边坡工程第2章-边坡稳定影响因素

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2.3.2 结构面形态
3. 结构面结合程度及充填状况
➢ 结构面是闭合的、干净无充填物，相邻结构面直接接触，结构面的抗剪强度取决于结构面壁的岩性 、硬度、表面的粗糙度和起伏程度等。
➢ 结构面是闭合的、但有泥质或矿物质薄膜等，结构面的抗剪强度不仅取决于面的形态（光滑、粗糙 ）和面壁岩性，也取决于这些薄膜矿物的类型及其亲水性。
处于水下的透水边坡，承受浮托力作用，坡体有效重量减轻，对边坡稳定不利。 ➢ 动水压力
动水压力是地下水在流动（渗流）过程中施加于岩土体颗粒上的力。在土坝、基坑工程及水工建筑 物中，动水压力的大小往往是影响工程安全的重要因素之一。
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2.4.2 水的物理作用
➢ 材料性质 材料重度：当水在岩土体介质中未达到饱和状态时，介质的重度是湿重度。当边坡较陡时，介质湿重度
的岩性可能不同，易产生不均匀变形； 沿断层破碎带地段易形成风化深槽及岩溶发育带，断层陡坡或悬
崖多处于不稳定状态，易发生崩塌等； 断层可增大岩石的透水性和含水性，断层破碎带往往是地下水的
良好通道，断层露头往往是地下水出露地段； 断层破碎带在新的地壳运动影响下，可能发生新的移动，从而影
响边坡稳定。
强度降低，边坡稳定性变差。
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2.2.2 地应力
地应力是指天然状况下地壳中的应力状态。与人类活动引起的应力变化相比，地 应力又称为初始应力或原始应力。地壳或地球体内应力状态随空间点的变化称为地应 力场，其包括重力场、温度应力场、水压力场、气压力场和构造应力场。
➢ 在地应力状态复杂的区域，构造活动比较强烈，构造应力场复杂多变，岩体中裂 隙高度发育，其直接导致岩体完整性差、强度低、渗透性强，边坡容易失稳。 ➢ 对边坡而言，一般情况下水平应力、近水平应力大于竖直应力，较高的水平应力 易使边坡中的岩层向临空面产生层间滑动，尤其存在结构面渗水及软弱夹层时，层间 错动较为明显。
构造影响严重的破碎岩层 碎块状
构面较发育，裂隙结构面间距0.25~0.5m，并受断裂等软弱面控制，多呈弹塑 易引发规模较大
一般在3组以上
性介质，稳定性很差
的岩体失稳，地
断层破碎带交叉，构造及风化裂隙密集，
下水加剧岩体失
构造影响剧烈的断层破碎 碎屑状、颗
完整性遭到极大破坏，岩体属性接
结构面及组合错综复杂，并多充填黏性土，
以层面和原生结构节理为主，多呈闭合型，
整体性强度高，岩体稳定，可视为
裂隙结构面间距大于1.5m，一般不超过
1~2组，无危险结构面组成的落石掉块
均质弹性各向同性体
不稳定结构体的
局部滑动
只有少量的贯穿性较好的节理裂隙，裂隙 整体性强度较高，结构面相互牵制，
结构面间距为0.7~1.5m，一般为2~3组 岩体基本稳定，接近弹性各向同性
岩体结构：不同类型的结构面和结构体在岩体内的组 合、排列形式，包括整体结构、块状结构、层状结构、碎 裂状结构和散体状结构等类型。
在岩质边坡工程评价中，结构面往往是控制边坡稳定 的主要因素之一，应特别注意研究岩体结构面的特性，主 要包括结构面的类型、产状、形态、连续性、密集程度、 结合状态、充填状况及数量等。
在黄土地区，边坡的变形破坏形式以滑坡为主；在花岗岩、厚层石灰岩、砂岩地区 以崩塌为主；在片岩、板岩、千枚岩地区易产生表层挠曲和倾倒等蠕动变形；在碎屑 岩及松散土层地区，易产生碎屑流或泥石流等。
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2.1 岩土体性质
边坡岩土体的性质，是决定边坡抗滑力的根本因素，主要包括岩石和土体的物理、 化学、力学及水理性质等。 岩土体的抗剪强度是衡量边坡稳定的重要参数； 不同岩土体边坡，其变形破坏特征有所不同。
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2.2.1 地质构造
组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、 劈理等各种面状和线状构造。
地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。
褶皱
褶皱核部岩层变形强烈，背斜顶部和向斜底部发育有张拉裂隙，稳 定性较差；
在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层存在，岩石破碎或形成构造角 砾岩带，核部的裂隙往往是地下水富集和流动的通道；
水的作用
2.4
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2.4.1 水的力学作用
水对边坡的力学作用主要包括静水压力、浮托力、动水压力（渗透水压力）等。不 同结构类型的边坡，有其自身特有的水力学模型。
➢ 静水压力 按作用于边坡部位和方向的不同，静水压力主要包括两种情况：一是边坡坡面上的静水压力，二是
边坡裂隙的静水压力。静水压力对边坡稳定的影响可能有利，也可能不利。 ➢ 浮托力
➢ 结构面是张开的，或被大量不连续岩粉、岩屑所充填或者充水充气等，结构面的抗剪强度显著降低 或完全丧失。
➢ 结构面间被连续的充填物所充填，两相邻的结构面不直接接触，结构面的抗剪强度取决于结构面表 面起伏程度和充填物厚度，以及充填物的成分（硅质、钙质、泥质）与其物理力学性质。当结构面 充填物的厚度大于起伏差的高度时，应以充填物的抗剪强度作为计算依据，不应将结构面起伏程度 的影响考虑在内。
地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。
节理
节理是一种发育广泛的裂隙，其将岩层切割成块体，对岩体强度和 稳定性有较大影响。
节理间距越小，岩体破碎程度越高，抗剪强度越低。 岩层中发育的节理裂隙往往是地下水的通道，同时促进风化作用。 随着岩层风化程度的加剧和水对岩石的浸泡软化，岩石质地变软、
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2.3.2 结构面形态
结构面状态指结构面的产状、形态（起伏程度）、连续性（延伸程度）、密集程度 （结构面间距）、结合程度、充填状况以及数量等。
1. 结构面产状：结构面的空间分布和延展方向，采用走向、倾向、倾角等结构面几何参数表示。结构 面产状往往控制着边坡岩体沿某一结构面的滑动。 2. 结构面形态：结构面一般是粗糙不平的，这种形态对结构面的抗剪强度、乃至岩体的整体强度有重 要影响。结构面起伏不平的程度，常用起伏度和粗糙度来表征。 3. 结构面结合程度及充填状况：结构面抗剪强度有重要影响。 4. 结构面连续性及间距：结构面的规模不同，其延展范围的连续性也不同。大的结构面延展范围大， 连续性好，对边坡稳定性不利。 5. 结构面数量：岩体自由变形的可能性会更大，切割面、滑动面、甚至临空面产生的机会更多，因而 组成可能滑动块体的条件会更多，同时也给地下水活动提供了有利的条件。
断层
褶皱
节理
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2.2.1 地质构造
组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、 劈理等各种面状和线状构造。
地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。
断层
断层降低了边坡岩体的整体强度； 断层破碎带不仅岩体破碎，常夹有许多断层泥，而且断层上下盘
层状结构 碎裂状结构 散体状结构
多韵律的薄层及中厚层状 层状板状 有层理、片理、节理，常有层间错动 沉积岩、副变质岩
接近均一的各向异性体，其变形及 可能产生滑塌， 强度特征，受层面及岩层组合控制，岩层弯张破坏及
软弱岩层的塑性 可视为弹塑性体，稳定性较差
变形
断层、断层破碎带、片理、层理及层间结 完整性破坏较大，整体强度很低，
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2.3.3 结构面力学性质
结构面的力学性质主要包括三个方面，即：法向变形、剪切变形和抗剪强度。
➢ 法向变形受结构面的应力路径、抗压强度及粗糙性等诸多因素影响；
➢ 剪切变形与岩石强度、结构面起伏程度和法向力等因素有关；
➢ 抗剪强度
结构面类型
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硬性结构面
2
3
4 软弱结构面
5
结构面结合程度 结合好 结合一般 结合差 结合很差
岩浆岩
沉积岩
变质岩
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2.2.1 地质构造 2.2.2 地应力
地质构造及地应力
2.2
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2.2.1 地质构造
组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理 、劈理等各种面状和线状构造。
地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。 ➢ 结构面/不连续面：断层、节理、层理、片理等。 ➢ 岩体：岩石块体+结构面。
在褶皱的翼部形成倾斜岩层时，容易造成顺层滑动，特别是当岩层 倾向与临空面坡向一致，且岩层倾角小于坡角，或当岩层中有云母 片岩、滑石片岩等软弱岩层存在时，位于褶皱翼部的边坡稳定性一 般较差。
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2.2.1 地质构造
组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、 劈理等各种面状和线状构造。
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2.4.2 水的物理作用
➢ 软化作用 水的软化作用指水的浸泡使岩土体强度降低，其对岩土边坡稳定性的危害很大。当边坡岩体或较弱夹层
的亲水性强，有易溶于水的矿物时，如含盐的黏土质页岩等，浸水后易发生变化，抗剪强度降低， 岩体结构受到破坏并发生崩解泥化现象，影响边坡稳定。一般而言，岩质边坡裂隙中的泥岩、泥质 岩层，干燥时强度较高，泥化软化后，强度降低。对于土质边坡，浸水后的软化现象则更加明显， 特别是湿陷性黄土边坡，遇水后将急剧变形破坏。
稳
带，强风化带，全风化带 粒状
形成许多大小不一的分离岩块
近松散介质
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2.3.1 结构面类型
不同类型结构面对边坡稳定的影响有所不同。一般而言，构造结构面的影响最大， 次生结构面次之，原生结构面影响最小。
➢ 原生结构面是指成岩阶段所形成的结构面，按成岩作用的不同又分为火成结构面、 沉积结构面及变质结构面。 ➢ 构造结构面是指在构造运动作用下形成的各种结构面，如断层、节理、劈理和层间 错动面等。 ➢ 次生结构面是指由外力（如卸荷、爆破、风化、水等）作用而形成的各种界面，包 括卸荷裂隙、爆破裂隙、风化裂隙、泥化夹层等。
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目录
CONTENTS
2.1 岩土体性质
2.2 地质构造及地应力
2.3 岩体结构 2.4 水的作用
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目录
CONTENTS
2.5 振动作用
2.6 边坡形状及表面形态 2.7 其他因素
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2.1 岩土体性质
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2.1 岩土体性质
边坡岩土体的性质，是决定边坡抗滑力的根本因素，主要包括岩石和土体的物理、 化学、力学及水理性质等。 岩土体的抗剪强度是衡量边坡稳定的重要参数； 不同岩土体边坡，其变形破坏特征有所不同。
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2.3 岩体结构
岩体结构分类的目的在于为工程建设服务，其分类标准与工程建设规模密切相关。
一般而言，工程建设规模和尺寸不同，相应的岩体结构分类标准也不同。
岩体结构类型 岩体地质类型
Baidu Nhomakorabea
结构体形状 结构面发育情况
岩土工程特性
边坡工程问题
整体状结构 块状结构
巨块状岩浆岩、巨厚层沉 巨块状
积岩、正变质岩 厚层状沉积岩、正变质岩、块状柱状 块状岩浆岩、副变质岩
结合极差（泥化层）
内摩擦角 /° >35
35~27 27~18 18~12
<12
黏聚力 /MPa >0.13
0.13~0.09 0.09~0.05 0.05~0.02
<0.02
《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013
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2.4.1 水的力学作用 2.4.2 水的物理作用 2.4.3 水的化学作用 2.4.4 降雨的影响
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2.3
岩体结构
2.3.1 结构面类型 2.3.2 结构面状态 2.3.3 结构面力学性质
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2.3 岩体结构
被结构面切割而成的岩石块体称为结构体。结构体有块状、柱状、层状、棱形和楔 形等形态，在强烈风化或挤压作用下，也可形成碎裂、散体等结构。
结构面是具有一定方向、延展较大而厚度较小的面状地质界面。除断层、节理、层 理、片理外，结构面还包括物质分异面，如假整合、不整合接触等。
的增大导致自重增大，容易造成边坡失稳。水位升高时，在水位线以下的岩土体介质为浮重度，此 时自重减小也有增大边坡的失稳可能。 抗剪强度：黏聚力和内摩擦角是决定岩土体材料抗剪强度的重要参数。除坚硬岩石外，当岩土体介质特 别是岩石裂隙中的泥化层及黏土材料饱和度增加时，黏聚力和内摩擦角都将减小，岩土体抗剪强度 的减小将降低边坡稳定性。 变形模量：当裂隙岩体由非饱和状态进入饱和状态后，其变形模量将不同程度地减小。若边坡岩体内含 有此类岩石，在降雨或水库蓄水时，随着地下水位的上升，都可能引起边坡坡体的沉陷，造成边坡 坡面出现裂隙，并产生新的可能滑动面。
大家好
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边坡工程
Slope Engineering
第二章 边坡稳定影响因素
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本章主要内容
本章主要介绍边坡稳定影响因素，详细讲述岩土体性 质、地质构造及地应力、岩体结构、水、振动等因素对边 坡稳定性的影响。
学习要点
了解地质构造、地应力及边坡形态对边坡稳 定的影响，理解并掌握岩土体性质、结构面等内 部因素对边坡稳定性的影响，掌握水、振动以及 人为等外部因素对边坡稳定性的影响。