《岩石力学》课程论文
——对滑坡问题的探讨和处理
段云钢 20061011
(三峡大学土木水电学院 湖北宜昌 443000)
摘要:本文从滑坡概念出发,介绍了滑坡的分类和影响滑坡的因素,从而了解滑坡的规律和发生条件,并介绍了目前工程上常用来防治滑坡的措施。 关键词 : 滑坡 滑动面 边坡稳定
The research about the problem of slide slope and the methods.
Abstract:This paper depart from the definition of slide slope, introduced the sort of slide slope and the factor .Then know about the rule of slide slope and conditions.Lastly,introduced some method that recently widely used in manly projects to prevent and deal with slope slope. Key words: slide slope sliding surface stabilization
1前言
在山区进行的各种工程建筑常常是在天然斜坡岩体上兴建,或是在兴建中需要开挖出高陡边坡。而国家对水电的大力开发,尤其水利水电工程,多选择具有高陡的深山峡谷中。但是边坡岩体中存在软弱结构面。它们在岩体重力和各种自然营力的长期作用下或人为的影响下,常常会发生变形破坏,而滑坡在边坡破坏形式中又是分布最广、危害最大的一种。本文其边坡破坏形式中的滑坡现象作出分析和探讨。
2滑坡的基本概念
所谓滑坡是指边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面或坡内软弱结构面产生滑动破坏的现象。滑坡与崩塌相比,通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡体内部,
甚至延伸到坡脚以下,滑坡其速度主要取决于滑动面本身的物理、力学性质。
3滑坡的分类
对滑坡现象进行分类,有助于反映各种滑坡的特征和认识其发生发民的规律,从而便于提出合理有效的防治措施。
(1)根据滑动面与岩层构造之间的关系可分为:
1) 顺层滑坡。滑体沿岩层的层面或不整合面滑动,在岩质滑坡中极为多见,常是沿软弱岩层或其层面滑动。顺层滑坡的滑动面多为平面或倾斜的阶梯状。
2) 切层滑坡。滑休沿节理、断层或其他与层面相切的岩体或土体中,如厚层黄土、风化严重的花岗岩体等。滑动面受最大剪应力控制,多呈圆弧形。 (2)根据滑动的力学性质可分为:
1)推动式滑坡。上部岩体首先和失去平衡稳定,发生下滑,然后,推动下部岩体作整体滑动。多与上部增加的荷载有关。
2)牵引式滑坡。下部岩体首先失稳滑动,上部岩体因失去支撑,相继下滑。多因坡脚遭受冲刷、挖掘破坏而引起。
3)平移式滑坡。始滑部位分布在滑动面的许多点,同时局部滑动,然后逐渐发展连接,形成统一的滑动面。
(3)根据工程实际可分为:
1)岩块流动滑坡。一般认为这种破坏是以节理为界的单个岩块的拐角处出现应力集中所致。
2)平面剪切破坏滑坡。这种滑坡由于边坡内危险方位软弱面(如断层、岩脉或软弱夹层)的存在。
3)旋转剪切滑坡。这种滑坡由于在软岩和土内出现了屈服与剪应力的重新分布,使岩石在粘性破坏之前就形成了一个近乎圆形的破坏面,随后边坡中一巨大的圆扇形体沿之旋转破坏。
4滑动面的形成机制
各种工程实例表明,滑面的形成和及其特性对滑坡的发生和发展起着决定性的作用。其形成机制有下列两种。
(1)滑动面受最大剪应力控制:当剪应力超过岩体的强度极限时,就将大致沿着最大剪应力面发后滑动,常成弧形并在斜坡上缘附近转为陡倾的拉裂面。在此情况下,岩体的强度对边坡稳定性起着决定性作用,多发生在均质岩层中。
(2)滑动面受已有软弱结构面控制:坡体中软弱结构面和软弱夹层的存在,并能构成有利滑动的结构面(或几个结构的组合面)产生滑动。因此软弱结构面的抗剪强度和产状起控制作用,而不决定于岩石本身的强度,岩质边坡的破坏绝大多数都是属于这种情况。
不管哪种情况,大多数滑坡在破坏之前都有一个蠕动变形阶段。在这个阶段,边坡岩体的变形主要表现为小量、缓慢、比较均匀的速度沉陷或是滑移。此时坡体上可出现裂隙或上部被拉开。当应力积累超过滑面上的剪切极限强度之后,即可发生急剧下滑。
5影响滑坡的因素
(1)地貌条件的影响。深切峡谷地区,陡峭的岸坡是容易发生滑坡的地形条件。 (2)地层岩性的影响。地层和岩性对边坡稳定性影响很大,软硬相间,并有软化、泥化或易风化的夹层时,最易造成边坡失稳。地层岩性的不同,所形成的边坡变形破坏类型及保持稳定的坡度也不同。
(3)地质构造和岩体结构的影响。地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应力等,这些对岩质边坡的稳定也是主要因素之一。褶皱、断裂发育的地区,岩层倾角大,节理纵横切割,形成有利于滑坡的条件。
(4)水的影响。水对滑坡关系极大。众多的理论研究与工程实践表明,水是控制边坡稳态之一也是最主要的因素。据对长江三峡工程库区已勘察滑坡进行的研究发现,水对处于主要表现在下列几个方面。
1)使岩石软化或溶蚀。地下水的活动可使粘土质夹层软化泥化,形成最危险的滑动面,也可使厚层的粘土层产生塑性蠕动,导致上覆岩体滑动解体。当岩层中含有易溶成分时,可被地下水溶蚀形成裂隙和洞穴,导致岩体塌陷并可导致滑坡。
2)产生静水压力或动水压力。
3)增加岩体的重量。当水渗入边坡岩体中时增加了岩体重量,可使下滑力增大。 4)冻胀作用。在寒冷地区,渗入裂隙中的水结冰,产生膨胀压力,促使岩体破坏倾倒。 5)浮托力。水压力(p=γh)此时对边坡的作用表现为减轻边坡介质自重和加大促使边