边坡研究意义及稳定性分析.ppt

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工程地质学基础边坡研究意义及稳定性分析边坡研究意义及稳定性分析中国矿业大学地质工程专业中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义斜坡定义：

斜坡定义：

指地壳表面一切具有临空面地质体；其特点是具有一定坡度和高度。

中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义自然斜坡和人工边坡的概念自然斜坡：

就是在一定的地质环境中山坡自然斜坡：

就是在一定的地质环境中山坡,在一定地在一定地质营力作用下形成和演化成的自然历史过程的产物。

海岸质营力作用下形成和演化成的自然历史过程的产物。

海岸,河湖岸等。

河湖岸等。

人工边坡：

人类为某种工程、经济需要而开挖，往往人工边坡：

人类为某种工程、经济需要而开挖，往往是在自然斜坡基础上形成的，其特点是有规则的几何形态。

是在自然斜坡基础上形成的，其特点是有规则的几何形态。

路堑路堑,矿坑矿坑,人工开挖基坑等。

人工开挖基坑等。

中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义研究意义斜坡或边坡在形成过程中，其内部的应力状态也将发生变化，引起应力重分布应力集中斜坡变形、破坏危及安全。

滑坡、崩塌、泥石流我国是一个滑坡、崩塌多发的国家，据不完全统计，自80年代以来，每年我国都有一次重大崩、滑灾害事故发生。

中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义20世纪以来，我国代表性的崩、滑地质灾害世纪以来，我国代表性的崩、滑地质灾害中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院中国矿业大学CHINAUNIVERSITYOFMININGANDTECHNOLOGYVaiontVaiontVaiontVaiont水库滑坡剖面水库滑坡剖面水库滑坡剖面水库滑坡剖面中国矿业大学资源与地球科学学院1基本概念及研究意义基本概念及研究意义中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征当斜坡形成时，当斜坡形成时，在斜坡表面产生卸荷在斜坡表面产生卸荷回弹变形（上），回弹变形（上），（aa）重力场型（）重力场型（bb）水平应力场型。

水平应力场型。

进一步的引起应进一步的引起应力的重分布（下）力的重分布（下）。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征2.1斜坡应力场的基本特征

（1）最大主应力近于平行临空面，最小主应力近于与）最大主应力近于平行临空面，最小主应力近于与坡面正交。

坡面正交。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征坡脚剪应力集中形成剪应力增高带。

坡脚剪应力集中形成剪应力增高带。

坡顶附近出现拉应力。

坡顶附近出现拉应力。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征（3）最大剪应力）最大剪应力迹线由原来的直线迹线由原来的直线变为近似圆弧线，变为近似圆弧线，并凹向临空面。

并凹向临空面。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征总结：

总结：

u（11）最大重应力近于平行临空面，最小重应力近于与）最大重应力近于平行临空面，最小重应力近于与坡面正交。

坡面正交。

u（22）坡脚剪应力集中形成剪应力增高带，坡顶附近出）坡脚剪应力集中形成剪应力增高带，坡顶附近出现拉应力。

现拉应力。

u（33）最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，）最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧线，并凹向临空面。

并凹向临空面。

u（44）坡面的实际径向压力为零。

坡面的实际径向压力为零。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征2.2斜坡应力场的影响因素坡形岩土体性质原始应力状态中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征

（1）原始应力状态斜坡张力集中位置与原始应力状态、坡角关系中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征当斜坡中存在较高原始应力时，斜坡更容易出现变形破坏。

当斜坡中存在较高原始应力时，斜坡更容易出现变形破坏。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征

（2）坡形的影响坡脚最大剪应力和坡形之间关系图解Stacey，1970中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征

（2）坡形的影响）坡形的影响u坡角明显改变应力状况。

随坡角变陡，坡面复检张力带范围也随之扩大和增强。

坡脚应力集中带最大剪应力值随之增高。

u坡底宽度对坡脚的应力状态也有一定的影响，当W0.8H时，则保持为一常值。

u研究表明，坡高并不改变应力等值线图像，但坡内各处的应力值随坡高增高而线性增大。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征u斜坡的平面形态对其应力状态也有明显的影响。

三维分斜坡的平面形态对其应力状态也有明显的影响。

三维分析表明，平面形态上的应力的支撑，应力集中程度明显减析表明，平面形态上的应力的支撑，应力集中程度明显减缓。

圆形和椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜缓。

圆形和椭圆形矿坑边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜坡的二分之一左右。

坡的二分之一左右。

中国矿业大学资源与地球科学学院2斜坡岩土应力分布特征斜坡岩土应力分布特征（3）岩体特征和结构特征）岩体特征和结构特征