《边坡支护》PPT课件.ppt

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1、第第1章绪论章绪论本章重点本章重点 （1 1）边坡失稳与滑坡）边坡失稳与滑坡 的定义的定义 （2 2）边坡形态与分类 （3 3）边坡工程的地质勘探 1.1概述概述 边坡失稳与滑坡边坡失稳与滑坡边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。作为全球性三大地质灾害工程形式。作为全球性三大地质灾害(地震、洪水、地震、洪水、崩塌滑坡泥石流崩塌滑坡泥石流)之一的边坡失稳塌滑严重危及到国之一的边坡失稳塌滑严重危及到国家财产和人们的生命安全。随着我国基础建设的大家财产和

2、人们的生命安全。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利、交通等部门都涉及到大量力发展，在矿山、水利、交通等部门都涉及到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识，合理地设的边坡问题，因此对边坡的正确认识，合理地设 计、计、适当的治理，把边坡失稳造成的灾害降低到最低限适当的治理，把边坡失稳造成的灾害降低到最低限度，是岩土工程界的学者和工程设计人员必须考虑度，是岩土工程界的学者和工程设计人员必须考虑的问题的问题 。边坡是否稳定受多种因数的影响，主要有：边坡是否稳定受多种因数的影响，主要有：(1)(1)岩土性质的影响，包括岩土的坚硬程度、抗风岩土性质的影响，包括岩土的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强

3、度、组成、透水性等；化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等；(2)(2)岩层的构造与结构的影响，表现在节理裂隙的岩层的构造与结构的影响，表现在节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩土界弱面和破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩土界面的形态以及坡向坡角等；面的形态以及坡向坡角等；(3)(3)水文地质条件的影水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动响，包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动态变化等；态变化等；(4)(4)地貌因数，如边坡的高度、坡度和地貌因数，如边坡的高度、坡度和形态等；形

4、态等；(5)(5)风化作用的影响，主要体现为风化作风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩土的强度，改变地下水的动态；用将减弱岩土的强度，改变地下水的动态；(6)(6)气气候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化厚候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化厚度以及岩石风化后的机械、化学变化，同时引起度以及岩石风化后的机械、化学变化，同时引起地下水地下水(降水降水)作用的变化；作用的变化；(7)(7)地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降常常引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低；另外人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因

5、低；另外人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因数同样可能造成边坡的失稳。数同样可能造成边坡的失稳。边坡在自然与人为因素作用下的破坏形式主要边坡在自然与人为因素作用下的破坏形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。滑坡表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。滑坡(slides)(slides)是斜坡部分岩土体在重力作用下，沿一定的软弱是斜坡部分岩土体在重力作用下，沿一定的软弱面，缓慢地整体向下移动，具有蠕动变形、滑动面，缓慢地整体向下移动，具有蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定三个阶段，有时也具有高速急剧破坏和渐趋稳定三个阶段，有时也具有高速急剧移动现象。滑塌移动现象。滑塌(slipslumps)(slipslumps

6、)是因开挖、填筑、是因开挖、填筑、堆载引起斜坡的滑动或塌落，一般较突然，粘性堆载引起斜坡的滑动或塌落，一般较突然，粘性土类边坡有时也会出现一个变形发展过程。土类边坡有时也会出现一个变形发展过程。崩塌崩塌(fallslumps)(fallslumps)是整个岩土体块脱离母体，是整个岩土体块脱离母体，突然从较陡的斜坡上崩落、翻转、跳跃、堆落在突然从较陡的斜坡上崩落、翻转、跳跃、堆落在坡脚，规模巨大的称为山崩，规模较小的称为塌坡脚，规模巨大的称为山崩，规模较小的称为塌方。剥落方。剥落(falls)(falls)是斜坡岩土长期遭受风化、侵蚀，是斜坡岩土长期遭受风化、侵蚀，在冲刷和重力作用下，岩在冲刷和

7、重力作用下，岩(土土)屑屑(块块)不断沿斜坡不断沿斜坡滚落堆积在坡脚。滚落堆积在坡脚。边坡失稳破坏产生的滑坡、滑动、沉陷、泥石边坡失稳破坏产生的滑坡、滑动、沉陷、泥石流、岩崩，这些在表面上看似斜坡岩土体运动的流、岩崩，这些在表面上看似斜坡岩土体运动的不同表现形式，但随时都有可能带来严重的破坏，不同表现形式，但随时都有可能带来严重的破坏，甚至是灾难。甚至是灾难。n n 边坡形态与分类边坡形态与分类在实际工程中，为满足不同工程用途的需要，在实际工程中，为满足不同工程用途的需要，边坡设计形态多种多样，边坡的分类通常有以下边坡设计形态多种多样，边坡的分类通常有以下几种：几种：n n(1)(1)按照边坡

8、的成因可分为天然边坡和人工边坡。按照边坡的成因可分为天然边坡和人工边坡。天然边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡。天然边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡。n n(2)(2)按照构成边坡坡体的岩土性质可分为粘性土类按照构成边坡坡体的岩土性质可分为粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡。边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡。n n(3)(3)按照边坡的稳定性程度可分为稳定性边坡、基按照边坡的稳定性程度可分为稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。这种分本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。这种分类方法一般根据边坡的稳定性系数的大小进行划类方法一般根据边坡的稳定性系数的大小进

9、行划分，但无严格的规定。分，但无严格的规定。n n(4)(4)按照边坡的高度分类，边坡高度大于按照边坡的高度分类，边坡高度大于l5ml5m称为称为高边坡，小于高边坡，小于l5ml5m称为一般边坡。称为一般边坡。n n(5)(5)根据边坡的断面形式可分为直立式边坡、倾斜根据边坡的断面形式可分为直立式边坡、倾斜式边坡和台阶形边坡，如图式边坡和台阶形边坡，如图l.1l.1所示。根据这三种所示。根据这三种形式可构成复合形式的边坡，如图形式可构成复合形式的边坡，如图l.2l.2所示。边坡所示。边坡横断面外形和各部位名称如图横断面外形和各部位名称如图1.31.3所示。所示。n n(6)(6)根据使用年限分

10、为临时性边坡和永久性边坡。根据使用年限分为临时性边坡和永久性边坡。临时性边坡是指工作年限不超过两年的边坡；永临时性边坡是指工作年限不超过两年的边坡；永久性边坡是指工作年限超过两年的边坡。久性边坡是指工作年限超过两年的边坡。n n除了上述分类方法外，边坡还可以根据支护结构除了上述分类方法外，边坡还可以根据支护结构形式进行分类。形式进行分类。n n在实际工程中，由于设计或施工不当，或因地质在实际工程中，由于设计或施工不当，或因地质条件的特殊复杂性难以预计，边坡中一部分坡体条件的特殊复杂性难以预计，边坡中一部分坡体相对于另一部份坡体产生相对位移以至丧失原有相对于另一部份坡体产生相对位移以至丧失原有稳

11、定性，从而形成滑坡，其滑动形式可用图稳定性，从而形成滑坡，其滑动形式可用图l.4l.4表表示。示。n n复合边坡形态复合边坡形态复合边坡形态复合边坡形态牵引式滑坡主要是由于边坡开挖卸载，坡体内牵引式滑坡主要是由于边坡开挖卸载，坡体内部应力释放，原有平衡状态被打破，在坡顶后缘部应力释放，原有平衡状态被打破，在坡顶后缘一定位置处产生拉裂缝，随着边坡开挖深度的增一定位置处产生拉裂缝，随着边坡开挖深度的增加，裂缝逐渐向后发展，滑动面位置相应由浅部加，裂缝逐渐向后发展，滑动面位置相应由浅部向深部发展。推移式滑坡主要是由于整个路堤向深部发展。推移式滑坡主要是由于整个路堤(或或堤坝、土堤等堤坝、土堤等)向下

12、滑动，推动坡体变形或破坏，向下滑动，推动坡体变形或破坏，坡顶出现明显的下沉，并出现拉裂缝，形成台阶；坡顶出现明显的下沉，并出现拉裂缝，形成台阶；坡脚附近的地面有较大的侧向位移并向上隆起。坡脚附近的地面有较大的侧向位移并向上隆起。而整体式滑坡则是由于坡体开挖或填筑，破坏了而整体式滑坡则是由于坡体开挖或填筑，破坏了整个古滑坡体的平衡状态，致使整个古滑坡体复整个古滑坡体的平衡状态，致使整个古滑坡体复活，在整个坡面上均出现大小不同的拉裂缝，坡活，在整个坡面上均出现大小不同的拉裂缝，坡脚产生明显的向上隆起。脚产生明显的向上隆起。边坡的安全等级的划分是根据边坡破坏后造成边坡的安全等级的划分是根据边坡破坏后

13、造成的损失的严重性、边坡的类型及坡高等因素确定的损失的严重性、边坡的类型及坡高等因素确定的，它是边坡工程设计和施工中根据不同的地质的，它是边坡工程设计和施工中根据不同的地质环境条件及工程具体情况加以区别对待的重要标环境条件及工程具体情况加以区别对待的重要标准。根据建筑边坡支护技术规范，边坡的安准。根据建筑边坡支护技术规范，边坡的安全等级划分为三级，如表全等级划分为三级，如表1.11.1所示。所示。边坡稳定性研究的发展边坡稳定性研究的发展边坡稳定性研究的发展边坡稳定性研究的发展 边坡研究的基础理论是建立在土力学和岩石力边坡研究的基础理论是建立在土力学和岩石力学之上的，所以土力学和岩石力学的成就与

14、发展学之上的，所以土力学和岩石力学的成就与发展决定了对边坡研究的完善程度。二次世界大战前决定了对边坡研究的完善程度。二次世界大战前后，边坡问题的研究尚属土力学的研究范畴，边后，边坡问题的研究尚属土力学的研究范畴，边坡稳定性分析方法主要借鉴土力学的研究成果，坡稳定性分析方法主要借鉴土力学的研究成果，例如例如l916l916年由年由PrantlePrantle提出，提出，FelleFelleniusnius和和Taylor(1922)Taylor(1922)发展的圆弧滑动法、发展的圆弧滑动法、19551955年的年的BishopBishop条分法、条分法、l954l954年的年的JanbuJanb

15、u条分法和条分法和2020世纪世纪7070年代的年代的王复来分析方法等形成极限平衡理论，是建立在王复来分析方法等形成极限平衡理论，是建立在刚塑性体模型基础上的破坏理论，是古典土力学刚塑性体模型基础上的破坏理论，是古典土力学解决土质边坡稳定性的核心。而现代土力学致力解决土质边坡稳定性的核心。而现代土力学致力于土体真实破坏过程的理论研究，它的建立可能于土体真实破坏过程的理论研究，它的建立可能要运用到损伤力学、细观力学和分形理论等现代要运用到损伤力学、细观力学和分形理论等现代力学分支，最后要完成对边坡破坏过程的数学模力学分支，最后要完成对边坡破坏过程的数学模拟。拟。进入进入2020世纪世纪9090年

16、代，边坡问题的研究将传统的年代，边坡问题的研究将传统的边坡工程地质学、现代岩土力学和现代数学力学边坡工程地质学、现代岩土力学和现代数学力学相结合，形成了所谓的现代边坡工程学；各种现相结合，形成了所谓的现代边坡工程学；各种现代科学的新技术，如系统工程论、数量理论、信代科学的新技术，如系统工程论、数量理论、信息理论、模糊数学、灰色理论、现代概率统计理息理论、模糊数学、灰色理论、现代概率统计理论、耗散论、协同学、突变理论、混池理论、分论、耗散论、协同学、突变理论、混池理论、分形理论等不断用于边坡问题研究中，从而给边坡形理论等不断用于边坡问题研究中，从而给边坡的稳定性研究提供了新理论、新方法。的稳定性

17、研究提供了新理论、新方法。综上所述，不难发现，目前边坡稳定性研究综上所述，不难发现，目前边坡稳定性研究已有了相当的水平与规模。边坡作为一个系统工已有了相当的水平与规模。边坡作为一个系统工程，其发展过程可表述为程，其发展过程可表述为5 5个阶段，即借助于古典个阶段，即借助于古典土力学的稳定性分析阶段、土力学的稳定性分析阶段、5050年代偏重于稳定性年代偏重于稳定性描述与分析的地质历史分析阶段、描述与分析的地质历史分析阶段、6060年代考虑时年代考虑时效过程的稳定性分析阶段、效过程的稳定性分析阶段、8080年代后期以数值模年代后期以数值模拟、模型试验为主的半定量分析阶段和拟、模型试验为主的半定量分

18、析阶段和9090年代以年代以后的现代边坡工程学阶段。后的现代边坡工程学阶段。边坡处治技术的发展边坡处治技术的发展 边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防治工程。近年来，随着高速公路建设事业的迅速治工程。近年来，随着高速公路建设事业的迅速发展，以及大型重点工程项目的日益增多，边坡发展，以及大型重点工程项目的日益增多，边坡治理总是越来越突出。治理总是越来越突出。在在2020世纪世纪9090年代，压力注浆加固手段及框架锚年代，压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多地用于边坡处治，尤其是用于高固结构越来越多地用于边坡处治，尤其是用于高边坡的处治防护工程中。它是

19、一种边坡的深层加边坡的处治防护工程中。它是一种边坡的深层加固处治技术，能解决边坡的深层加固及稳定性问固处治技术，能解决边坡的深层加固及稳定性问题，达到根治边坡的目的，因而是一种极具广泛题，达到根治边坡的目的，因而是一种极具广泛应用前景的高边坡处治技术。应用前景的高边坡处治技术。目前可供采用的边坡加固措施很多，有削坡减目前可供采用的边坡加固措施很多，有削坡减载技术、排水与截水措施、锚固措施、混凝土抗载技术、排水与截水措施、锚固措施、混凝土抗剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、护面等，在边坡治理工程中强调多措施综护坡、护面等，在边坡治理工程中强

20、调多措施综合治理的原则，以加强边坡的稳定性。然而随着合治理的原则，以加强边坡的稳定性。然而随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡的处治技术要求也越来越高。如性增大，对边坡的处治技术要求也越来越高。如采矿边坡可达采矿边坡可达300300500m500m，在新西兰已达，在新西兰已达1000m1000m；举世瞩目的长江三峡工程，其双线连续五级船闸举世瞩目的长江三峡工程，其双线连续五级船闸是世界上规模最大的船闸，位于山顶劈岭下切的是世界上规模最大的船闸，位于山顶劈岭下切的岩槽中，土石方开挖量达岩槽中，土石方开挖量达37003700万立方米

21、，形成的万立方米，形成的花岗岩体高边坡高度达花岗岩体高边坡高度达l70l70多米，且下部为多米，且下部为505060m60m的直立岩墙，在边坡加固中仅锚杆用量就达的直立岩墙，在边坡加固中仅锚杆用量就达1818万多根。可以预见，随着科学技术的发展，边万多根。可以预见，随着科学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步走向完坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步走向完善。善。1.2边坡工程的地质勘探边坡工程的地质勘探 边坡工程的地质勘察主要目的是查明边坡的工程边坡工程的地质勘察主要目的是查明边坡的工程地质条件、确定边坡的类型和破坏模式、为边坡稳地质条件、确定边坡的类型和破坏模式、为边坡稳定性

22、分析和设计计算提供必备的参数，同时给出不定性分析和设计计算提供必备的参数，同时给出不稳定边坡的整治建议措施。其具体内容包括地形地稳定边坡的整治建议措施。其具体内容包括地形地貌特征、地层结构特征、地质构造、地下水、地震、貌特征、地层结构特征、地质构造、地下水、地震、边坡岩土体的物理力学参数、边坡的稳定性现状及边坡岩土体的物理力学参数、边坡的稳定性现状及边坡邻近的建筑物情况。边坡勘察应根据不同的阶边坡邻近的建筑物情况。边坡勘察应根据不同的阶段布置不同的勘察工作；通常在初步勘察阶段要求段布置不同的勘察工作；通常在初步勘察阶段要求在收集已有的地质资料的基础上，进行工程地质测在收集已有的地质资料的基础上

23、，进行工程地质测绘、勘探和试验工作，通过分析边坡的变形机制，绘、勘探和试验工作，通过分析边坡的变形机制，以达到初步评价边坡稳定性的目的。而详细勘察则以达到初步评价边坡稳定性的目的。而详细勘察则是对经过初勘发现不稳定或稳定性差的边坡及其邻是对经过初勘发现不稳定或稳定性差的边坡及其邻近地段进行工程地质测绘、勘探、测试和分析计算，近地段进行工程地质测绘、勘探、测试和分析计算，提出边坡计算参数，作出边坡的稳定性评价。施工提出边坡计算参数，作出边坡的稳定性评价。施工勘察主要是对前阶段勘察的补充。不同阶段勘察中勘察主要是对前阶段勘察的补充。不同阶段勘察中采用的勘察手段所占工作量是不同的，应当符合相采用的勘

24、察手段所占工作量是不同的，应当符合相关规范的要求。关规范的要求。边坡勘察中的地质测绘边坡勘察中的地质测绘边坡勘察中的地质测绘边坡勘察中的地质测绘n n 边坡工程地质测绘的主要任务是在图上如实反边坡工程地质测绘的主要任务是在图上如实反映出边坡的地形、地貌、地物特征以及结构面的映出边坡的地形、地貌、地物特征以及结构面的产状和性质等。产状和性质等。n n 边坡地形复杂，起伏高差大。边坡测绘时，应边坡地形复杂，起伏高差大。边坡测绘时，应尽量以导线点作测站。当导线点作测站测绘范围尽量以导线点作测站。当导线点作测站测绘范围受到限制时，可根据导线点用视距法或交会法设受到限制时，可根据导线点用视距法或交会法设

25、置独立地形转点。在地物、地貌复杂处，可连续置独立地形转点。在地物、地貌复杂处，可连续设置第二个地形转点。设置第二个地形转点。n n 边坡测绘范围应超出工程处治范围一定距离，边坡测绘范围应超出工程处治范围一定距离，一般为一般为20m20m。地形图所用比例尺一般不小于。地形图所用比例尺一般不小于1 1：500500。边坡横断面地形图测绘通常每隔。边坡横断面地形图测绘通常每隔20m20m一道。一道。当地形复杂变化较大时，在地形变化特征点处应当地形复杂变化较大时，在地形变化特征点处应加测横断面地形图。横断面地形图所用比例尺通加测横断面地形图。横断面地形图所用比例尺通常不小于常不小于l l：200200

26、。边坡工程地质勘探手段边坡工程地质勘探手段边坡工程地质勘探手段边坡工程地质勘探手段 仅通过工程地质测绘是难于查明边坡的工程仅通过工程地质测绘是难于查明边坡的工程地质条件的，所以在边坡的工程地质勘察中必须地质条件的，所以在边坡的工程地质勘察中必须采用地质勘探工作。边坡工程地质勘探工作的首采用地质勘探工作。边坡工程地质勘探工作的首要任务就是要全面查明边坡的工程地质条件，包要任务就是要全面查明边坡的工程地质条件，包括地质构造、地貌特征及其成因、滑动面形状特括地质构造、地貌特征及其成因、滑动面形状特征以及水文地质条件，其次就是为测定边坡岩土征以及水文地质条件，其次就是为测定边坡岩土的物理力学性质、地下

27、水运动规律准备条件。勘的物理力学性质、地下水运动规律准备条件。勘探的主要手段有钻探、探井、探槽和物探等。探的主要手段有钻探、探井、探槽和物探等。1)1)钻探钻探n n 通过钻探，可揭示边坡各地层的厚度、位置、产通过钻探，可揭示边坡各地层的厚度、位置、产状。根据钻孔取芯试样的分析，可进一步确定出各状。根据钻孔取芯试样的分析，可进一步确定出各地层的物质成分、物理力学性质。为鉴别和划分地地层的物质成分、物理力学性质。为鉴别和划分地层，钻孔直径不宜过小，须满足试验对取样尺寸的层，钻孔直径不宜过小，须满足试验对取样尺寸的要求。要求。2)2)探井探井 n n 探井比钻探更直观、更能准确地揭示边坡各地层探井

28、比钻探更直观、更能准确地揭示边坡各地层的厚度、位置、产状、结构组成情况。探井的深度的厚度、位置、产状、结构组成情况。探井的深度受施工难易程度的限制，不及钻探所能达到的深度，受施工难易程度的限制，不及钻探所能达到的深度，成本也比钻探高得多。成本也比钻探高得多。3)3)探槽探槽 n n 在边坡顶部滑动面边缘附近下部剪出口附近，滑在边坡顶部滑动面边缘附近下部剪出口附近，滑动面位置较浅，可利用槽探手段揭示滑动面在边缘动面位置较浅，可利用槽探手段揭示滑动面在边缘或剪出口部位处的形态特征及相应地层的情况。或剪出口部位处的形态特征及相应地层的情况。4)4)物探物探n n 物探物探(又称地球物理勘探又称地球物

29、理勘探)应在工程地质测绘和应在工程地质测绘和钻探的相互配合下进行，可作为一种辅助性勘探钻探的相互配合下进行，可作为一种辅助性勘探手段。物探方法可根据工程要求、探测对象的地手段。物探方法可根据工程要求、探测对象的地球物理特性和场地地形地质条件等因素确定。球物理特性和场地地形地质条件等因素确定。n n 选择物探方法时，应充分考虑边坡场地的地形选择物探方法时，应充分考虑边坡场地的地形起伏、表土层的均匀性和各向异性、场地附近有起伏、表土层的均匀性和各向异性、场地附近有无对物探工作造成干扰的因素无对物探工作造成干扰的因素(如变电设备、高压如变电设备、高压电线、地下金属管道、机械振动电线、地下金属管道、机

30、械振动)等场地条件的适等场地条件的适宜性。宜性。边坡工程地质试验边坡工程地质试验边坡工程地质试验边坡工程地质试验测绘、勘探只能查明边坡中土石的结构和地下水测绘、勘探只能查明边坡中土石的结构和地下水位等问题，要定量地测定边坡中土石和地下水各种位等问题，要定量地测定边坡中土石和地下水各种性能指标，则必须由室内实验和野外试验工作来完性能指标，则必须由室内实验和野外试验工作来完成。野外试验工作能在天然条件下测定边坡土石的成。野外试验工作能在天然条件下测定边坡土石的各种性能，其所得资料比在实验室内用小块土石试各种性能，其所得资料比在实验室内用小块土石试样所得资料更符合实际情况，更能反映岩土体由于样所得资

31、料更符合实际情况，更能反映岩土体由于裂隙、软弱夹层及层理等的切割而造成的非均质性裂隙、软弱夹层及层理等的切割而造成的非均质性及各向异位，但是这类工作需要较大型设备，费时及各向异位，但是这类工作需要较大型设备，费时而且成本高昂，所以一般多在后期勘察阶段中采用，而且成本高昂，所以一般多在后期勘察阶段中采用，即主要应在详细勘察阶段进行，以便为详细设计计即主要应在详细勘察阶段进行，以便为详细设计计算提供指标。初步勘察阶段也要进行相当数量的这算提供指标。初步勘察阶段也要进行相当数量的这类工作，但所得数据主要是用于初步评价边坡的稳类工作，但所得数据主要是用于初步评价边坡的稳定性。在补充勘察阶段中，为了补充

32、前一阶段工作定性。在补充勘察阶段中，为了补充前一阶段工作之不足也进行一定量的实验室实验及野外试验工作。之不足也进行一定量的实验室实验及野外试验工作。工程地质勘察中常用的野外测试工作大致可分工程地质勘察中常用的野外测试工作大致可分成成4 4大类，亦即岩土力学性质的试验、岩体中应力大类，亦即岩土力学性质的试验、岩体中应力测量、水文地质试验和改善岩石性能的试验等。测量、水文地质试验和改善岩石性能的试验等。土石力学性质野外测定包括疏松土和坚硬岩石的土石力学性质野外测定包括疏松土和坚硬岩石的强度和变形性能的野外测定。岩体中应力测量不强度和变形性能的野外测定。岩体中应力测量不仅要测定岩体的原有应力状态，同

33、时还要测定工仅要测定岩体的原有应力状态，同时还要测定工程活动过程中应力的变化，一般对于大型边坡才程活动过程中应力的变化，一般对于大型边坡才进行。水文地质试验包括测定地下水的流动途径、进行。水文地质试验包括测定地下水的流动途径、渗水、钻孔注水、压水、抽水试验测定土石的渗渗水、钻孔注水、压水、抽水试验测定土石的渗透性等。透性等。n n 在一般边坡的治理工程中，对于边坡岩土体的在一般边坡的治理工程中，对于边坡岩土体的试验通常仅考虑下列项目的试验。试验通常仅考虑下列项目的试验。边坡变形观测边坡变形观测边坡变形观测边坡变形观测n n 边坡在坡体自重、震动或地震等外荷载作用下，常会边坡在坡体自重、震动或地

34、震等外荷载作用下，常会产生开裂、沉降、位移甚至失稳破坏，因此有必要对产生开裂、沉降、位移甚至失稳破坏，因此有必要对边坡的变形情况进行观测，以便对边坡的稳定性进行边坡的变形情况进行观测，以便对边坡的稳定性进行预测及评价。预测及评价。n n 变形观测网的形式，应根据边坡的特征和地形地貌条变形观测网的形式，应根据边坡的特征和地形地貌条件确定。当边坡的范围不大，其形状窄而长，主轴位件确定。当边坡的范围不大，其形状窄而长，主轴位置较明显时，可采用十字交叉状观测网；当地形开阔，置较明显时，可采用十字交叉状观测网；当地形开阔，边坡范围不大，在其四周有小山丘时，可采用放射状边坡范围不大，在其四周有小山丘时，可

35、采用放射状观测网；当边坡地形复杂，范围较大时，可采用任意观测网；当边坡地形复杂，范围较大时，可采用任意方格观测网。方格观测网。n n 在进行观测点的布置时，主要观测线上的观测点，不在进行观测点的布置时，主要观测线上的观测点，不得少于得少于5 5个。水准点、置镜点、照准点及其两端的观测个。水准点、置镜点、照准点及其两端的观测点，均应设置在边坡体的稳定地段上。观测站桩点的点，均应设置在边坡体的稳定地段上。观测站桩点的埋设应考虑观测线的通视要求。埋设应考虑观测线的通视要求。n n 边坡变形观测的次数，一般每月边坡变形观测的次数，一般每月l l2 2次，遇降雨或变次，遇降雨或变形速度加快时，应适当增加

36、观测次数。每次的观测资形速度加快时，应适当增加观测次数。每次的观测资料及时整理，当发现异常现象时，应及时分析处理。料及时整理，当发现异常现象时，应及时分析处理。边坡滑动面的地质勘探边坡滑动面的地质勘探边坡滑动面的地质勘探边坡滑动面的地质勘探n n 边坡滑动面地质勘探的主要目的是查明滑动面的边坡滑动面地质勘探的主要目的是查明滑动面的位置、形态、力学特征、滑体结构、各地层面物理位置、形态、力学特征、滑体结构、各地层面物理力学性质、滑动的成因、稳定程度，并预测其发展力学性质、滑动的成因、稳定程度，并预测其发展趋势。趋势。n n 边坡滑动面勘探点、线的布置应以查明滑动面的边坡滑动面勘探点、线的布置应以

37、查明滑动面的位置和形态为原则，除应在滑动主轴线布置勘探线位置和形态为原则，除应在滑动主轴线布置勘探线外，在其两侧宜布置一定数量的勘探点、线。勘探外，在其两侧宜布置一定数量的勘探点、线。勘探主轴线上的勘探点间距，一般不大于主轴线上的勘探点间距，一般不大于30m30m。在支挡。在支挡构筑物位置处，应布置一条勘探线。在勘探点的总构筑物位置处，应布置一条勘探线。在勘探点的总数中，宜有适量探井或探槽。数中，宜有适量探井或探槽。n n 勘探孔的深度应超过最底层的滑动面，并应进入勘探孔的深度应超过最底层的滑动面，并应进入稳定地层一定深度；在抗滑桩位置处的勘探深度，稳定地层一定深度；在抗滑桩位置处的勘探深度，

38、应按其预计锚固深度确定。应按其预计锚固深度确定。n n 勘探取样时，应从滑体前、中、后部的滑动带及勘探取样时，应从滑体前、中、后部的滑动带及其上下各主要土层中分别采取土样；当滑动面不明其上下各主要土层中分别采取土样；当滑动面不明显时，应在预定的滑动带附近连续取样。显时，应在预定的滑动带附近连续取样。1.3边坡设计的基本资料边坡设计的基本资料设计基本资料设计基本资料n n 边坡设计开始之前，除了应掌握有关整个边坡边坡设计开始之前，除了应掌握有关整个边坡的资料，包括工程地质、水文条件、地震烈度受的资料，包括工程地质、水文条件、地震烈度受国家颁发的有关设计规范外，应注意相关工程资国家颁发的有关设计规

39、范外，应注意相关工程资料的搜集和分析，如公路边坡设计中应搜集路线料的搜集和分析，如公路边坡设计中应搜集路线平、纵、横断面设计资料及路基设计表，水工边平、纵、横断面设计资料及路基设计表，水工边坡中应搜集大坝、船闸等相关工程的有关资料。坡中应搜集大坝、船闸等相关工程的有关资料。此外，还应重视土质调查试验资料，当地同类边此外，还应重视土质调查试验资料，当地同类边坡工程的经验资料的搜集与分析。坡工程的经验资料的搜集与分析。1)1)工程地质勘察报告工程地质勘察报告n n 这是对边坡进行稳定性分析与评价的主要资料，这是对边坡进行稳定性分析与评价的主要资料，它包括边坡的地层结构，各地层的产状、构造、它包括边

40、坡的地层结构，各地层的产状、构造、岩层的完整及破碎程度、风化程度等，覆盖层厚岩层的完整及破碎程度、风化程度等，覆盖层厚度及变化情况，可能破裂面度及变化情况，可能破裂面(或滑动面或滑动面)的立置、的立置、形态及潜在变化，地形变化及地貌特征等。形态及潜在变化，地形变化及地貌特征等。2)2)水文条件水文条件n n 边坡设计时，应掌握边坡地段处地表水及地下边坡设计时，应掌握边坡地段处地表水及地下水的情况，包括雨季及枯水季节的地下水位情况，水的情况，包括雨季及枯水季节的地下水位情况，设计标准年限内的最大降雨量等资料。设计标准年限内的最大降雨量等资料。3)3)地震资料地震资料n n 边坡设计时，应查阅国家

41、地震烈度区划图，当边坡设计时，应查阅国家地震烈度区划图，当地震烈度低于地震烈度低于6 6度时，可不考虑地震荷载；当地震度时，可不考虑地震荷载；当地震烈度达到烈度达到6 6度以上度以上(含含6 6度度)时，应计算地震荷载的时，应计算地震荷载的影响。影响。4)4)土质调查试验报告土质调查试验报告n n 在进行边坡设计时，应掌握土层的类别及物理、在进行边坡设计时，应掌握土层的类别及物理、力学性质，它是在进行工程地质勘测时通过调查、力学性质，它是在进行工程地质勘测时通过调查、钻钻(挖挖)孔采集各土层孔采集各土层(地层地层)的原状土的原状土(岩岩)样，并样，并以室内或原位试验方法取得的。各层土的物理力以

42、室内或原位试验方法取得的。各层土的物理力学性质指标有粒径级配、塑液限、天然含水量、学性质指标有粒径级配、塑液限、天然含水量、土体天然容重、饱和容重、抗剪强度指标、渗透土体天然容重、饱和容重、抗剪强度指标、渗透系数水力坡体、岩石天然状态及饱和状态下的单系数水力坡体、岩石天然状态及饱和状态下的单轴轴(无侧限无侧限)抗压强度，以及土抗压强度，以及土(岩岩)样柱状剖面图样柱状剖面图等。等。5)5)相关工程资料相关工程资料n n 边坡工程的设计应与相关工程相适应，尽量不影边坡工程的设计应与相关工程相适应，尽量不影响相关工程的使用功能，因此，在设计前应搜集相响相关工程的使用功能，因此，在设计前应搜集相关工

43、程的总体平面布置图、纵断面及横断面设计图，关工程的总体平面布置图、纵断面及横断面设计图，对于公路边坡工程，还应搜集路基设计表。对于公路边坡工程，还应搜集路基设计表。6)6)同类边坡工程的经验资料同类边坡工程的经验资料n n 边坡设计时，在对当地的地质条件及降雨情况缺边坡设计时，在对当地的地质条件及降雨情况缺乏把握的情况下，对当地同类边坡工程的经验资料，乏把握的情况下，对当地同类边坡工程的经验资料，包括边坡断面设包括边坡断面设 计形状、坡比、台阶高度、台阶计形状、坡比、台阶高度、台阶宽度、防护结构形式等进行深入细致的分析研究显宽度、防护结构形式等进行深入细致的分析研究显得尤为重要。得尤为重要。7

44、)7)边坡工程环境资料边坡工程环境资料n n 边坡工程设计应考虑边坡工程对周边环境的影响，边坡工程设计应考虑边坡工程对周边环境的影响，以保护与美化环境，因此在边坡设计前必须收集与以保护与美化环境，因此在边坡设计前必须收集与边坡工程有关的环境资料。边坡工程有关的环境资料。常用设计参数常用设计参数常用设计参数常用设计参数 边坡治理工程设计中，常用物理力学参数有边坡边坡治理工程设计中，常用物理力学参数有边坡岩土体的物理力学参数以及结构面的抗剪强度指标岩土体的物理力学参数以及结构面的抗剪强度指标参数。参数。1)1)土体物理力学指标土体物理力学指标 (1)(1)土的天然容重土的天然容重n n 土的天然容

45、重是指在天然状态下单位体积内的土土的天然容重是指在天然状态下单位体积内的土体重力，是边坡稳定性分析荷载计算中常用的一个体重力，是边坡稳定性分析荷载计算中常用的一个指标，用指标，用y y表示，其表达式为表示，其表达式为 （1.11.1）式中：式中：W W土体在天然状态下的重力，土体在天然状态下的重力，kNkN；V V土体的体积，土体的体积，m3m3。n n(2)(2)土的饱和容重土的饱和容重n n 土的饱和容重是指土体中的孔隙全部被水充满土的饱和容重是指土体中的孔隙全部被水充满时，即饱和状态下单位体积内的土体重力，用表时，即饱和状态下单位体积内的土体重力，用表示，其表达式为示，其表达式为 （1.

46、21.2）式中：式中：土颗粒的重，土颗粒的重，kNkN；土体中孔隙的体积，土体中孔隙的体积，m3m3；水的容重，水的容重，kNkN。(3)(3)土的浮容重土的浮容重n n 土体浮容重是指土体被水淹没，受到水的浮力土体浮容重是指土体被水淹没，受到水的浮力作用时单位体积内的土体重力，以，表示，其表作用时单位体积内的土体重力，以，表示，其表达式为：达式为：（1.31.3）式中：式中：土体中土颗粒的体积，土体中土颗粒的体积，m3m3。(4)(4)土的孔隙率土的孔隙率n n 孔隙率是指土体中孔隙体积与总体积之比，用孔隙率是指土体中孔隙体积与总体积之比，用n n表示，其表达式为：表示，其表达式为：（1.4

47、1.4）(5)(5)水头梯度水头梯度水头梯度是指地下水沿着水流方向水头梯度是指地下水沿着水流方向(渗透方向渗透方向)单位长度上的水头差，用单位长度上的水头差，用i i表示，其表达式为：表示，其表达式为：（1.51.5）n n式中：式中：沿水流方向沿水流方向(渗流方向渗流方向)相邻两点相邻两点间的水头差，间的水头差，mm；沿水流方向沿水流方向(渗流方向渗流方向)相邻两点相邻两点间的透径距离，间的透径距离，mm。(6)(6)土的粘结力土的粘结力n n 土的粘结力是指土体中颗粒间的连接力，又称内聚土的粘结力是指土体中颗粒间的连接力，又称内聚力，用力，用c c表示。表示。n n 土的抗剪强度主要取决于

48、粘结力土的抗剪强度主要取决于粘结力c c的大小。土的粘结的大小。土的粘结力包括原始粘结力和固化粘结力。原始粘结力是指由力包括原始粘结力和固化粘结力。原始粘结力是指由于土粒间水膜与相邻土粒之间的分子引力所形成的粘于土粒间水膜与相邻土粒之间的分子引力所形成的粘结力。当土体被压缩时，土粒间的距离减小，原始粘结力。当土体被压缩时，土粒间的距离减小，原始粘结力随之增大。当土体的天然结构被破坏时，将丧失结力随之增大。当土体的天然结构被破坏时，将丧失原始粘结力的一部分，但会随着时间而恢复其中的一原始粘结力的一部分，但会随着时间而恢复其中的一部分。固化粘结力是指由于土中化合物的胶结作用而部分。固化粘结力是指由

49、于土中化合物的胶结作用而形成的粘结力。当土体的天然结构被破坏时，即丧失形成的粘结力。当土体的天然结构被破坏时，即丧失这一部份粘结力，而不能恢复这一部份粘结力，而不能恢复(7)(7)土的内摩擦角土的内摩擦角n n 土的内摩擦角是反映土体颗粒之间摩擦特性的一个土的内摩擦角是反映土体颗粒之间摩擦特性的一个重要指标，用重要指标，用 表示。土的粘结力表示。土的粘结力c c与内摩擦角与内摩擦角 可通可通过直剪试验或三轴试验测定。过直剪试验或三轴试验测定。2)2)岩石物理力学指标岩石物理力学指标岩石物理力学指标岩石物理力学指标n n 岩石材料的物理性质指标主要是指岩石的密度、容岩石材料的物理性质指标主要是指

50、岩石的密度、容重、空隙比、含水量、吸水性，力学指标主要有抗拉重、空隙比、含水量、吸水性，力学指标主要有抗拉压强度，压强度，C C、值，以及变形参数等。值，以及变形参数等。(1)(1)岩石质量密度岩石质量密度n n 岩石的质量密度是指单位体积岩石所含有的质量，岩石的质量密度是指单位体积岩石所含有的质量，设岩块的质量为设岩块的质量为mm，自然体积为，自然体积为V V，则天然状态下岩，则天然状态下岩石的质量密度为石的质量密度为 （1.61.6）(2)(2)容重容重n n单位体积岩石的重力叫重力密度，简称为容重。由单位体积岩石的重力叫重力密度，简称为容重。由于天然体积包括孔隙体积，岩石的重力又可能包括