岩体力学在边坡工程中的应用之二

一、内容提要：本讲主要讲述斜坡稳定性评价方法和斜坡变形破坏的防治二、重点难点：斜坡稳定性评价各种方法的理论原理三、内容讲解：四、斜坡稳定性评价方法斜坡稳定性评价的目的是：合理设计人工边坡，使之既稳定安全，又不浪费开挖工作量；评定、核算与工程有关的天然斜坡稳定性现状及受工程影响后的稳定性状况；对已建成的人工边坡检查其稳定性状况；为整治斜坡提供设计依据。斜坡稳定性评价方法有多种，常用的有：自然历史分析法、力学计算法、图解法和工程地质类比法。大体上分定性评价和定量评价两大类。【例题1】斜坡稳定性评价方法有多种，下列不属于其中的方法的是（

）。A.自然历史分析法B.力学计算法C.工程地质类比法D.应力解除法答案:D【例题2】边坡工程设计的合理性在于（

）。A.边坡稳定安全B.边坡开挖经济上合理C.设计符合规范要求D.A+B答案:D【例题3】对已建成的人工边坡，边坡稳定性评价的目的是（

）。A.合理设计人工边坡，使之既稳定安全，又不浪费开挖工作量B.评定、核算与工程有关的天然斜坡稳定性现状及受工程影响后的稳定性状况C.检查其稳定性状况D.为整治斜坡提供设计依据答案:C(一)自然历史分析法这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，从而对斜坡稳定性做出初步评价。所以这种方法实际上是通过追溯斜坡发生、发展演化的全过程，来进行稳定性评价的。它对研究斜坡稳定性的区域性规律尤为适用。自然历史分析法主要包括三方面研究内容：(1)区域地质背景的研究，包括区域构造、地层岩性分布和地形地貌特点以及近期地壳运动强烈程度(如地壳运动形式、地应力状态、有否活断层分布及其特征等)，并结合斜坡变形破坏的分布和特征，就可以建立起斜坡变形破坏现象与区域地质背景间的相关关系。可由点到面来研究斜坡变形破坏的某些规律。这是一项基础性且带有全局意义的研究工作。例如我国四川盆地主要由侏罗系红色砂、泥岩互层组成，属典型的挡式褶皱构造，近期江河强烈下切，因此在处于同向坡的背、向斜转折部位，尤其在河谷地带，斜坡变形破坏现象十分发育。甩(2龄)酿分析使斜趟坡演变的物主导因素员及触发因浩素。尤其彩是一些周鸡期性因嘴素淡(传气候、水戚文、地智震托)刃与斜坡变扶形破坏间类的相关性难。轻(3声)逮预测斜坡歇所处的演辩化阶段和卷发展趋势廊，可能的就破坏方式仍。可通过箭斜坡地质挤结构、外特形及变形乏破坏形迹慨来进行，践也可通过予必要的监是测手段来哲研究。兆需要指出善的是：自讯然历史分污析法虽属幻初步的、惊定性的评单价方法，忘但是它是悟其他各种扫评价方法些的基础，释没有这种漆评价方法允，其他评乘价方法将锡难以进行袭。葡【例渔题群4连】下列哪酸项不属于皮自然历史章分析法当罗中所主要狱包括的研燕究内容佳（象

笔杀）。周A.移挤区域地质还背景的研活究饶B.咳糟分析使斜均坡演变的蚂主导因素当及触发因种素稀C.捆般预测斜坡凉所处的演辨化阶段和坛发展趋势斤，可能的披破坏方式孝D.辽滩分析坡上脾有漏水，抱水流冲刷吵坡脚或因秆河水位急够剧升降引印起岸坡内段动水压力至的强烈作啦用答案:D烤【例肾题左5瘦】在下列范斜坡稳定秘性评价方况法当中，而哪种方法姜是属于初坦步的、定并性的评价恶方法，但浸它是其他弃各种评价依方法的基饿础，没有浮这种评价态方法，其刑他评价方颜法将难以档进行。钳（缠

盾境）。芹A.剑陪自然历史底分析唤法页B.腔趴力学计算段法茅C.杯唯工程地质宅类比更法倡D看.乳图解法答案:A项(址二琴)右力学计算乒法铺力学计算击法主要适百用于滑坡乱类破坏型送式，是一糊种定量评驶价的方法羽。常用的葵是刚体极胁限平衡法王。采用这飘种方法的跟前提条件渔是然：仇①疗只考虑破余坏面上的盘极限平衡帆状态，而菜不考虑岩矛土体的变口形即视岩阳土体为刚阵体畜；耻②饰破坏顺面氧(溉滑动唯面王)兔上的强度妙由凝聚力绍和摩擦矿力骡(驻c逗、霸散值宁)必控制，即啊遵循库仑商判据裳；关③咐滑体中的宁应力，以件压应力与播剪应力的片方式，集蝇中作用于耐滑面上，尼即均为集俭中力胃；如④镇以平架面组(磨二简维顺)舱课题来处勒理，这是跑为了求解膊方便而对州实际情况同的简化。闪刚体极限真平衡法表纠面上看来辉是一种严沃格的定量秘评价方法泼，但是由鸭于上述的划前提条件鹊，以及边经界条件确够定和计算伟参数的取饰得都还存邮在不少问值题。因此纸在实际工察作中，常示根据斜坡蜜或边坡工幼程的重要造性及具体黎情况，用初一个安全阔稳定系按数著K去c怨来保证计结算的安全铃度。一般局规读定舟Kc=1酬.编1兄～繁1.立5河，即要求觉计算所得状斜坡或工圆程边坡的毅稳定系数钳大于这个费数字才是尼安全稳定若的，否则粱将是不安平全的。胞岩质斜坡征的稳定性亦，一般取内决于软弱任结构面的灭特点及其涨组合关系誓。进行稳该定性计算悼时应先确碑定可能的歉滑动面，久即岩体中盼存在的软哭弱结构面鸦。其中比预较简单的任是单一同雨向结构面党的斜坡。优由二组或蹲二组以上口结构面控纹制的斜坡假，条件就宰比较复杂资了。这里温介绍单一络同向结构旷面和折线柄形滑面两港种斜坡的唇稳定性计忠算。肆【例执题口6香】斜坡稳惯定性评价怖方法当中订的力学计巧算法属于峡（杜

肯隐）。尝A饭.煌定性评价淹方膊法亮B售.宅定量评价泼方牺法通C尼.困半定量评闸价方贴法颂1百．单一同培向结构面侵斜坡斜坡班稳定性受冰倾向与坡烧向一致的猾一组软弱啦结构面控膛制。其稳浴定性计算轮可沿滑动胸方向取一凝单宽剖烛面对(共图狂17-1等-14挠)吓。炼D磁.少定性或半幅定量评价谣方法答案:B赢【例拖题臂7汗】岩质斜豆坡的稳定河性，一般旱情况下取董决于返（梯

泻

嗓盲）。绸A直.庆坡屋形锐B坊.鸽斜坡要曾素静C裂.辰岩石的抗叙剪强度指带标价D泰.片软弱结构悔面的特点扭及其组合宋答怜案桂:D凉1疗．单一同练向结构面笋斜坡斜坡陪稳定性受谎倾向与坡铅向一致的类一组软弱洽结构面控震制。其稳万定性计算秆可沿滑动慈方向取一谦单宽剖眉面燥(钱图芦17-1罢-14搭)背。河式伴中交h闪为由坡顶站至滑动面背的高度，精也称为变饮形体高度驻；其他符藏号意义同柳前。由上问面的计算鸟式可看出输，这类斜兔坡的滑动互面长劳度总L忽对其稳定春性无影响璃，而变形蒙体高驰度理h菜和滑动面巷倾壁角掏边的影响则至较大，免即杯费和瞎h煮愈大斜坡佣稳定性愈贝差。而滑敌动面的性恐质对斜坡暮稳定性影蛮响是很大捏的，如果面该面很软勒弱惊(申如泥化夹聋层币)等，而且平艇整光滑时籍，斜坡的准稳定程度悄则大大下祸降。尤其械当结构面亦上的粘聚姜力很小，走甚至接近梨于零时，均则滑体的受稳定性仅绸取决于摩絮擦阻力的煤大小，即通答违案身:跑A誓【例买题塌9苍】对于单向一同向结欠构面斜坡军，其稳定唉性与下列气哪一项无猛关？新（法

谈钓）挪A.箭气粘聚撑力语B筒.谋内摩擦掀角耐C微.割坡清高膝D刃.冲滑动面长盾度答详案瓶:钞D刮【例泡题佣1椒0午】对于无桐粘性土边欢坡，其稳载定性与土某坡的下列楚哪一项指糠标有关？头（姥

箱轮）棒A.云郑粘聚乐力携B惕.合内摩擦拍角面C脊.近坡情高帐D续.方滑动面长溜度答售案魔:B靠2狸．折线形移滑动面的克斜坡霞斜坡的滑垮动面不规仅则。在自刻然界中此珠类滑坡较蜻多见，坡万积膊层类(宁沿下伏基牲岩面滑移扮的落)劳滑坡也属沫之。计算贞这类斜坡畜稳定性时拼，一般是干根据所查圾明的滑动牲面起伏情喜况，划分贵为折线形爹的块段，哭每一块段夸底部滑面侍为平直的碗斜面，并酸确定各段脏的计算参悔数荡(顽图给17-1钉-15销)辰。然后可侮根据我国收铁道部门企采用的滑指坡推力计踢算法来计泪算斜坡的兽稳定性。货计算时假搬定滑坡作煎整体滑动承，各段之堤间不考虑离挤压和拉脂裂，所以倒可不考虑兄块段两侧弃力的作用悲。现将计坚算过程及呀需要注意序的问题说漠明如下：绵【例白题巷1签1瘦】当坡积隔层沿下伏碰基岩面滑布移形成滑难坡时，其浮滑动面的各形状为棒（删

打叫）法。间A及.船直线叠型泉

煌

B厚.拣平面铺型艳

叙C拐.资圆弧励型静

辨D叉.援折线位型告

瑞

来

衫

耍闷答明案最:傻D生【例垫题访1扫2浅】对于折蜻线形滑动匹面的斜坡岁，当计算劫其稳定性尿时，各块恳段底部的支滑面为垄（局

扬虏）纺。岂A组.尝平突面佣

花

轻B安.矩不规则曲择面纽

伤

C鞋.进规则曲旬面赚

毯D倡.鲜平直的斜榜面焦

尝左答累案茶:盯D吨【例歼题荣1渔3交】对于折险线形滑动莲面的斜坡学，当计算选其稳定性烂时，各块偿段两侧部副应考虑啄（佩

尼翠）跪。颤A着.蚊挤压力作皆用祝

墙

B蚂.仔拉裂力作咽用绣

敲C脸.部摩擦力作稼用安

坚

D潮.哭不考虑块壶段两侧力百的作用答垂案拘:D勾(绸三房)谎图解由法炕滚图解法是饥一种定性铃或半定量缎的评价方祖法。在斜边坡稳定性止评价中，滤一般采用菊两种图解扶法，即图缓表计算法牌和图解分根析法。图奴表计算法俊种类较多峰，其基本卖原理一般港都是根据吨斜坡所处秧的条件，执先确定某眠一无因次锋量，并绘戴制不同坡镇角情况下卸无因次量翼与稳定系历数关系曲疼线图，或启不同稳定绣系数情况庙下的无因脖次量与坡正角关系曲约线图。借缴助于曲线闲图，在已迎知结

愈等参数后哲，就可直纽接从关系寒曲线上查散得稳定系索数。图表浑计算法与臭力学计算典法相比较虎，其结果菌精度差些引。但是，甩在进行边回坡初步设鹅计时是可览以满足要写求的。【兄例腹题圾1穴4大】图表计铃算法与力找学计算法浊相比较，蹈二者在计珍算结果精尚度上为远（尝

携识）闸。鼻A剂.刷相逐同野B解.跨图表计算史法差顾些瓣C座.摄力学计算蛮法差扇些港D申.饭无法比较难答慨案莲:娘B钟【例汽题籍1辟5神】图表计谅算法可在厘边坡设计候的哪一个赤阶段采用旺，且能满辫足精度要窃求。愁（绪

懒腹）渔。椅A蜘.削初步设跑计逐B完.贿技术设刑计且C涨.源施工图设嘴计孤

猴

谣

寒答弟案职:径A武下面主要杰介绍一下缸图解分析傅法。图解妻分析法以锦赤平极射汤投影为基沙础。通过助对斜坡岩薯体结构面辟的大量调顶查统计，凑掌握了优订势软弱结雪构面的产鬼状特征，堆据以分析询它们对斜黎坡稳定性色的影响。被现就单一纽软弱面和呆两组软弱贝面的情况贴分析斜坡毯的稳定性追。【例炎题离1材6饼】图解分辈析法以田（犁

趟挤）为基础弟。钱A.腥颈赤平极射提投蝶影酸B.岭边自然历史尖分析法累而贵C.羡牵力学计算卡法果D北.揪图解法答用案伶:A棉【例揉题刷1辰7剖】根据踢图里17-1仰-1枝6王分析，除耐了图中挠（浊e剃）所示的遵斜坡不太婶稳定以外斯，其余各牛图中最不撑稳定的斜骑坡是损（尤

剩碧）乏。吓A.(呼a)B.稠(b)店C.(编c)D.税(d诱)乔答蚁案篮:针B钓【例袜题喊1笼8偶】斜交坡种的稳定情饰况需根据锻（文

敢臭）而定宅。叔A.尝约弱面倾躲向担B吹.粘坡面倾骑向区C.雄慎坡角、弱垮面倾角大剧小躺D.浸脱弱面倾向撒与坡面倾度向之间的收夹角答舌案您:担D杆二组软弱辨结构面的算斜坡，其彻稳定性由丸弱面交线环的产状控暂制，大致愧可分三种袭情况槽。桃①比交线倾向絮坡乌内挨(随图击17-1贤-17(饿a)桶)埋。在赤平虑投影图上拳，两组结斜构面投影糕弧交线与馆坡面投影锋弧相对，羊斜坡是稳绿定的寄。啄②麦交线的倾坊向与坡面阴倾向一致阀，但其倾森角小于坡粉角贪[唤图侄17-1柳-17(鸭b)朋]退。在赤子伙投影图上消，结构面梢投影弧交砍线与坡面嘉弧同在一累侧，但位肚于坡面弧谨的外侧。岩这种情况蜜说明斜坡亭是不稳定密的绵。捉③烟交线的倾笑向与坡面掘倾向一致员，但其倾持角大于坡四角俗[情图教17-1穿-17(将c)卸]轻，这种情柜况斜坡比估较稳定。爆三组软弱疾面构成的付斜坡情况齿比较复杂泡，但用赤识平投影图胶加以分析顷也可判断段斜坡稳定织性的情况欢。上述赤割平投影法麦是纯粹定踢性地判断辟斜坡稳定剪性，它仅气给出斜坡狂稳定性的召可能情况偷，在初步献分析斜坡秆稳定性时册可采用。勒下面介绍望一种基于蝴赤平投影树法的半定闷量评价斜币坡稳定性靠方厕法截—永摩擦锥法奶【例拣题絮1体9辉】当利用冈摩擦锥圆培法评价单秆滑面岩质界斜坡稳定尺性时，如垄果重量矢机量落在视然摩擦锥内柳，斜坡上戒块体将潮（校

畏渣）爬。垫A季.环处于极限骨平衡状转态光B拴.激不会滑于动猾C院.敬滑苗动扇D袖.血无法判断暗答坡案饺:B宁(秒四似)材工程地质推类比法当株采用工程手地质类比锦法时，应单全面分析赵比较边坡灶工程与已碗有边坡的急岩性、结执构、自然里环境、变期形主导因董素等方面咬的相似性盘；评价边核坡工程的劲稳定性和毕发展趋势刘对以下内洽容进行分患析断：鲜(1舟)跃边坡及其蒙相邻地段浙滑坡、崩财塌、沉陷荡等不良地赢质现象影。躬(2坑)吗岩质边坡喊中的夹泥运、页岩等辣易风化、草软化岩层桥或软硬交伤互的不利济岩层组合洽。启(3累)促土质边坡侄中网状裂迷隙发育，傲有软弱夹朴层，或边辜坡体由膨盾胀岩土组予成对。肿(4金)咽软弱结构掌面与坡面薄倾向一致茄；或交角瞧小唤于御45炒°锋且结构面港倾角小于添坡角；或吗基岩面倾妙向坡外且即倾角较大肆。知(5程)妈地层渗透启性差异大颗，地下水仪在弱透水抖层或基岩盒面上积聚邪流动，断化层及裂隙隙中有承压告水出露布。搞(6遇)硬坡上有漏钓水，水流和冲刷坡脚胡或因河水句位急剧升劝降引起岸局坡内动水你压力的强棕烈作用标。查(7途)哀边坡处于驼强震区或症相邻地段学采用大爆侧破施工。术在以上分观析的基础座上，可选迟取坡角及缎其他计算咱参数，但屠仅能用于游地质条件壶简单的中搬、小型边删坡。《岩顿土工程勘裁察规范》孔在考虑岩况石的性质尤、风化程垃度及边坡役的设计高所度等因素耕影响下，理给出了岩季质边坡的为容许坡高下值，见辽表丹17-l散-验4僚。蛙【例莲题泽2座0候】对于中奉等风化硬虎质岩石，签当坡高考在火8淡m瘦以内时，而容许边坡轻值为对（附

侧滋）材。灰A.

娃1规：亡0.1B风.

勾1蹲：念0.25姨C.

施1居：滩0.40严D.萝1慰：反0.5薪0耻答额案铅:B五、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”斥的原则。睡以防为主族，指的是旗对不稳定优结构类型禾的斜坡预瓜先采取措读施，以防欧止变形；泊工程布置踪应尽量绕押避严重不锈稳定斜坡少地段，或辨采取相应捷的设计方探案。及时幅治理，指辨的是对已揉发生变形圆的斜坡应驼及时采取图治理措施俘，使之不旦再继续向醒破坏的方樱向发展，早以保证工崇程顺利施警工和安全烘使用。为运此要进行卸工程地质束勘察，查班清斜坡地才段工程地胶质条件和戒影。向斜辰坡稳定性厘的各项因朝素，并查寻明斜坡变坊形破坏的渐边界条件量和规模，鹿目前所处已的演化阶智段等。针液对工程的做重要性，惯因地制宜凑地采取不由同的防治领措施。【情例悄题暗2物1当】斜坡变府形破坏的眉防治原则暖为蓝（匪

网

寄忆）脾。裙A彩.刻以防为主持，及时治派理幻B皇.旺防治并他重旱C雷.扭以治为主和，提倡预追防飞

D赶.给不预防，喝注重治理箭答冠案孔:泡A猜针对不同车情况，斜烤坡变形破援坏的防治送措施大致弃可分为以诵下几类玩。霜(请一墨)肢支挡工程纺支挡工程琴是改善斜没坡力学平奉衡条件。测提高斜坡从抗滑力最肠常用的措锋施，主要功有挡墙、啊抗滑桩、盲锚悲杆合(业索迁)沾和支撑工锤程等。挡轨墙也叫挡定土墙，是义目前较普运遍使用的迁一种抗滑看工程。它据位于滑体寇的前缘，功借助于自议身的重量援以支挡滑华体的下滑延力，且与屡排水措施坐联合使用己。按建筑恢材料和结莫构形。式旨不同，有邀抗滑片石挺垛、抗滑慢片石竹笼往、浆砌石垒抗滑挡墙邻、混凝土艳或钢筋混均凝土抗滑袋挡墙等。闸挡墙的优割点是结构桨比较简单火，可以就唯地取材，哑而且能够道较快地起裹到稳定滑蹄坡的作用锹。但一定触要把挡墙漆的基础设彻置于最低敢滑动面之哄下的稳固承层中，墙善体中应预占留泄水孔狼，并与墙腊后的盲沟纠连续起农来乞(崇图远17-1纠-21昆)额。转抗滑桩是辫用以支挡而滑体的下公滑力，使姑之固定于震滑床的桩胖柱。它的觉优点是：测施工安全晌、方便、歼省时、省紫工、省料调。且对坡念体的扰动形少，所以祝也是国内牢外广为应爸用的一种用支挡工程跌。它的材碧料有木、脚钢、混凝误土及钢筋炕混凝土等租。施工时益可灌注，剧也可锤击静贯人。抗所滑桩一般会集中设置浮在滑坡的蕉前缘部位返，且将桩俭身全长现的问1削／关3抽～鸣1娇／爸4刚埋置于滑货坡面以下咽的稳固层呆中竖(雁图市17-1胁-22置)楼。扒锚健杆临(请索肌)圆是一种防材治岩质斜梁坡滑坡和玩崩塌的有末效措施。蝇利用锚教杆邀(您索见)邪上所施加负的预应力纳，以提高精滑动面上肌的法向应吨力。进而份提高该面详的抗滑力往，改善剪兔应力的分悠布状个况谦(店图霜17-1餐-23陈)摄。支撑主狼要用来防谈治陡峭斜际坡顶部的疾危岩体，缸防止其崩选落沾(昆图蚕17-1闻-24镜)骑。宪【例用题看2付2感】通过设揉置挡墙、轧抗滑桩、萍锚凑杆便(竟索锻)训和支撑工朱程等支工案程，可改广善斜坡力速学平衡条武件，提高滋（什

掏芹）左。抚A.场丈岩土体的撤抗剪强念度脆B慎.清地基承载漠力态C.钞冠斜坡下滑命力天D.织唱斜坡抗滑释力答义案赢:D旦(睁二错)始排水斜坡部变形破坏型常与水的跳作用有密内切关系，何因此要采纳取措施排肃除斜坡地者段的地表串水和地下叹水，以消胃除或减轻怨水对斜坡帝的危害作逝用。首先桌要拦截流付入被保护排斜坡区或稀滑坡地段好的地表水值流。应在尚斜坡保护惊区或滑坡础区外设置恼环形截水氏沟，将水隙流旁引。徐该截水沟估的迎水面岩沟壁上应瘦设置泄水玩孔，以排退除部分地船下水。在烤被保护的莫斜坡区或袄滑坡体内显，也应充纸分利用地移形和自然熊沟谷，布哀置树枝状爽排水系统否，以阻止夸地表水冲裳刷坡面和可渗入地冷下茅(甲图货17-1蜡-25饲)财。排水沟啊应该用片北石或混凝壳土铺砌。壁排除地下非水可使坡顷体的含水餐量及其中帐的空隙水漂压力降低王，以增强钞抗滑力和护减小下滑废力。排水桥的措施较喘多，有截碧水沟、盲绣沟、水平耍钻孔、盲圆洞、集水约井等。排故水措施一坊般是与其线他措施配嘴合使用的哲。【例愈题府2艇3路】排除地异下水可使采坡体的含详水量及其洋中的空隙撑水压力降鸡低，以提革高坡体的缸稳定性，志这是因为滴排水可榜（磁

剂旋）过。拒A.唯稍提高岩土皆体的抗剪市强坛度冻B.婚厕增强抗滑膀力好C.截类减小下滑铜力寿D.B沉+皂C痰答烟案能:D回(聋三膏)远减荷反压勾这一方法滩在滑坡防寺治中应用题较广。减声荷的目的鞋在于降低页坡体的下浴滑力，其存主要的方踏法，将滑接坡体后缘葵的岩土体刘削去一部宵分或将较移陡的斜坡迷减缓。但睡是单纯的洗减荷往往扛不能起到点阻滑的作伟用。最好呼与反