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1、 边坡稳定分析边坡稳定分析 边坡工程边坡工程边坡工程边坡工程是岩土工程的重要组成部分。边坡的工是岩土工程的重要组成部分。边坡的工是岩土工程的重要组成部分。边坡的工是岩土工程的重要组成部分。边坡的工作状况直接或间接地影响工程建筑物的稳定和安全，作状况直接或间接地影响工程建筑物的稳定和安全，作状况直接或间接地影响工程建筑物的稳定和安全，作状况直接或间接地影响工程建筑物的稳定和安全，尤其是道路边坡，直接危及道路运营的车辆和人员尤其是道路边坡，直接危及道路运营的车辆和人员尤其是道路边坡，直接危及道路运营的车辆和人员尤其是道路边坡，直接危及道路运营的车辆和人员安全性。安全性。安全性。安全性。边坡是指地表
2、面一切具有倾向临空面的地质体，边坡是指地表面一切具有倾向临空面的地质体，边坡是指地表面一切具有倾向临空面的地质体，边坡是指地表面一切具有倾向临空面的地质体，是广泛分布于地表的一种地貌景观。是广泛分布于地表的一种地貌景观。是广泛分布于地表的一种地貌景观。是广泛分布于地表的一种地貌景观。边坡工程广泛地存在于道路工程中，常常作为附边坡工程广泛地存在于道路工程中，常常作为附边坡工程广泛地存在于道路工程中，常常作为附边坡工程广泛地存在于道路工程中，常常作为附属结构，起到维护道路正常运营的目的。属结构，起到维护道路正常运营的目的。属结构，起到维护道路正常运营的目的。属结构，起到维护道路正常运营的目的。边坡
3、工程研究的理论基础需要多种学科的相互结合、边坡工程研究的理论基础需要多种学科的相互结合、边坡工程研究的理论基础需要多种学科的相互结合、边坡工程研究的理论基础需要多种学科的相互结合、相互渗透，不仅包括相互渗透，不仅包括相互渗透，不仅包括相互渗透，不仅包括工程数学、工程力学、工程地工程数学、工程力学、工程地工程数学、工程力学、工程地工程数学、工程力学、工程地质学、岩土力学质学、岩土力学质学、岩土力学质学、岩土力学，还应结合，还应结合，还应结合，还应结合计算机仿真技术、岩土计算机仿真技术、岩土计算机仿真技术、岩土计算机仿真技术、岩土工程测试技术工程测试技术工程测试技术工程测试技术等手段。经过等手段。
4、经过等手段。经过等手段。经过100100100100多年的研究和发展，多年的研究和发展，多年的研究和发展，多年的研究和发展，从边坡的规律性分析，到边坡的变形破坏机制的研从边坡的规律性分析，到边坡的变形破坏机制的研从边坡的规律性分析，到边坡的变形破坏机制的研从边坡的规律性分析，到边坡的变形破坏机制的研究，以及边坡稳定性评价和预测预报，均取得了令究，以及边坡稳定性评价和预测预报，均取得了令究，以及边坡稳定性评价和预测预报，均取得了令究，以及边坡稳定性评价和预测预报，均取得了令人瞩目的成果，已初步形成边坡工程独立的学科体人瞩目的成果，已初步形成边坡工程独立的学科体人瞩目的成果，已初步形成边坡工程独立
5、的学科体人瞩目的成果，已初步形成边坡工程独立的学科体系。这一体系应包括四大部分：系。这一体系应包括四大部分：系。这一体系应包括四大部分：系。这一体系应包括四大部分：边坡的区域分布规律性研究；边坡的区域分布规律性研究；边坡的区域分布规律性研究；边坡的区域分布规律性研究；边坡的变形破坏机制研究；边坡的变形破坏机制研究；边坡的变形破坏机制研究；边坡的变形破坏机制研究；边坡的稳定性评价和预测预报；边坡的稳定性评价和预测预报；边坡的稳定性评价和预测预报；边坡的稳定性评价和预测预报；边坡工程治理。边坡工程治理。边坡工程治理。边坡工程治理。课程课程学习目标学习目标B B B BC C C CD D D DA
6、 A A A了解公路边坡工了解公路边坡工程的分类、基本程的分类、基本结构和发展历史结构和发展历史提高道桥专业提高道桥专业基本技能基本技能边坡工程专业性边坡工程专业性的知识储备的知识储备边坡工程稳定性边坡工程稳定性分析和初步设计分析和初步设计课程的学习目标一一一一、定义：、定义：岩体、土体在自然重力作用或人岩体、土体在自然重力作用或人 为作用而形成一定倾斜度的临空面为作用而形成一定倾斜度的临空面。边坡工程边坡工程与与滑坡工程滑坡工程。边坡边坡是指由于工程行为而人工开挖或填筑是指由于工程行为而人工开挖或填筑的斜坡，坡体中滑面是的斜坡，坡体中滑面是新形成的新形成的，开挖与填，开挖与填筑前没有变形与滑
7、动迹象。而筑前没有变形与滑动迹象。而滑坡滑坡多数指山多数指山由于由于自然因素而引起坡体变形或滑动的自然自然因素而引起坡体变形或滑动的自然斜坡，坡体中的滑面是斜坡，坡体中的滑面是自然存在的自然存在的。二二二二.边坡与滑坡？边坡与滑坡？边坡与滑坡？边坡与滑坡？通常，通常，通常，通常，边坡与滑坡没有非常严格的区别标准，通常可边坡与滑坡没有非常严格的区别标准，通常可边坡与滑坡没有非常严格的区别标准，通常可边坡与滑坡没有非常严格的区别标准，通常可按下述特征来进行综合区别按下述特征来进行综合区别按下述特征来进行综合区别按下述特征来进行综合区别:(1)(1)(1)(1)边坡指由工程原因开挖或填筑的边坡指由工
8、程原因开挖或填筑的边坡指由工程原因开挖或填筑的边坡指由工程原因开挖或填筑的人工斜坡人工斜坡人工斜坡人工斜坡;而滑坡而滑坡而滑坡而滑坡指由于自然原因正在蠕动滑动的指由于自然原因正在蠕动滑动的指由于自然原因正在蠕动滑动的指由于自然原因正在蠕动滑动的自然斜坡自然斜坡自然斜坡自然斜坡；(2)(2)(2)(2)边坡在工程开挖与填筑前坡体内边坡在工程开挖与填筑前坡体内边坡在工程开挖与填筑前坡体内边坡在工程开挖与填筑前坡体内不存在滑面不存在滑面不存在滑面不存在滑面，但，但，但，但可以存在未曾滑动的构造面。开挖前坡体无蠕动或滑可以存在未曾滑动的构造面。开挖前坡体无蠕动或滑可以存在未曾滑动的构造面。开挖前坡体无
9、蠕动或滑可以存在未曾滑动的构造面。开挖前坡体无蠕动或滑动迹象；滑坡在坡体内存在天然的滑面，坡体已有蠕动迹象；滑坡在坡体内存在天然的滑面，坡体已有蠕动迹象；滑坡在坡体内存在天然的滑面，坡体已有蠕动迹象；滑坡在坡体内存在天然的滑面，坡体已有蠕动或滑动迹象。动或滑动迹象。动或滑动迹象。动或滑动迹象。(3)(3)(3)(3)当人工斜坡内存在天然的滑面或引发古老滑坡滑当人工斜坡内存在天然的滑面或引发古老滑坡滑当人工斜坡内存在天然的滑面或引发古老滑坡滑当人工斜坡内存在天然的滑面或引发古老滑坡滑面复活时，称为面复活时，称为面复活时，称为面复活时，称为工程滑坡工程滑坡工程滑坡工程滑坡。反之，当天然斜坡危及工。
10、反之，当天然斜坡危及工。反之，当天然斜坡危及工。反之，当天然斜坡危及工程安全而需治理时则称为程安全而需治理时则称为程安全而需治理时则称为程安全而需治理时则称为自然边坡自然边坡自然边坡自然边坡。因此，边坡与滑坡的区别在于：因此，边坡与滑坡的区别在于：因此，边坡与滑坡的区别在于：因此，边坡与滑坡的区别在于：（1 1 1 1）边坡边坡边坡边坡是涉及工程建设中的人工斜坡，即使是自是涉及工程建设中的人工斜坡，即使是自是涉及工程建设中的人工斜坡，即使是自是涉及工程建设中的人工斜坡，即使是自然边坡也必须与然边坡也必须与然边坡也必须与然边坡也必须与工程建设工程建设工程建设工程建设有关；有关；有关；有关；而而而
11、而滑坡滑坡滑坡滑坡通常是由自然原因引发的自然斜坡，只有工程通常是由自然原因引发的自然斜坡，只有工程通常是由自然原因引发的自然斜坡，只有工程通常是由自然原因引发的自然斜坡，只有工程滑坡才与滑坡才与滑坡才与滑坡才与工程建设工程建设工程建设工程建设有关；有关；有关；有关；（2 2 2 2）边坡边坡边坡边坡坡体的滑动面是由于人工开挖与填筑后才坡体的滑动面是由于人工开挖与填筑后才坡体的滑动面是由于人工开挖与填筑后才坡体的滑动面是由于人工开挖与填筑后才形成的，原先并不存在，且坡体无形成的，原先并不存在，且坡体无形成的，原先并不存在，且坡体无形成的，原先并不存在，且坡体无蠕动蠕动蠕动蠕动与与与与滑动滑动滑动
12、滑动的迹象；的迹象；的迹象；的迹象；而而而而滑坡滑坡滑坡滑坡具有自然的具有自然的具有自然的具有自然的滑面滑面滑面滑面，且坡体有，且坡体有，且坡体有，且坡体有蠕动蠕动蠕动蠕动与与与与滑动滑动滑动滑动等现象。等现象。等现象。等现象。二、二、二、二、边坡工程的分类边坡工程的分类边坡工程的分类边坡工程的分类1.1.1.1.边坡的组成边坡的组成边坡的组成边坡的组成.按岩性不同分类按岩性不同分类按岩性不同分类按岩性不同分类根据岩性不同，边坡可分为根据岩性不同，边坡可分为根据岩性不同，边坡可分为根据岩性不同，边坡可分为岩质边坡岩质边坡岩质边坡岩质边坡和和和和土质边坡土质边坡土质边坡土质边坡。.按成因分类按成
13、因分类按成因分类按成因分类可以分为可以分为可以分为可以分为自然边坡自然边坡自然边坡自然边坡和和和和人工边坡人工边坡人工边坡人工边坡。.按边坡高度不同分类按边坡高度不同分类按边坡高度不同分类按边坡高度不同分类按边坡高低可分为按边坡高低可分为按边坡高低可分为按边坡高低可分为超高边坡超高边坡超高边坡超高边坡、高边坡高边坡高边坡高边坡、中边坡中边坡中边坡中边坡和和和和低低低低边坡边坡边坡边坡4 4 4 4类。类。类。类。.按边坡坡度不同分类按边坡坡度不同分类按边坡坡度不同分类按边坡坡度不同分类 按边坡坡度可分为按边坡坡度可分为按边坡坡度可分为按边坡坡度可分为缓坡缓坡缓坡缓坡、中等坡中等坡中等坡中等坡、
14、陡坡陡坡陡坡陡坡、急坡急坡急坡急坡、类型。类型。类型。类型。.按坡长不同分类按坡长不同分类按坡长不同分类按坡长不同分类 长边坡长边坡长边坡长边坡 中长边坡中长边坡中长边坡中长边坡 短边坡短边坡短边坡短边坡2.2.2.2.土质边坡土质边坡土质边坡土质边坡 黄土边坡黄土边坡黄土边坡黄土边坡 砂性土边坡砂性土边坡砂性土边坡砂性土边坡 黏性土边坡黏性土边坡黏性土边坡黏性土边坡 软土边坡软土边坡软土边坡软土边坡 膨胀土边坡膨胀土边坡膨胀土边坡膨胀土边坡3.石质边坡 按岩石类别：岩浆岩边坡、沉积岩边坡、变质岩边坡。按岩体结构：块状结构边坡、层状结构边坡、碎裂结构边坡、散体结构边坡。按岩层产状和坡面产状之间
15、的关系：顺向坡、反向坡、斜向坡。边坡工程的变形破坏边坡工程的变形破坏崩塌崩塌落石落石 坍塌坍塌滑塌滑塌错落错落 倾倒倾倒 破坏形式破坏形式2.12.1 边坡浅层破坏的形式边坡浅层破坏的形式1 1 1 1）崩塌）崩塌）崩塌）崩塌崩塌系指边坡上部的岩块在重力作用下，突然以高崩塌系指边坡上部的岩块在重力作用下，突然以高崩塌系指边坡上部的岩块在重力作用下，突然以高崩塌系指边坡上部的岩块在重力作用下，突然以高速脱离母岩而翻滚坠落的急剧变形破坏的现象。这速脱离母岩而翻滚坠落的急剧变形破坏的现象。这速脱离母岩而翻滚坠落的急剧变形破坏的现象。这速脱离母岩而翻滚坠落的急剧变形破坏的现象。这种破坏是边坡表层岩体丧
16、失稳定性的结呆，其特点种破坏是边坡表层岩体丧失稳定性的结呆，其特点种破坏是边坡表层岩体丧失稳定性的结呆，其特点种破坏是边坡表层岩体丧失稳定性的结呆，其特点是在变形破坏过程中，并不是沿某一固定面的滑动，是在变形破坏过程中，并不是沿某一固定面的滑动，是在变形破坏过程中，并不是沿某一固定面的滑动，是在变形破坏过程中，并不是沿某一固定面的滑动，而是以而是以而是以而是以自由坠落自由坠落自由坠落自由坠落为其主要运动形式。经自由坠落脱为其主要运动形式。经自由坠落脱为其主要运动形式。经自由坠落脱为其主要运动形式。经自由坠落脱离母块的碎块迅速下落堆积于坡脚，或在边坡表面离母块的碎块迅速下落堆积于坡脚，或在边坡表
17、面离母块的碎块迅速下落堆积于坡脚，或在边坡表面离母块的碎块迅速下落堆积于坡脚，或在边坡表面上滚动并相互碰撞破碎后的岩块堆积于坡脚，形成上滚动并相互碰撞破碎后的岩块堆积于坡脚，形成上滚动并相互碰撞破碎后的岩块堆积于坡脚，形成上滚动并相互碰撞破碎后的岩块堆积于坡脚，形成具有一定自然休止角的岩堆。具有一定自然休止角的岩堆。具有一定自然休止角的岩堆。具有一定自然休止角的岩堆。2 2 2 2）倾倒）倾倒）倾倒）倾倒 这种破坏形式是因为这种破坏形式是因为这种破坏形式是因为这种破坏形式是因为在边坡内部存在某一倾角在边坡内部存在某一倾角在边坡内部存在某一倾角在边坡内部存在某一倾角很陡的结构面，将边坡岩很陡的结
18、构面，将边坡岩很陡的结构面，将边坡岩很陡的结构面，将边坡岩体切割成许多相互平行的体切割成许多相互平行的体切割成许多相互平行的体切割成许多相互平行的块体，而临近坡面的陡立块体，而临近坡面的陡立块体，而临近坡面的陡立块体，而临近坡面的陡立块体缓慢地向坡外弯曲倒块体缓慢地向坡外弯曲倒块体缓慢地向坡外弯曲倒块体缓慢地向坡外弯曲倒塌，边坡的这种破坏形式塌，边坡的这种破坏形式塌，边坡的这种破坏形式塌，边坡的这种破坏形式称为倾倒，如图所示。称为倾倒，如图所示。称为倾倒，如图所示。称为倾倒，如图所示。宝成铁路沿线防倾倒锚固墙示意宝成铁路沿线防倾倒锚固墙示意3 3 3 3）按滑动面与岩层层面的关系分类按滑动面与
19、岩层层面的关系分类按滑动面与岩层层面的关系分类按滑动面与岩层层面的关系分类顺层滑坡：顺层滑坡：顺层滑坡：顺层滑坡：滑坡体沿岩层层面滑动的滑坡滑坡体沿岩层层面滑动的滑坡滑坡体沿岩层层面滑动的滑坡滑坡体沿岩层层面滑动的滑坡切层滑坡：切层滑坡：切层滑坡：切层滑坡：滑坡体的滑动面与岩层相切割的滑坡滑坡体的滑动面与岩层相切割的滑坡滑坡体的滑动面与岩层相切割的滑坡滑坡体的滑动面与岩层相切割的滑坡4 4 4 4）按力学条件分类）按力学条件分类）按力学条件分类）按力学条件分类牵引式滑坡：牵引式滑坡：牵引式滑坡：牵引式滑坡：滑坡体下部先变形滑动，使上部岩体失去支撑，滑坡体下部先变形滑动，使上部岩体失去支撑，滑坡
20、体下部先变形滑动，使上部岩体失去支撑，滑坡体下部先变形滑动，使上部岩体失去支撑，从而使上部岩体也随着变形移动，如图从而使上部岩体也随着变形移动，如图从而使上部岩体也随着变形移动，如图从而使上部岩体也随着变形移动，如图 2.72.72.72.7所所所所示。示。示。示。推移式滑坡：推移式滑坡：推移式滑坡：推移式滑坡：滑坡体上部先滑动，因而使下部岩体也变形滑滑坡体上部先滑动，因而使下部岩体也变形滑滑坡体上部先滑动，因而使下部岩体也变形滑滑坡体上部先滑动，因而使下部岩体也变形滑动，如图动，如图动，如图动，如图2.82.82.82.8所示。所示。所示。所示。5 5 5 5）按滑动面形态不同分类按滑动面形
21、态不同分类按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类平面滑动：平面滑动：平面滑动：平面滑动：其特点是边坡岩体沿某一结构面如层面、节理或其特点是边坡岩体沿某一结构面如层面、节理或其特点是边坡岩体沿某一结构面如层面、节理或其特点是边坡岩体沿某一结构面如层面、节理或断层面发生滑动，通常发生在滑断层面发生滑动，通常发生在滑断层面发生滑动，通常发生在滑断层面发生滑动，通常发生在滑动面的倾向与边坡面的倾向一致，动面的倾向与边坡面的倾向一致，动面的倾向与边坡面的倾向一致，动面的倾向与边坡面的倾向一致，而滑动面的倾角小于边坡角，但而滑动面的倾角小于边坡角，但而滑动面的倾角小于边坡角，但而滑动面的倾角小于边坡角，
22、但由于其内摩擦角的层状或有粘土由于其内摩擦角的层状或有粘土由于其内摩擦角的层状或有粘土由于其内摩擦角的层状或有粘土夹层的岩体中，也可能发生在有夹层的岩体中，也可能发生在有夹层的岩体中，也可能发生在有夹层的岩体中，也可能发生在有较厚破碎带的岩体中。这类破坏较厚破碎带的岩体中。这类破坏较厚破碎带的岩体中。这类破坏较厚破碎带的岩体中。这类破坏一般情况下走向范围可能较大。一般情况下走向范围可能较大。一般情况下走向范围可能较大。一般情况下走向范围可能较大。6 6 6 6）按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类楔体滑动：楔体滑动：楔体滑动：楔体滑动：当边坡岩休中有
23、两组或两组以上结构面与边当边坡岩休中有两组或两组以上结构面与边当边坡岩休中有两组或两组以上结构面与边当边坡岩休中有两组或两组以上结构面与边坡斜交，且相互切割成楔形体，坡斜交，且相互切割成楔形体，坡斜交，且相互切割成楔形体，坡斜交，且相互切割成楔形体，当两结构面的组台交线的倾向当两结构面的组台交线的倾向当两结构面的组台交线的倾向当两结构面的组台交线的倾向与边坡倾向近于一致，组合交与边坡倾向近于一致，组合交与边坡倾向近于一致，组合交与边坡倾向近于一致，组合交线的倾角小于边坡角而大于其线的倾角小于边坡角而大于其线的倾角小于边坡角而大于其线的倾角小于边坡角而大于其内摩擦角时，较易发生这类破内摩擦角时，
24、较易发生这类破内摩擦角时，较易发生这类破内摩擦角时，较易发生这类破坏坏坏坏.7 7 7 7）按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类按滑动面形态不同分类圆弧形滑动：圆弧形滑动：圆弧形滑动：圆弧形滑动：滑动面为一圆弧面，如图滑动面为一圆弧面，如图滑动面为一圆弧面，如图滑动面为一圆弧面，如图2.2.2.2.11111111所示，这所示，这所示，这所示，这种破坏常发生在均质松散种破坏常发生在均质松散种破坏常发生在均质松散种破坏常发生在均质松散的岩体或土体边坡上，散的岩体或土体边坡上，散的岩体或土体边坡上，散的岩体或土体边坡上，散体结构岩体或坡高较大的体结构岩体或坡高较大的体结构岩体或坡高较大的体结构岩体或坡高较大的裂隙岩体边坡也可能产生裂隙岩体边坡也可能产生裂隙岩体边坡也可能产生裂隙岩体边坡也可能产生这种破坏形式。这种破坏形式。这种破坏形式。这种破坏形式。