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1、_浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施斜坡在各种内、外地质营力作用下，不断地改变着坡高和坡角，使坡体内应力分布发生变化。当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时，就产生了斜坡的变形破坏作用。尤其是大规模的工程建设使自然斜坡发生急剧变化。斜坡的稳定程度也变化极大，往往酿成灾害。斜坡的变形与破坏，实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。由于斜坡变形破坏，给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约，斜坡地质灾害分布广泛，活动强烈，危害严重。因此了解斜坡变形破坏产生的原因和主要类型以及其防治措施对于我们土木工程专业的学生显得尤其重要
2、。1斜坡变形破坏的类型(The type of slope deformation and failure)斜坡的变形与破坏，可以说是斜坡发展演化过程中两个不同的阶段，变形属量变阶段，而破坏则是质变阶段，它们是一个累进破坏过程。这个过程对天然斜坡来说时间往往较长，而对人工边坡来说时间则较短暂。1.1斜坡变形(Slope deformation)斜坡变形按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种型式。1.1.1拉裂(Tensile crack)在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内，形成的张裂隙变形型式称拉裂。这种现象在由坚硬岩土体组成的高陡斜坡坡肩部位最常见，它往往与坡面近乎平行（见图一），尤其当
3、岩体中陡倾构造节理较发育时，拉裂将沿之发生、发展。拉裂的空间分布特点是：上宽下窄，以至尖灭；由坡面向坡里逐渐减少。拉裂还有因岩体初始应力释放而发生的卸荷回弹所致，这种拉裂通常称为卸荷裂隙。拉裂的危害性是：岩土体完整性遭到破坏；为风化营力深入到坡体内部以及地表水、雨水下渗提供了通道。它们对斜坡稳定均是不利的。 图一斜坡拉裂示意图1.1.2蠕滑(Creep slip)斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形称蠕滑。蠕滑发生的部位，在均质岩士体中一般受最大剪应力迹线（见图二）控制，而当存在软弱结构面时，往往受缓倾坡外的弱面所控制。当斜坡基座由很厚的软弱岩土体组成时，则坡体可能向临空方向塑流挤出
4、，称之为深层蠕滑。当坡体内各局部剪切面（蠕滑面）贯通且与坡顶拉裂缝也贯通时，即演变为滑坡。蠕滑往往不易被人们察觉，因为它不像拉裂变形那样暴露于地表，一般均产生于坡体内。所以要加强监测，并采取措施控制蠕滑，使之不向滑坡方向演化。 图二均质土坡蠕滑分析图12最大剪应力1潜在滑动面 斜坡边缘分界面处的变形值 D潜在滑动面以上的坡体厚度 h坡顶沉降量1.1.3弯曲倾倒(Bend toppling)由陡倾板（片）状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重力作用下所发生的向临空方弯折倾倒的特征是：弯折角20-50；弯折倾倒程度由地面向深处逐渐减小，一般不会低于坡脚高程；下部岩层往往折断张裂隙发育但层序不乱
5、，而岩层层面间位移明显；沿岩层面产生反坡向陡坎。弯折倾倒的机制，相当于悬臂梁在弯矩作用下所发生的弯曲。弯折倾倒发展下去，可形成崩塌、滑坡。1.2 斜坡破坏(Slope destruction)斜坡破坏的型式主要为崩塌、滑坡和泥石流。1.2.1崩塌(Collapse) 斜坡岩上体被陡倾的拉裂面破坏分割，突然脱离母体而快速位移，翻滚、跳跃和坠落下来，堆于崖下，即为崩塌。按崩塌的规模，可分为山崩和坠石。按物质成分，又可将崩塌分为岩崩和土崩。1.2.1.1崩塌的特征(Collapse features)一般发生在高陡斜坡的坡肩部位；质点位移矢量铅直方向较水平方向要大得多；崩塌发生时无依附面；往往是突然
6、发生的，运动快速。1.2.1.2崩塌产生的条件(The conditions of the collapse)（1） 地形地貌条件(Terrain conditions)地貌条件包括坡度和坡地相对高度，其中坡度对崩塌的影响最为明显。崩塌作用常发生在坡度很陡的斜坡地带。（2）地质条件(Geological conditions)岩石中的节理、断层产状和岩性等都对崩塌有直接影响。在节理发育、构造破碎的坚硬岩层上，特别是具有垂直节理的脆性块状结构的岩层上，容易发生崩塌。斜坡为顺向坡，当地层倾角小于山坡坡度角时，常沿地层层面发生崩塌。软硬岩性互层时，较软岩层易受风化，形成凹坡，坚硬岩层形成陡崖或突出形
7、成悬崖，易发生崩塌。（3）气候条件(Climatic conditions)崩塌和强烈的物理风化作用密切相关。在日温差、年温差较大的干旱、半干旱地区，强烈的物理风化作用促使岩石风化破碎，以致产生崩塌。如兰新铁路一些开挖的花岗岩路堑，仅四、五年的时间，路堑边坡的岩石就遭到强烈风化，产生崩塌。（4）人类活动及其他人工开挖坡脚、地震、强烈的融冰化雪等是引起崩塌的触发因素。地震是崩塌最强烈的触发因素。1.2.1.2崩塌的防治(Prevention of collapse)（1）清除易坠岩石；（2）防风化、防水:堵塞裂隙（如灌浆等）、坡面覆盖；截水沟（3）绕、挡、支：筑明洞、护墙或围护棚（铁丝网）；支撑
8、墙支持上部岩石的重量（4）锁（锚）:铁链锁绊或铁夹固定局部危岩。 (a)明洞 （b）拦石墙 （c）支护墙 四川雅安山体崩塌 山体崩塌1.2.2滑坡(Landslide)斜坡岩上体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象称为滑坡。滑坡的机制是某一滑移面L剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡的规模有的可以很大，达数亿至数十亿立方米。1.2.2.1滑坡的特征(Landslide features)通常是较深层的破坏，滑移面深入到坡体内部以至坡脚以下；质点位移矢量水平方向大于铅直方向；有依附面（即滑移面）存在；滑移速度往往较慢，且具有“整体性”。 滑坡是斜坡破坏型式中，分布最广、危害最为严重的一种。世界上
9、不少国家和地区深受滑坡灾害之苦，如欧洲阿尔卑斯山区、高加索山区，南美洲安第斯山区，日本、美国和我国等。并且，它经常与地震区伴生。1.2.2.2滑坡产生的条件(Conditions resulting landslide)（1）斜坡地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及他表流水特征，特别是斜坡的高度、坡度和外形是决定滑动力大小的主要因素。高陡的山坡或陡崖，使斜坡上部的软弱面形成临空状，加大了滑动力，减小了抗滑力，并为滑坡提供了滑动空间，是滑坡形成的重要条件。一般外貌起伏和缓，坡度不大，且植被较好的山坡，大多是比较稳定。（2）岩土类型与性质(Soil type and nature)滑坡多形成于泥质
10、类岩层分布区。包括粘性土、黄土及各种成因的松散沉积物堆积区；与页岩、泥岩、泥灰岩互层的沉积岩区；由泥质岩变质的板岩、千枚岩及云母片岩等变质岩区以及风化后形成粘土类风化物的沉积岩区。这些泥质岩类岩性较弱，亲水性和可塑性强，遇水后体积膨胀，土质软化，造成岩(土)体内部力学强度降低，因此是形成滑坡的物质基础。（3）地质构造(Geological structure)滑坡的形成与地质构造关系密切。岩层的各种结构面常构成滑动带的软弱面。特别是当岩层结构面的倾向与坡向一致，岩层的倾角又小于斜坡的坡角时，最易发生滑坡。在大的断裂构造带附近，常常分布着滑坡群。（4）水的影响(地下及地表)( The impac
11、t of water (underground and surface)由于滑坡和地下水活动关系密切，在雨量充沛的季节，滑坡区有“大雨大滑，小雨小滑，无雨不滑”的现象。在寒冷地带，融冻季节也常常形成滑坡。（5）人类活动(Human activity)工程设计不合理和施工方法不当。（6）地震等其它诱发因素(Earthquakes and other induced factors)在地震、大爆破和机械震动中常常诱发滑坡。尤其在地震区，常常形成许多规模巨大的滑坡。（可参见1960年智利8.5级大地震的情况）1.2.2.3滑坡的防治(Landslide prevention)(1)消除或减轻水的危害
12、A.排除地表水：设置滑坡体外截水沟；滑坡体上地表水排水沟；引泉工程；做好滑坡区的绿化工作等。B.排除地下水：设置截水盲沟，支撑盲沟，仰斜孔群，盲洞、渗管、垂直钻孔等排除滑坡体内地下水的工程措施。C.防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷：在滑坡体上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“丁坝”；在滑坡体前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管，以使坡脚的土体免受河水冲刷。(2)改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物A.削坡减重：常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠的抗滑地段的滑体，使滑体外形改善、重心降低，从而提高滑体稳定性。B.修筑支挡工程：支挡建筑物种类有：抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。C.
13、改善滑动带的土石性质：一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。 滑坡 滑坡抗滑挡墙 抗滑桩锚索 仰斜钻孔、竖向井 1.2.3泥石流(Debrisflow)泥石流是指在或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为或其他引发的携带有大量以及石块的特殊。按其物质成分可分为泥石流、和水石流三类。1.2.3.1泥石流的特征(Characteristics of debris flow)泥石流经常突然爆发，来势凶猛，可携带巨大的石块，并以高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。它爆发突然、运动速度快，具有很大的破坏力，是山区最常见的地质灾害。1.2.3.2泥石流产生的条件(Conditions
14、 generated debris flows)泥石流的形成需要三个基本条件：有陡峭便于集水集物的适当；上游堆积有丰富的松散固体物质；短期内有突然性的大量流水来源。(1)地形地貌条件(Terrain conditions)在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流城形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。(2)地质条件(Geological conditions)泥石流发育的地区多为地质构造复杂、断层节理发育、新构造运动强烈、地震活动频繁的地区。岩石性质软弱或软硬相间成层，易于遭受风化剥削。这些因素导致岩层破碎，为泥石流的发育提供了丰富的固体碎屑物
15、质来源。(3)水源条件(Water conditions)水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。(4)人为因素(Human factors)滥伐山林造成地表水土流失，采矿、采石、修路弃渣堆石，丰富的碎屑物质来源促使泥石流爆发频率急剧增加。1.2.3.4泥石流的防治(Debris flow prevention)（1）水土保持措施：平整山坡、植树造林、修建谷坊、坡面排水等；泥石流形成区（2）拦挡措施：各种拦挡坝与坝群；泥石流流通区（3）排导措施：排洪道、导流堤、停淤场。泥石流堆积区
