别是雨期、暴雨期)，坡面植被，岩石风化程度，水对坡面、坡脚的冲刷情况和地震烈度，判明上述因素对斜坡稳定性的影响。岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度。8.8.2勘察阶段的划分可分为以下阶段：(1)初步勘察包括搜集已有的地质资料，进行工程地质测绘，必要时可进行少量的勘探和室内试验，初步评价斜坡的稳定性。(2)详细勘察应对不稳定的斜坡及相邻地段进行详细工程地质测绘、勘探、试验和观测，通过分析计算作出稳定性评价。对人工边坡提出最优开挖坡角，对可能失稳的斜坡提出防护处理措施。(3)施工勘察应配合施工开挖进行地质编录，核对、补充前阶段的勘察资料，进行施工安全预报，必要时修正或重新设计边坡并提出处理措施。斜坡场地勘察分类简介分为三类场地：危岩或崩塌、边坡、滑坡；1)危岩或崩塌场地勘察要求：在可行性或初步勘察阶段进行；应调查的内容（规范5.3.3条）；稳