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1、斜坡岩(土)体稳定的研究意义斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分折涉及两个方面的任务。一方面要对斜坡的稳定性作出 评价和预测；另一方面要为设计合理的人工边坡以及制定有效整治措施提供依据。斜坡变形的主要方式和基本类型卸荷回弹和蠕变崩落(塌)(faIls)、倾倒(topples)、滑动(落)(slides)、侧向扩离(lateral spreads)和流动(flows)等 5 种基本类型。1.影响斜坡岩体应力分布的重要因素a. 原始应力状态b. 坡形c. 岩体特征和结构特征对均质体而言，岩体弹模，泊松比对斜坡应力分布影响不大。对斜坡应力分布影响最大的是岩体结构特征，斜坡附近的结构面往往是应力集中的部
2、位。易于变形或破坏。2.斜坡变形破坏与内外营力的关系(影响斜坡变形破坏主要 因素)斜坡是一个开放系统，它与外界有能量的交换，外营对斜坡稳定性的影响主要通过三 方面来实现。第一，改变斜坡的外形一改变斜坡的应力场。第二，改变斜坡的岩体结构特征一使斜坡的强度降低。第三，改变岩体的应力状况。地表水一、河流地质作用许多斜坡都流水地质作用形成的，而新构造运动对河流的地质作用有很大的关系。少年期河流，以下切作用为主，由于处于河谷形成的初期，岸坡卸荷作用剧烈，应力 分异显著，河岸斜坡变形剧裂但规模一般不大。数量大、规模小。中年期河流，以侧蚀作用为主，下切减缓。这一阶段以时间效应特征的大型破坏为主 要特征。数量
3、少，规模大。老年期河流，冲淤近于平衡，河谷总体形态变化不大，以老滑坡复活为主。b, 河流演化史分析河谷的中、淤关系：冲刷期，岸坡失稳可能性增大。淤积期，岸坡稳定性增高。波浪地下水地下水对斜坡稳定性的影响主要表现在四个方面： 形成静水压力 地下水流动形成渗透压力（代替法） 改变潜在滑面的力学性质（降低） 形成空隙水压力，降低斜坡的抗滑力气候主要是降雨，其余是风化、冻融等。降雨总量与斜坡失稳有一定关系，但最主要的是降雨强度和持续时间。 降雨对斜坡的稳定性影响具有周期性作用。植被有利、有弊f防止水土流失有利地震破坏斜坡岩体结构条件诱发地质灾害、斜坡失稳人为因素开挖、不合理排水等。2.斜坡变形破坏的地
4、质力学模式及其形成机制与演化规律（主要特征及各阶段划分）一、蠕滑一拉裂二、滑移压致拉裂三、滑移拉裂 四、滑移弯曲五、弯曲拉裂 六、塑流拉裂一、蠕滑拉裂形成条件：中等坡度的均质斜坡，（似均质斜坡）碎裂岩中也可能发生此种类型的变形 和破坏。变形发展过程：自坡面向斜坡内，由重力作用形成一剪切蠕变带，其中坡面位移最大， 向深度逐渐递减。至位移逆减为零的位置，剪应力高度集中，此位置即为潜在滑移面位置。 当剪应力集中达到岩体的拉剪强度时，该面剪切破坏形成滑面。在剪切蠕变形带发展过程中，坡顶出现自上而下扩展地拉裂缝。演变过程（以反倾斜坡为例）a. 表层蠕滑岩（土）体向坡下蠕变，后缘拉应力产生。b, 岩缘拉裂
5、通常形成反坡台坎，由于后缘拉应力释放，潜在剪切面上的剪应力集中程度加大。此 外，外营力进入后缘拉裂缝，使斜坡条件进一步恶化，更加促进剪切面的变形。c. 潜在剪切面剪切扰动。随剪切变形进一步发展，中部剪切带扰动扩容，变形体下半 部隆起，随变形体沿剪切拢动带转动滑移，上部下沉，后缘拉裂缝闭合，岩体进入累进性破 坏阶段，一旦剪切面被剪切贯通，滑坡发生。这种类型的滑坡可按瑞典圆弧法计算其稳定系数。二、滑移压致拉裂形成条件：中等一一陡的平缓层状斜坡，坡体内有水平向残余应力。演变过程：a. 卸荷回弹阶段，坡体内残余应力开始释放，岩层沿缓倾结构面缓回弹滑移，坡面形 成齿状剪出。岩层内领固段或错段附近因拉应力
6、集中而产生自下而上扩展的拉裂隙。b. 压致拉裂面自下布上扩展阶段在大致平行坡面的重压应力作用下，拉裂隙端部被压致拉裂，裂纹扩展方向逐渐趋向 于主压应力方面一致。这种压致拉裂缝向上扩展，直至达到地面，并伴有向坡面方向的转动。c. 滑移面贯通阶段随拉裂面的逐渐贯通，岩体转动，变形进入 破坏阶段。陡倾的阶状裂面成为剪应力 集中带，陡缓转角处的嵌合体被逐个剪断、压碎、并伴有扩容，待陡倾裂面与平缓滑移面构 成贯通性滑面时，滑坡发生。三、滑移拉裂形成条件：层状、块状、岩体、斜坡中有一潜在倾向坡外滑移面，且有效临空。变形过程，岩体在重力作用下沿已有滑移面向临空方向滑移，后部拉裂。滑坡能否形 成，取决于滑面产
7、状及后缘分隔条件。当后缘分割条件成熟时，滑面的内磨擦角小于斜坡角，则滑坡发生。四、滑移弯曲形成条件：具有中一陡倾外的层状岩体或藻层状岩体斜坡，顺层斜坡，滑移面未有效 临空。滑面倾角大于滑移面倾角。变形过程：层状岩体在自重作用下沿外倾结构面蠕变下滑，由于下部滑移面未临空， 造成坡脚附近顺层板梁纵向受压，在一定条件下弯曲隆起进而发展成滑坡。演变过程：a, 轻微隆起阶段。近坡脚部位岩层在纵向压力下顺层弯曲，局部出现压碎，坡面轻微 隆起，岩体松动。b, 强烈弯曲、隆起阶段弯曲显著增强，强烈弯曲段出现剖面x型节理，部分岩体垮塌、充填虚脱部位。弯曲 部位岩体扩容，地面显著隆起，岩体松动。剖面x节理中的一组
8、逐渐形成滑移切出面。c, 切出面贯通阶段，切出面与滑移面贯通形成整体滑面，滑移岩体沿切出回弹射抛出， 形成滑坡。某些椅状层面也能形成这类滑坡。五、弯曲拉裂形成条件：陡立或陡倾内层状斜坡，坡度中一一陡坡。变形过程：斜坡前缘，陡倾的斜坡岩体在重力作用下向临空方向作悬臂梁弯曲，单梁 的弯曲逐渐向深部发展。前部悬臂梁弯曲后为后部悬臂梁弯曲提供了空间，这种弯曲逐渐向 斜坡后缘逐个悬臂梁地传递，导致斜坡岩体整体弯曲。演化过程：a. 卸荷回弹陡倾拉裂阶段。b. 板梁弯曲，拉裂面向深部扩展并向坡后缘推移，板梁之间反向错动。c. 板梁根部折裂、压碎，折裂面逐渐贯通，岩块转动、倾倒。当折裂面贯通后，斜坡变形岩体将
9、转化为蠕滑拉裂型滑动破坏。六、塑流拉裂形成变形条件：软弱基座斜坡，上覆厚层坚硬岩层。变形过程：下伏软弱基度在上覆岩层重压下产生塑性变形，并向临空方向流动而形成 塑性挤出。软岩塑流挤出又导致上覆岩层拉裂。演化过程：a. 卸荷回弹，陡出裂缝形成。由于应力分异，形成由坡缘拉应力带向纵深扩展的一系裂陡立拉裂缝。b. 前缘塑流一一拉裂变形随软弱基座被切出，遭受重压的原封闭的软基向切出的临空方向挤出，进而导致且覆 岩层不均匀沉陷和拉裂。拉裂的岩柱倒塌。c. 深部塑流一一拉裂随陡坡坡缘破坏，变形向坡缘后部推移。被分割的高大岩柱或板梁其根部可能因此被 剪裂或压碎，便变形向蠕滑一一拉裂转化。上述斜坡P变形模式可
10、以形成空间组合，也可形成变形模式的转化。3. 地下水对斜坡稳定性的影响地下水对斜坡稳定性的影响主要表现在四个方面： 形成静水压力 地下水流动形成渗透压力（代替法） 改变潜在滑面的力学性质（降低） 形成空隙水压力，降低斜坡的抗滑力4. 斜坡稳定性评价与预测（评价方法）评价和预测：稳定性和演化趋势、设计边坡提供科学依据方法：。过程机制分析法（演变历史分析法）：分析方法实质：应用前述斜坡变形、破 坏的基本规律，通过追溯斜坡演变的全过程，对斜坡稳定性现状、发展总趋势和区域性特征 做出评价和预测.一、根据阶段性规律预测斜坡所处演化阶段和发展趋势二、根据周期性规律判定促进斜坡演变的主导因素三、根据区域性规
11、律、阐明斜坡稳定性分区特征Q理论计算分析法：已在岩、土、力学、弹、塑性力学中介绍了理论分析方法。这里 要注意的是对原型的分析。只有对地质原型及春演化趋势进行深入分析，以此建立理论分析的模型（地质模型、 物理模型、力学模型、数学模型等），才能获得合乎实际的理论分析结果。一、破坏概率分析法二、因素敏感性分析三、斜坡失稳时间预报四、斜坡稳定程度的空间评价预测Q工程地质类比法：工程地质条件相似情况下进行。5、破坏概率分析法的基本思路斜坡稳定性计算中所采用的参数，大多数是随机变量，因此，采用均值所做的确定性 分析，往往不能客观的反映斜坡变形、破坏的实际情况。由此，斜坡的稳定性系数，实际也是一个随机变量。
12、a. 强度参数的随机分布计算参数的分布类型是多种多样的。对于某个研究对象，例入岩体的C、中值，已经 说明某分布具有正态分布的特征，其概率密度：1(x - a )2中值：f (x)=e 260y2k 9式中的a和。2分别为随机变量的数学期望和方差，根据最大似然估计。人 1 vna 乙 x xni丰1a 2 = 1 (X - X )2 S 2 n i-1即：我们可以用实际样本的均值和均方差来做估计其概率密度中的数学期望和方差。实际操作中，样本数量最小值不得少于6个。丘蒙脱一一卡洛模拟通过上述估计，我们获得了岩体强度参数概率密度，要计算稳定系数K值的概率分布， 强度参数取值便是主要的技术手段，一般采
13、用蒙脱一一卡洛方法来抽样计算样本，即采均匀 分布的方法伴随机数，每一个随机数对应一组计算参数，即对应一个稳定系数K值的抽样。 如此多次抽样、多次计算，可以获得一组K= (K.) (i=1n)。1c. 破坏概率计算对应于每一组随机变量的抽样，可以获得一个K值的计算值：K = f(% x2)对于n组抽样，则：K = ( KiKn)则破坏概率可用n组抽样中K1的频率来估计。Pf=N(K1) / N同时，可以获得关于N个x值概率分布的数学期望和方差的估计，并评价上述估计的 质量。6. 防治斜坡变形破坏的原则及主要措施防治原则以防为主，及时治理。防：a. 选择合适的场地、制定合理的施工方案。边坡走向尽量
14、平行最大主应力方向。b. 查清影响斜坡稳定的因素，消除隐患。及时处理：考虑工程的重要性（遵循经济原则），方案优化。防治措施（略）Q 消除、削弱或改变使斜坡稳定性降低的各种因素这方面的措施可分为两类。一类是针对导致斜坡外形改变的因素而采取的措施。主要是 保证斜坡不受地表水的冲刷或海、湖、水库水波浪的冲蚀。如修筑导流地顺坝或丁坝）、水 下防波堤（破浪堤）等（参见第十四、十五两章）。另一类措施是针对改变斜坡岩体强度和应力 状态的因素采取的。为了防止易风化的岩石表层由于风化而产生剥落可以在边坡筑成之后用灰浆抹面，或在坡面上用浆砌片石筑一层护墙。在护墙脚处一定要设排水措施，排除 坡内积水。为了防止坠石，
15、可在坡面上铺设钢丝网，或增设阻挡落石的铁链拦栅。对于胀缩 性较强的土质斜坡，可在边坡面上种植草皮，使坡面土层保持一定的湿度.防止坡面开裂， 减小降水沿裂缝渗入的可能性，避免土层性能恶化而发生土爬或滑坡。调整坡面水流、排除斜坡内的地下水、截断进入坡内的地下水流，对于防止坡体软比、 消除渗透变形作用、降低空隙水压力和动水压力，都是极为有效的。这些措施在滑坡区和可 能产生滑坡的地区尤为重要。为了不让外围地表水进入滑坡区，可沿滑坡边界修筑天沟（图978a）沟壁应不透水， 否则反而起到向斜坡内输水的作用。在滑坡区内，为了减少降雨渗入，可在坡面修筑排水沟。 在岩质斜坡中还可采用灰浆沟缝等措施。排除地下水的措施很多，应根据斜坡地质结构特征和水文地质条件加以选择。通常在土 质斜坡内修筑支撑盲沟能收到良好效果（图978b）。截断地下水流对于防止深层滑动或治 理较大型的滑坡是很有效的，一般采用地下排
