王恭先-高边坡变形及其防治对策2014（十二）PPT资料.ppt

1、自然山坡的应力调整有一个过程，强度低的软弱岩层调整较快，常在施工期就发生变形；强度高的坚硬岩层调整较慢，或可自身稳定，或在13年后发生变形。只有当人工边坡顺应自然，对其改变不大时，才可保持稳定，否则就会发生失稳，甚至引起自然山坡的破坏。4、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营力的作用之下，如阳光照射、降雨冲刷和下渗、风化和地震等。但人工边坡所造成的自然状态的改变使这种作用更强烈，如开挖暴露风化加剧、破坏植被地表水容易下渗、坡体松弛、爆破震动等都使边坡更容易发生变形。5、自然条件千差万别，所以高边坡设计也变得十分复杂，每个工点都需单独分析和计算，这也许就是目前高边坡设计尚无规范可循的原因。,二、高

2、边坡的种类高边坡分类表,三、高边坡的变形类型1、按变形性质分（1）坡面冲刷；（2）表层溜坍；（3）危岩、落石、崩塌；（4）坍塌；（5）滑坡；（6）倾倒；（7）错落。2、按变形深度分（1）坡面变形（深12m）；（2）边坡变形（深10m），变形在边坡范围内；（3）坡体变形（深10m），变形超越边坡范围。3、按变形范围分（1）整体变形整个边坡变形；（2）局部变形部分边坡变形。4、按变形新老分（1）古老滑坡复活；（2）新发生的变形。,坡面冲刷,贵州余庆凯里高速公路小江口隧道出口崩塌,陇海铁路天水-甘谷段黄土边坡溜坍,贵州余庆凯里高速公路小江口隧道出口崩塌,陇海铁路天水-甘谷段隧道口高边坡溜坍,边坡的主

3、要变形类型：,坍塌是边坡坡率陡于坡体岩土所能保持的稳定坡，或因开挖后坡体内地下水向坡脚渗流软化岩土使其强度降低而发生的逐层坍塌变形，当坍到其稳定角时会自然稳定，或采用一定的排水和支挡措施保持其稳定，或放缓坡率使其稳定。它没有固定的破坏面。,堆积层坍塌,强风化岩坍塌,黄土坍塌,滑坡是坡体岩土在自然或人为因素作用下沿坡体内一定的软化带（滑动带）整体向下以水平滑移为主的变形。滑动后形成环谷状后壁、滑坡平台、突出的前缘等独特外貌。有相对固定的滑动面（带）和整体滑移及地下水发育是滑坡与其他斜坡变形的主要区别。滑坡不是边坡坡率问题，放缓坡率不仅不能稳定滑坡，而且常会使滑坡范围扩大。,黄土滑坡,破碎岩体滑坡

4、,砂泥岩顺层滑坡,砂泥岩切层滑坡,重庆武隆水江高速公路K41滑坡,贵州余庆凯里高速公路小江口隧道出口崩塌,延延高速公路杜家坪隧道进口黄土滑坡,宝兰客专塔稍村隧道口滑坡,宝兰客专榆中隧道口黄土滑坡,铜旬高速K198破碎岩石滑坡,成昆铁路白石岩滑坡,成昆铁路白石岩滑坡,老滑坡因开挖而复活,崩塌是陡坡上的风化破碎岩体在自然和人为因素作用下发生倾倒或滑移破坏，崩塌体碰撞下部山坡后散乱堆积于坡脚形成岩堆，原始结构完全被破坏。在未崩塌前称为“危岩体”。陡倾的老黄土和胶结的堆积体也会发生崩塌，但规模较小。,危岩体,花岗岩顺缓倾节理面滑落,贵州余庆凯里高速公路小江口隧道出口崩塌,贵州余庆凯里高速公路小江口隧道

5、出口崩塌,错落是3545的较陡山坡，受陡倾构造面（断层面、节理面）的作用将外侧破碎岩体与内侧较完整岩体分开，坡体下伏软弱岩层或断层破碎带，在河流冲刷或人工开挖使斜坡变陡后，下伏软弱层承受不了上部重压而变形，造成上部岩体产生以下错为主的变形。后缘裂缝较顺直。山坡上部减重是防治错落的主要措施。,错 落,倾倒是陡倾的中薄层岩层在河流下切或人工开挖下向临空方向发生的弯曲和倾倒变形。弯曲只是一种变形，倾倒则会造成灾害。倾倒体还会转化成切层滑坡。,石灰岩的倾倒变形,四、高边坡变形的原因分析（一）、自然条件和原因 1、地层岩性条件土性、岩性、风化破碎程度、岩土界面与软弱夹层的坡度等。2、构造条件岩层产状与边

6、坡的关系、有无断层通过、小构造与边坡的关系等。3、水文地质条件地下水发育程度、泉水湿地、坡体含水状况、汇水面积等。4、地形地貌条件自然坡形状和坡度，稳定状况、有无滑坡、坍塌、崩塌等变形。5、坡体结构条件。6、河流冲涮岸坡情况、当地的降雨量、地震烈度等。,四、高边坡变形的原因分析（二）、人为条件和原因 1、选线、选厂、选址时对地质工作重视不够，没有贯彻“地质选线”的原则，对已经存在的古老滑坡和潜在滑坡（如岩堆地段、顺层地段、断层破碎带）没有认识或认识不足，将线路布设在这些地段，甚至大填、大挖，造成老滑坡复活或新生滑坡。2、高边坡变形最主要的原因是对高边坡的地质决定性认识不足，道路工程中重桥隧、轻

7、路基的指导思想没有彻底改变，对高边坡的专门地质调查和勘探不足，只能凭经验盲目设计，这就难免不发生问题。3、由于对高边坡重视不够，过分强调节约工程投资，本来可以作隧道或外移作桥或半路半桥的，为节省投资而大挖方，结果造成高边坡变形，有时其治理费用比桥、隧还多。4、高边坡本应该作个别设计的，因工作量大、工期紧、资料少，也只能作一般边坡对待，设计缺乏依据，或坡形坡率设计不符合当地岩土强度条件，或没有排水与加固工程，或工程不足以保证稳定。5、不科学的施工方法也是造成边坡失稳变形的重要原因，如雨季大开挖大量雨水渗入坡体，软化坡体岩土；大爆破施工破坏岩体完整性；开挖后长期暴露而不防护和加固，甚至一挖到底不加

8、固等。,五、高边坡的勘察（一）基础资料的收集（二）高边坡的地面调查（三）高边坡的勘探（四）深孔位移监测（五）高边坡的稳定性评价,（一）基础资料的收集 勘察之前应充分收集边坡所在地段的地层、岩性、地质构造、降雨、地震及线路平、纵、横断面初步设计资料。（二）高边坡的地面调查 地面地质调查是最重要也是最基础的工作，它包括以下一些内容：1、边坡所在山坡的走向、坡向、坡高，各分段的坡形、坡率、坡高；有无剥蚀平台；植被状况；河流、沟谷发育程度、分布密度、切割深度、走向、沟形、沟岸稳定状况；自然山坡上有无变形现象，其类型、规模和产生的部位。2、线路在山坡上的位置、走向，欲开挖边坡的高度和形式。3、当地同类地

9、层中已有人工边坡的形式和稳定状况。4、山坡和边坡上地下水出露位置、高程、流量变化。5、边坡地段的地层、岩性、产状、风化程度、强度特征，不同地层在边坡上的分布位置，有无软弱夹层或接触面，其产状与边坡开挖面的关系。6、地质构造（主要是小构造）的分布位置、产状、发育程度、延伸长度、充填物、含水状况，及其与开挖面的关系。7、坡体结构类型：类均质体结构、近水平层状结构、顺倾层状结构、反倾层状结构、碎裂状结构和块状结构。8、已开挖边坡的施工方法，包括施工季节、开挖顺序和开挖方式（如爆破等）。9、边坡变形历史过程、变形类型、发生时间、部位、裂缝分布、发展过程，及其与施工和降雨等的关系。,（三）高边坡的勘探

10、对地面地质调查不能查清的内容，如地层分界面、风化界面、软弱地层或夹层、地下水的分布、层数和水量等，应布置必要的勘探。一般每段高边坡至少应有一个代表性勘探断面，最好是每3050m布设一个断面。若有不良地质（如滑坡）存在时，不良地质体上应有主轴代表性断面。每一断面上应不少于3个勘探点，勘探点以钻孔为主，适当配合坑槽探和物探，用综合勘探手段查清地下情况。有条件时，对高度大、失稳危险性大的边坡，应布置地面和深孔位移监测，以掌握边坡变形动态。在勘探的同时，应取代表性岩、土、水样进行试验，为设计提供参数。,滑坡勘探线布置图,高边坡勘察布置示意图,无泵反循环法钻具图,1.岩心管；2.钢球；3.短钻杆；4.短

11、钻杆上出水孔眼；5.反循环水流,（四）深孔位移监测固定式和活动式,原理：,l两侧点间距离（m）,倾斜角度变化值（）,累积位移:,测斜位移曲线及滑面位置,京珠高速公路K108滑坡钻孔监测资料,滑动面监测,京珠高速公路K108滑坡监测断面图,滑坡滑带土指标的选取,1、选定计算的主轴断面和计算范围较贯通裂缝。2、计算断面上各段滑带土参数的确定。（1）大型滑坡各段滑带土取同样c、值是不正确的（2）三段式滑面（主滑、牵引、抗滑），主滑段强度最低，略低于滑面倾角12，抗滑段视老滑面或新剪出段有区别，牵引段为滑体土主动土压力破裂或岩体节理面，滑面陡，强度高（堆积层3840，黄土2830）（3）参数选取方法：

12、实验法、反算法、经验法（不同含水量下的峰值和残余强度）（4）老滑坡在残余强度和峰值强度之间取值。新滑坡根据滑坡的发育阶段分别选取不同参数。注意同一滑坡的c、值应比较接近。,黏性滑带土的剪切变形曲线,1.超固结土的剪切变形曲线；2.正常固结土的剪切变形曲线；A.弹性极限 B.强度极限 C.完全软化点 D.残余强度起始点,坡体结构类型与滑坡的破坏模式,（五）高边坡的稳定性评价,坡体结构与滑坡的破坏模式,a.粘性土弧形旋转滑动；b.黄土弧形旋转滑动；c.填土弧形滑动；d.土层顺层滑动；e.半成岩地层顺层滑动；f.岩层顺层切层滑动；g.软岩挤出型（错落型）滑动；h.挤出型平移滑动；I.堆积层顺层滑动；j.岩层顺层平面型滑动；k.岩层顺曲面滑动；l.陡倾岩层顺层切层滑动；m.反倾岩层切层滑动；n.反倾岩层倾倒切层滑动；o.破碎岩层旋转滑动；p.破碎岩层顺构造面滑动；q.块状岩体顺构造面（似层面）滑动；r.构造核沿构造破碎带滑动,1、高边坡的稳定性评价方法 人们早已熟悉用力学平衡计算法评价边坡的稳定性，它可以得出稳定系数的定量数据，而且可算出需要加固工程承受力的大小。但是对于复杂的高边坡稳定性计算，由于计算的边界条件（范围）和破坏面岩土参数难以准确判定、试验和选取，使计算结果的可信度降低。作者认为应以工程地质分析对比法为