岩土工程勘察边坡工程勘察与评价.pptx

会计学1岩土工程勘察岩土工程勘察 边坡工程勘察与评价边坡工程勘察与评价 边坡包括由于建筑物和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡人工边坡和对建筑物安全稳定有影响的自然边坡自然边坡。稳定性稳定性是边坡工程的主要问题，做好岩土工程勘察工作，正确评价和预测边坡的稳定性，对可能失稳的边坡提出防护措施和建议，具有十分重要的意义。第1页/共64页边坡工程安全等级边坡工程安全等级第2页/共64页第3页/共64页第4页/共64页11.1 边坡破坏类型和影响稳定性的因素边坡破坏类型和影响稳定性的因素第5页/共64页l 土质边坡土质边坡 1、破坏类型、破坏类型 小型的坡面局部破坏小型的坡面局部破坏（剥落、冲刷和表层滑塌等）。（剥落、冲刷和表层滑塌等）。较大规模的边坡整体性破坏较大规模的边坡整体性破坏（整体坍滑和滑坡）。（整体坍滑和滑坡）。第6页/共64页2、影响因素、影响因素 土的成因类型土的成因类型 水的影响水的影响边坡坡度和高度边坡坡度和高度 第7页/共64页l 岩质边坡岩质边坡 1、破坏类型、破坏类型 松弛张裂松弛张裂 主要原因：卸荷回弹引起张裂隙，如河谷下切，路堑边坡开挖等。主要原因：卸荷回弹引起张裂隙，如河谷下切，路堑边坡开挖等。第8页/共64页 蠕动蠕动 蠕动是重力作用下长期作用的结果。发生在塑性薄层岩体中或软硬交互岩体中，常形成挠曲型变形挠曲型变形。第9页/共64页剥落剥落 滑移破坏滑移破坏 多表现为：顺层滑动和双面楔形滑动多表现为：顺层滑动和双面楔形滑动崩塌落石崩塌落石 崩塌崩塌是指陡坡上的巨大岩体在重力作用下突然向下崩落的现象。是指陡坡上的巨大岩体在重力作用下突然向下崩落的现象。落石落石则是指个别岩块向下崩落的现象。则是指个别岩块向下崩落的现象。错落错落 第10页/共64页 错落错落是指陡峻边坡上的岩土体在重力作用下，突然向下整体错动的现象。错落常发生在下列情况：错落常发生在下列情况：不稳定岩体底部的岩土体松散，在自重作用下，先行压密而引起岩体向下错动；由于岩体底部被地下水潜蚀、溶蚀，导致岩体悬空并向下错动；由于河流冲刷侵蚀岩体底部，引起岩体整体下错；在重力作用下底部软岩产生塑流挤出，引起上部岩体向下错动。第11页/共64页 2、影响岩质边坡稳定性的因素、影响岩质边坡稳定性的因素 影响岩石边坡稳定性的因素很多，归纳起来有地层岩性地层岩性、地质构造地质构造、岩体结构岩体结构、水的作用水的作用、风化作用风化作用、地震及人为因素地震及人为因素等。第12页/共64页地层因素地层因素 沉积岩的层理面沉积岩的层理面岩浆岩（如：节理面发育，风化作用强烈）岩浆岩（如：节理面发育，风化作用强烈）变质岩的种类繁多，岩性间的差异较大。例如：片岩，变质岩的种类繁多，岩性间的差异较大。例如：片岩，结晶片岩结晶片岩及及硅质片岩硅质片岩的岩性坚硬，而的岩性坚硬，而绿泥石片岩绿泥石片岩、炭质片岩炭质片岩、滑石片岩滑石片岩等岩性松软，易于风化。等岩性松软，易于风化。第13页/共64页地质构造地质构造 区域地质构造比较复杂、褶皱比较强烈、大的断裂比较发育、新构造运动比较活跃的地区，边坡的稳定性差。第14页/共64页岩体结构岩体结构 结构面产状结构面产状结构面组数和密度结构面组数和密度结构面延伸长度和贯通度结构面延伸长度和贯通度结构面性质和张开度（如：结构面性质和张开度（如：粗糙度粗糙度，填充物填充物）第15页/共64页水的作用水的作用 水对边坡岩体稳定性的影响主要表现在静水压力静水压力、动水压力动水压力，增大了边坡不稳定岩体的下滑力和对岩石的软化岩石的软化作用。第16页/共64页风化作用风化作用 一般来讲：黏土质岩石比硬砂岩易风化，因而风化层厚度较大，坡角较小；节理裂隙发育的岩石比裂隙少的岩石风化层深；具有周期性干湿变化地区的岩石易于风化，风化速度快，边坡稳定性差。因此必须研究组成边坡的各种岩石的抗风化能力各种岩石的抗风化能力和风化条件的风化条件的差异差异，从而预测边坡的发展趋势，以采取正确的保护措施。第17页/共64页11.2 崩塌崩塌 崩塌崩塌是陡坡上的岩体在重力作用下，突然向下崩落的现象。崩塌的过程是岩土体顺坡猛烈地翻滚、跳跃，相互撞击，最后堆于坡脚，形成岩堆。在崩塌过程中，崩塌体的运动不沿固定的面或带发生；崩塌体在运动后，原来的整体性遭到完全破坏；崩塌的垂直位移大于水平位移。第18页/共64页l 崩塌形成的条件崩塌形成的条件 崩塌落石是在一定的地质条件下形成的，它的形成受到许多条件如地形地貌、地层岩性和地质构造的控制，而崩塌的发生、发展和规模又受到许多因素如地下水、风化作用以及人为因素的影响。第19页/共64页1、地形地貌条件、地形地貌条件 峡谷陡坡常常是发生崩塌落石的地段。峡谷两岸的山坡地貌具有新构造运动特征新构造运动特征。从地貌学观点来看，具有多层地形特征，说明该类地区上升速度超过下切和旁蚀的速度；峡谷岸坡陡峻，坡度大峡谷岸坡陡峻，坡度大；在高陡的峡谷岸坡上，常具有与河流平行而张开的卸荷裂隙河流平行而张开的卸荷裂隙；峡谷岸坡基岩裸露基岩裸露，多为坚硬岩石多为坚硬岩石。河曲凹岸河曲凹岸常是崩塌落石集中的地点。在河曲凹岸，因水流的冲蚀作用强，山坡坡度陡，为崩塌发生创造了有利条件。山区冲沟岸坡山区冲沟岸坡、山坡陡崖山坡陡崖常产生崩塌。第20页/共64页2、地层岩性条件、地层岩性条件 沉积岩具有层理构造，层与层之间的岩性可能不同。例如：沉积岩具有层理构造，层与层之间的岩性可能不同。例如：上硬下软上硬下软或或下部存在可溶性岩石下部存在可溶性岩石等等 岩浆岩，当垂直节理发育并有倾向线路的构造裂隙面。岩浆岩中有岩脉、岩墙穿插时，形成软弱薄弱面等。岩浆岩，当垂直节理发育并有倾向线路的构造裂隙面。岩浆岩中有岩脉、岩墙穿插时，形成软弱薄弱面等。动力变质片岩、板岩和千枚岩的边坡上常有动力变质片岩、板岩和千枚岩的边坡上常有褶曲褶曲构造。构造。第21页/共64页3、地质构造条件、地质构造条件 区域性断裂构造区域性断裂构造 褶皱褶皱 节理（节理（平面平面、弧形弧形、楔形滑移式崩塌落石楔形滑移式崩塌落石）第22页/共64页4、地下水、地下水 第23页/共64页风化对崩塌的形成主要有以下几个作用：岩石的风化程度越高，发生崩塌的可能性越大；差异性风化在边坡上形成岩体局部倒悬，导致崩塌；边坡上不稳定岩体下部有倾向线路结构面，如果发生泥化作用或被黏土质风化物充填，将导致崩塌；高陡边坡如果切割山坡上的风化壳，可能沿完整岩石产生崩塌。5、风化作用、风化作用 第24页/共64页l 崩塌的分类崩塌的分类 崩塌崩塌的突然产生是岩体长期蠕变和不稳定因素不断积累的结果，崩塌的发生有一个孕育和发展的过程，这个过程遵循一定的模式，通常有以下几种：第25页/共64页 在河流的峡谷区河流的峡谷区，在黄土冲沟地段黄土冲沟地段、岩溶区岩溶区以及其他陡坡上陡坡上，常见有巨大而直立的岩体，以垂直节理或裂隙与稳定岩体分开，如图所示。这种岩体在断面上的特点是长柱形长柱形，横向稳定性差，如果坡脚遭受不断的冲刷掏蚀，在静水压力静水压力，重力重力，地震力地震力的作用下倾倒-崩塌。1、倾倒、倾倒-崩塌崩塌 第26页/共64页2、滑移、滑移-崩塌崩塌 第27页/共64页3、鼓胀、鼓胀-崩塌崩塌 当陡坡上不稳定岩体之下有较厚的软弱岩层，或不稳定岩体本身就是松软岩层，而且有长大的垂直节理把不稳定岩体和稳定岩体分开时，当有连续大雨或有地下水补给的情况下，下部较厚的软弱岩层被软化。在上部岩体的重力作用下，当压应力超过软岩天然状态下的抗压强度时，软岩将被挤出，发生向外鼓胀，随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体将会不断地下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心移出坡外，崩塌即会发生。第28页/共64页4、拉裂、拉裂-崩塌崩塌 风化作用和风化作用和河流冲刷掏蚀河流冲刷掏蚀软硬相间的岩层软硬相间的岩层 构造节理构造节理 风化节理风化节理 除重力作用外，震动、风化作用、寒冷地区的冰劈作用都会造成这种崩塌。除重力作用外，震动、风化作用、寒冷地区的冰劈作用都会造成这种崩塌。第29页/共64页5、错断、错断-崩塌崩塌 陡坡上有长柱状长柱状和板状板状的不稳定岩体，当无倾向坡外的不连续面无倾向坡外的不连续面，并且下部无较厚的软弱岩层时下部无较厚的软弱岩层时，发生滑移一崩塌、鼓胀一崩塌的可能性较小。例如：地壳的上升地壳的上升，下切作用加强，下切作用加强，岩体在冲刷和其他风化剥蚀作用下，岩体下部断面不断减小，下部断面不断减小，人工开挖边坡过高过陡等。过高过陡等。第30页/共64页l 崩塌稳定性计算崩塌稳定性计算 1、倾倒式崩塌、倾倒式崩塌 在稳定性验算中，应考虑各种可能的附加力的最最不不利利组组合合，比如在雨期，张开裂缝可能被暴雨充满，应考虑静静水水压压力力；当地震力超过7度度时，地地震震力力应考虑。第31页/共64页第32页/共64页2、拉裂式崩塌、拉裂式崩塌 第33页/共64页l 崩塌的勘察和评价崩塌的勘察和评价 1、崩塌的勘察、崩塌的勘察 崩塌的勘察宜在可行性或初步勘察阶段进行，应查明产生崩塌的条件及其规模、类型、范围，并对工程建设适宜性作出评价，提出防治工程的建议。第34页/共64页 勘察的主要方法是工程地质测绘和调查工程地质测绘和调查，工程地质测绘的比例尺宜采用1:10001:500，崩塌方向主剖面的比例尺宜采用1:200。工程地质测绘和调查的内容除满足常规要求外，尚应查明以下内容以下内容：第35页/共64页地形地貌及崩塌类型、规模、范围、崩塌体大小和崩落方向；岩体基本质量等级、岩性特征和风化程度；地质构造，岩体结构类型，结构面的产状、组合关系、闭合程度、力学属性、延展及贯穿情况；气象（主要是降水）、水文、地震和地下水 的活动；崩塌前的迹象和崩塌原因；当地防治崩塌的经验。第36页/共64页 当需判定危岩的稳定性时，宜对张裂缝进行监测张裂缝进行监测。对有较大危害的大型危岩，应结合监测结果，对可能发生崩塌的时间、规模、途径、危害范围等做出预报。第37页/共64页危岩的监测步骤：危岩的监测步骤：对危岩危岩及裂隙裂隙进行详细编录；在岩体裂隙的主要部位设置伸缩仪，记录其水平位移量水平位移量和垂直位移量垂直位移量；绘制时间与水平位移时间与水平位移、时间与垂直位移时间与垂直位移的关系曲线曲线；根据位移随时间的变化曲线，求得移动速度移动速度。必要时可在伸缩仪上连接报警器伸缩仪上连接报警器，当位移量达到一定值或位移突然增大时，可发出警报。第38页/共64页 崩塌的岩土工程评价应在查明形成崩塌的基本条件的基础上，圈出可能产生崩塌的范围和危险区，评价作为工程场地的适宜性，并提出相应的防治措施。对于规模大规模大，破坏后果很严重，难于治理的，不宜作为工程场地，线路应绕避；对于规模较大规模较大，破坏后果严重的，应对可能产生的崩塌危险进行加固处理，线路应采取防护措施；对于规模小规模小，破坏后果不严重的，可作为工程场地，但应对不稳定危岩采取治理措施。2、崩塌的评价、崩塌的评价 第39页/共64页11.3 滑坡滑坡 岩土体沿着一定的软弱面向下滑动的现象，称为滑坡。滑坡具有明显的特征以区别于其他边坡破坏类型：一是岩土体移动的整体性岩土体移动的整体性，除滑动体边缘外滑体上各部分的位置和相互关系在滑动前后变化不大；二是滑动体是沿着一个或数个软弱面（带）滑动沿着一个或数个软弱面（带）滑动，这个面可以是各种成因的结构面，如岩层层面、不整合面、断层面（或破碎带）、贯通的节理裂隙面等，也可以是不同成因的第四系松散堆积界面、老地面、含水层顶底板等。第40页/共64页第41页/共64页l 滑坡的形成条件滑坡的形成条件 滑坡的形成和发展是在一定的地貌地貌、岩性条件岩性条件下，由于自然地质自然地质或人为因素人为因素影响的产物。对于某一个滑坡，其发生和发展的每一个阶段，常是几个条件和因素起主导作用，所以在勘察时，对某一滑坡应找出起主导作用找出起主导作用的条件和因素，以利于分析判断滑坡的发展阶段、稳定程度，据此制定正确的防治措施以利于分析判断滑坡的发展阶段、稳定程度，据此制定正确的防治措施。第42页/共64页 斜坡的高度、坡度和斜坡的形态、成因与斜坡的稳定性有着密切的关系。在斜坡地质条件基本相同的条件下，高陡斜坡失去稳定性比低缓斜坡容易。斜坡的成因、形态反映了斜坡的形成历史、稳定程度和发展趋势，对其进行分析可有助于了解滑坡的形成和发展。1、地形地貌条件、地形地貌条件 第43页/共64页2、地层岩性条件、地层岩性条件 第四系的各种黏性土、黄土以及各种成因的堆积土；第四系的各种黏性土、黄土以及各种成因的堆积土；第三系、白垩系及侏罗系的砂岩、页岩、泥岩和砂页岩互层，煤系地层；第三系、白垩系及侏罗系的砂岩、页岩、泥岩和砂页岩互层，煤系地层；石炭系的石灰岩和页岩、泥岩互层；石炭系的石灰岩和页岩、泥岩互层；泥质岩的变质岩，如千枚岩、板岩、云母片岩、绿泥石片岩和滑石片岩泥质岩的变质岩，如千枚岩、板岩、云母片岩、绿泥石片岩和滑石片岩第44页/共64页3、地质构造条件、地质构造条件 在大的断裂构造带附近，岩体破碎，构成破碎岩层滑坡的滑体。在断裂带附近滑坡往往会成群出现；在大的断裂构造带附近，岩体破碎，构成破碎岩层滑坡的滑体。在断裂带附近滑坡往往会成群出现；各种构造结构面（断层面、岩层面、节理面、片理面及不整合面）控制了滑动面的空间位置及滑坡的范围；各种构造结构面（断层面、岩层面、节理面、片理面及不整合面）控制了滑动面的空间位置及滑坡的范围；地质构造决定了滑坡区地下水的类型、分布、状态和运动规律，从而不同程度地影响着滑坡的产生和发展。地质构造决定了滑坡区地下水的类型、分布、状态和运动规律，从而不同程度地影响着滑坡的产生和发展。第45页/共64页4、水文地质条件、水文地质条件 主要作用有：主要作用有：地下水或地表水增加滑体重量，润湿滑动带中的土使之强度降低；隔水层含水层，会对上覆岩层产生浮托力，降低抗滑力；地下水的升降还会产生很大的静水压力和动水压力。5、地震的影响、地震的影响 第46页/共64页 人工开挖边坡，坡体上部加载，改变了斜坡的外形和应力状态，增大了下滑力，相对减小了斜坡的支撑力，从而引起滑坡。6、人为因素、人为因素 第47页/共64页l 滑坡的分类滑坡的分类 1、按滑动性质划分、按滑动性质划分 牵引式滑坡牵引式滑坡 推动式滑坡推动式滑坡 混合式滑坡混合式滑坡第48页/共64页2、按滑动面特征和地质特征划分、按滑动面特征和地质特征划分均质滑坡均质滑坡 第49页/共64页顺层滑坡顺层滑坡 比如岩层层面、裂隙面、堆积物与基岩的交界面、透水层与不透水层的交界面以及岩层不整合面等。比如岩层层面、裂隙面、堆积物与基岩的交界面、透水层与不透水层的交界面以及岩层不整合面等。第50页/共64页切层滑坡切层滑坡第51页/共64页表表1-5 滑坡单一指标分类滑坡单一指标分类 序 号 分类指标类 型1按滑体物质组成土质滑坡岩质滑坡2按滑体受力状态牵引式（后退式）滑坡推动式滑坡3按滑坡发生时代古滑坡（全新世以前的）老滑坡（全新世以来发生，现未活动）新滑坡（正在活动）4按主滑面与层面的关系顺层滑坡切层滑坡5按滑坡的规模小型滑坡（10万立方米）中型滑坡（10万50万立方米）大型滑坡（50万100万立方米）特大型（巨型）滑坡（100万立方米）第52页/共64页序 号分 类 指 标类 别6按滑体含水状态一般滑坡塑性滑坡塑流性滑坡7 按滑体的厚度浅层滑坡（厚度H6M）中层滑坡(6MH20M)厚层滑坡(20MH50M)8按滑面出口的位置坡体滑坡坡基滑坡9按滑坡滑动速度缓慢滑坡间歇性滑坡 崩塌性滑坡高速滑坡续表续表1-5 滑坡单一指标分类滑坡单一指标分类第53页/共64页按滑体物质按主滑动面成因按滑体厚度粘性土滑坡黄土滑坡堆积土滑坡堆填土滑坡岩石滑坡破碎岩石滑坡层面滑坡堆积面滑坡构造面滑坡同生面滑坡浅层滑坡中层滑坡厚层滑坡巨厚层滑坡 表表1-6 滑坡综合分类表滑坡综合分类表第54页/共64页l 滑坡的稳定性分析滑坡的稳定性分析滑坡的稳定性分析应符合下列要求：正确选择有代表性的分析断面，正确划分牵引段、主滑段和抗滑段；正确选用强度指标，宜根据测试成果、反分析和当地经验综合确定；有地下水时，应计入浮托力和水压力；根据滑面（滑带）条件，按平面、圆弧或折线，选用正确的计算模型；当有局部滑动可能时，尚应验算局部稳定；当有地震、冲刷、人类活动等影响因素时，应计及这些因素对稳定的影响。第55页/共64页1、稳定性计算、稳定性计算第56页/共64页2、滑坡的推力、滑坡的推力 滑坡推力是滑体下滑力与抗滑力的差值。滑坡推力的正确计算，是滑坡治理成败以及是否经济合理的重要依据。滑坡推力是在滑动面确定后，根据所取的计算指标用力学计算的方法取得。第57页/共64页滑坡推力作用点假设为厚度滑坡推力作用点假设为厚度1/2。第58页/共64页当滑动面为折线形时，滑坡推力可按下式计算：在进行滑坡推力计算时，如果滑动体有多层滑动面（带），应取推力最大的滑动面（带）确定滑坡推力。在进行滑坡推力计算时，如果滑动体有多层滑动面（带），应取推力最大的滑动面（带）确定滑坡推力。第59页/共64页l 滑坡的防治滑坡的防治第60页/共64页第61页/共64页第62页/共64页第63页/共64页