四种坡面形态对斜坡应力分布影响
不同坡形对应力场的影响
不同坡形对应力场的影响影响斜坡应力分布的因素主要是岩石的初始应力、坡形和斜坡岩土体特征的影响，其中坡形的影响主要体现在坡高、坡脚和坡面形态等。
以下主要介绍常见坡面形态（直线形、凸形、凹形、阶梯型）的影响：1.直线形对应力场的影响直线形斜坡是最常见的斜坡形态，其在水平向的应力在坡底集中，向上层和沿坡面向上减小。
垂直方向上的应力也在坡底集中，远离坡面和向下方向上，垂直方向上的应力会逐渐增大。
主压应力线从平行坡面向内偏转，过坡底后又渐渐变为水平，呈向内凹形（如图1）。
图1 直线形坡的应力分布示意图2.凸形坡对应力场的影响凸形斜坡是常见四种坡形中最不稳定的。
其基本应力分布和直线形类似，但凸起部分的岩体，垂直于坡面的应力向内增加的速率明显大于直线形坡形。
在凸起部分，应力集中现象明显（如图2）。
图2 凸形斜坡应力分布示意图3.凹形坡对应力场的影响对于凹形坡，其水平应力变化与前两种类似，竖直和沿坡面垂直方向上的应力变化的变化率较前两种偏小。
应力集中在凹形坡面中凹处最低的位置，其主应力线较前两种更贴近于坡面（如图3）。
图3凹形坡形应力分布示意图4.阶梯形坡对应力场的影响阶梯形斜坡和以上三种相比有部分明显不同，在每级阶梯上的应力分布基本与直线形斜坡的应力分布相同，水平应力在坡顶面处远远大于垂直应力，随着其远离坡面其垂直向的应力逐渐增大。
应力在坡脚和两级阶梯连接处发生应力集中现象，但是由于阶梯形坡形相当于直线形坡形卸荷后的形态，阶梯形每级受应力小于同等状态下的直线形坡形（如图4）。
图4 阶梯型受力分布示意图5.总结根据以上对不同坡形的应力分布，可以看出，凸形斜坡最不稳定，然后是直线形和凹面形，最稳定的是阶梯形斜坡。
凸形斜坡相对于直线形是增加了坡面上的荷载，使其应力集中现象更加突出，也更不稳定。
同理，凹形相对直线形是减轻了部分荷载，因此也相对比较稳定。
阶梯形相对于直线形，不仅是卸荷，而且将其分为两部分，因此是最为稳定的。
土木工程师-专业基础(岩土)-工程地质-地貌和第四纪地质
土木工程师-专业基础（岩土）-工程地质-地貌和第四纪地质[单选题]1.下列地层中，透水性最弱的是()。
[2019年真题]A.河床沉积物B.河漫滩沉积物C.山麓坡积物D.（江南博哥）沙漠沉积物正确答案：B参考解析：经常受洪水淹没的浅滩称为河漫滩，是由河流横向环流作用形成。
平原区河流河漫滩发育且宽广，常在河床两侧凸岸分布。
山区河流比较狭窄，河漫滩的宽度较小。
河漫滩的堆积物，下层是河床相冲积物粗砂和砾石，上部是河漫滩相细砂和黏土，构成了河漫滩的二元结构。
因其沉积物岩性较细，故河漫滩沉积物的透水性最弱。
[单选题]2.河流冲积物“二元结构”的特征是()。
[2019年真题]A.上宽下窄B.上窄下宽C.上粗下细D.上细下粗正确答案：D参考解析：经常受洪水淹没的浅滩称为河漫滩，是河流横向环流作用形成的。
平原区河流河漫滩发育且宽广，常在河床两侧凸岸分布。
山区河流比较狭窄，河漫滩的宽度较小。
河流冲积物下层为颗粒较粗的河床相冲积物，上层是较细的河漫滩相冲积物，这种上细下粗的结构，构成了河流冲积物的二元结构。
[单选题]3.距离现代河床越高的古阶地的特点是()。
[2018年真题]A.结构越粗B.结构越细C.年代越新D.年代越老正确答案：D参考解析：河流下切侵蚀，使原先的河谷底部（河漫滩或河床）超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡地。
阶地由阶地面、阶地陡坎、阶地的前缘、后缘组成。
阶地按上下层次分级，级数自下而上按顺序确定，愈向高处年代愈老。
[单选题]4.河流冲积物二元结构与河流的下列作用有关的是()。
[2017年真题]A.河流的裁弯取直B.河流的溯源侵蚀C.河床的竖向侵蚀D.河床的侧向迁移正确答案：D参考解析：经常受洪水淹没的浅滩称为河漫滩。
平原区河流河漫滩发育且宽广，常在河床两侧凸岸分布。
山区河流比较狭窄，河漫滩的宽度较小。
河漫滩的堆积物，下层是河床相冲积物粗砂和砾石，上部是河漫滩相细砂和黏土，构成了河漫滩的二元结构。
试论述斜坡中的应力分布特征
试论述斜坡中的应力分布特征斜坡是一种常见的地质形态，它在自然界中广泛存在，并且在人类的建设活动中也经常遇到。
在斜坡中，应力分布是一个重要的问题，它直接关系到斜坡的稳定性和安全性。
本文将试论述斜坡中的应力分布特征。
我们需要理解斜坡的基本概念。
斜坡是地表或地下的一个倾斜面，它的形成可以是自然的，也可以是人工建造的。
斜坡的稳定性取决于多个因素，其中一个重要因素就是应力分布。
斜坡中的应力分布是一个复杂的问题，它受到多个因素的影响。
首先，斜坡的自重是一个主要的力量来源。
斜坡越高，自重就越大，对斜坡造成的应力也就越大。
其次，土体的力学性质也对应力分布起着重要作用。
不同类型的土体具有不同的力学性质，其应力分布也会有所不同。
最后，斜坡底部的支撑条件也会影响应力分布。
如果斜坡底部有坚硬的岩石支撑，应力会得到一定的分散和转移。
在斜坡中，应力分布一般呈现出以下特征。
首先，斜坡上部的应力较小。
这是因为斜坡上部距离底部较远，自重对其造成的影响较小。
其次，斜坡底部的应力较大。
底部受到斜坡上部土体的压力，同时还要承受自重和外部荷载的作用，因此应力较大。
再次，斜坡中部的应力逐渐增大。
这是因为中部距离上部和底部的距离相对较近，既受到上部土体的压力，又要承受下部土体的压力，应力逐渐增大。
最后，斜坡的边坡处应力也较大。
这是由于边坡处土体的受力情况特殊，既要承受上部土体的压力，又要承受侧向土体的压力，应力较大。
斜坡中的应力分布特征对斜坡的稳定性和安全性有着重要影响。
如果斜坡上部的应力过大，土体可能会发生破坏，导致滑坡等灾害。
如果斜坡底部的应力过大，可能会导致地基沉降或破坏，进而影响斜坡的稳定性。
斜坡中部和边坡处的应力过大也可能引发土体破坏，对斜坡造成不利影响。
因此，在斜坡的设计和施工过程中，需要合理地考虑和控制应力分布，确保斜坡的稳定性和安全性。
斜坡中的应力分布特征是一个重要的问题，它直接关系到斜坡的稳定性和安全性。
斜坡上部的应力较小，底部的应力较大，中部和边坡处的应力也较大。
6.1边坡岩体应力分布的特征-华电
斜坡中的剪应力及主应力迹线
二滩坝址初始地应力场主应力分布图
The END
(3)软弱面与坡体主压应力轴斜交时，沿软弱 面主要为剪应力集中，并于端点部位或应力阻滞部 位出现拉应力，致使斜坡极易沿结构面发生剪切滑 动。 (4)在软弱面交汇处，应力受到阻滞，压应力 和拉应力强烈集中，容易发生变形和破坏。在一定 条件下，可逐步扩展为滑动面，使斜面破坏。
边坡岩体结构面上应力集中
第一节 边坡岩体应力分布的特征
一、边坡形成后应力状态的变化 (1)斜坡岩体的主应力迹线发生明显的偏转，总的 特征为愈接近边坡，最大主应力愈接近平行于斜坡临 空面；而最小主应力则愈与坡面近正交。 (2)在坡脚与河谷底部形成应力集中带。 (3)与主应力偏转相联系，最大剪应力迹线也发生 偏转，呈凹向临空面的弧线。在最大、最小主应力差 值最大的部位(一般在坡脚附近)，相应形成一个最大 剪应力区，因而在这里容易发生剪切变形破坏 。 (4)在坡顶和坡面的靠近表面部位，由于垂直于河 谷的水平应力显著减小，甚至可出现拉应力，因而可 形成一个拉应力带。其范围随坡角和平行于河谷的水 平应力的增加而增大。
三、岩体结构的影响
岩体结构特征对边坡应力分布的影响主要表现在 因岩体的不均性和不连续性，使其沿软弱面的周边出 现应力集中或应力阻滞现象。 (1)软弱面与坡体主压应力轴平行时，将在软弱面 的端点部位或应力阻滞部位出现拉应力集中和剪应力 集中，使之出现软弱面两侧的张裂和剪切破裂。 (2)软弱面与坡体主压应力垂直时，将发生平行于 软弱面的拉应力或于端点部位出现垂直软弱面的压应 力，这将有利于软弱面的压密或稳定。
斜坡张力带分布示意图
二、影响边坡岩体应力分布的主要因素
1.原始应力状态的影响 岩体中的原始应力对边坡应力分布有很大影响， 尤其是垂直于河谷方向的水平构造应力的影响更为 显著。
工程地质学基础——斜坡变形破坏_OK
马刀树、醉汉林
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(5) 滑动面的鉴别及研究 勘探：钻探
变形监测：钻孔倾斜仪
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三 滑坡分类
1 按岩土体类型分类
土体滑坡
（1）粘性土滑坡 （2）黄土滑坡 （3）堆填土滑坡 （4）堆积土滑坡
2 .按滑坡的动力学特征分类（巴岩甫石洛滑夫，坡190（（3）56））破完碎整石岩滑石坡滑坡 (a)推动式滑坡 (b)牵引式滑坡 (c)混合式滑坡 (d)平移式滑坡
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(3) 坡底宽度：当W<0.8H时,坡脚最大剪应力随底宽 而急剧 。当W>0.8H 时，则保持为一常值（称为“残余坡角应力”）
(4) 坡面形态：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。 圆形和椭圆形边坡，坡脚最大剪应力仅为一般斜坡的1/2。 当水平应力坡形于椭圆形矿坑长轴时，应力集中较缓和。
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3. 斜坡岩土体特性和结构特征的影响:
2. 地质结构
结构面－－结构面的产状、力学性质、规模 沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关 不同构造部位滑坡差别：如在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的 勺形；沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布
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按结构面的产状与临空面的关系，可分为：
(1) 平迭坡：主要软弱结构面为水平的 (2) 逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反 (3) 顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致
第三章 斜坡变形破坏工程地质研究
第一节 概述
斜坡——指地表一切具有侧向 空面的地质坡体，是一类广泛的地貌类型。
斜坡变形破坏是地质发展演化的重要过程。
天然斜坡：沟谷岸坡、山坡…… 人工边坡：露采边坡、基坑边 坡……
类型
岩坡 土坡
按高度H
试论述斜坡中的应力分布特征
试论述斜坡中的应力分布特征斜坡是一种具有一定角度的坡面结构，其应力分布特征是研究斜坡稳定性的重要内容之一。
在斜坡中，应力是沿着坡面方向和垂直于坡面方向变化的，不同位置的应力大小和方向会对斜坡的稳定性产生重要影响。
斜坡的坡面与水平面夹角会直接影响沿坡面方向的应力分布。
斜坡越陡，重力的分力沿坡面方向会增大，从而导致沿坡面方向的应力增大。
而斜坡越平缓，重力的分力沿坡面方向会减小，从而导致沿坡面方向的应力减小。
因此，斜坡的坡度对应力分布具有重要影响。
斜坡的坡面与垂直方向夹角也会影响垂直于坡面方向的应力分布。
斜坡越陡，垂直于坡面方向的应力会增大，因为重力分力的垂直分量会增加。
而斜坡越平缓，垂直于坡面方向的应力会减小，因为重力分力的垂直分量会减小。
因此，斜坡的坡度对垂直方向的应力分布也具有重要影响。
斜坡中还存在着剪切应力。
剪切应力是沿着坡面方向产生的，其大小取决于斜坡的坡度和材料的内摩擦角。
斜坡越陡，剪切应力越大，因为坡面的切向力会增加。
而斜坡越平缓，剪切应力越小，因为坡面的切向力会减小。
材料的内摩擦角也会影响剪切应力的大小，内摩擦角越大，剪切应力越大。
在斜坡的应力分布中，最大的应力通常出现在坡顶附近。
这是因为坡顶处受到了沿坡面和垂直于坡面方向的应力叠加，导致应力达到最大值。
而沿坡面和垂直于坡面方向逐渐向下移动，应力逐渐减小。
在斜坡的底部，由于坡面的切向力较小，应力也相对较小。
总体而言，斜坡中的应力分布特征受到斜坡的坡度、坡面与水平面夹角以及材料的内摩擦角等因素的影响。
研究斜坡的应力分布特征有助于评估斜坡的稳定性，并采取相应的措施来防止斜坡的滑坡和崩塌等灾害事故的发生。
北科大考研初试《岩石力学》问答题
北京科技大学硕士学位研究生入学考试《岩石力学》问答题1.什么是全应力-应变曲线？各个阶段的特征是什么？画图说明。
全应力-应变曲线：能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性，特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。
分为四个阶段（1）孔隙裂隙压密阶段：在此阶段时间横向膨胀较小，试件体积随荷载增大而减小；（2）弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段：该阶段的应力-应变曲线成近似直线型；（3）非稳定破裂发展阶段：进入本阶段后，微破裂的发展出现了质的变化，破裂不断发展，直至试件完全破坏，试件由体积压缩转为扩容，轴向应变和体积应变速率增大。
（4）破裂后阶段：裂隙快速发展，交叉且相互联合，形成宏观断面。
此后，岩块变形主要表现为沿宏观裂面的块体滑移。
试件承载力随变形增大迅速下降，但不降到零。
2.为什么普通材料试验机得不出全应力-应变曲线？全应力应变曲线有什么用途？由于材料试验机的刚度小，在试件压缩时，其支柱上存在很大的变形和变形能，在试件快要破坏时，该变形能突然释放，加速试件破坏，从而得不出极限压力后的应力-应变关系曲线。
全应力-应变曲线的用途：（1）揭示试件破裂后仍有一定承载力（2）预测蠕变的破坏（3）预测岩爆（4）预测循环加载下的岩石破坏第二蠕变阶段：如曲线中bc段，应变速率保持不变，故又称为等速蠕变阶段。
第三蠕变阶段：如曲线中cd段，应变速率迅速增加直到岩石破坏，故又称为加速蠕变阶段。
4.简述维护岩石地下工程稳定的基本原则(新奥法)。
（1）合理利用和充分发挥岩体强度A．避免岩石强度的损坏B．充分发挥岩体的承载能力C．加固岩体（2）改善围岩的应力条件A.选择合理的隧道断面形状和尺寸B.选择合理的位置和方向C.采用卸压方法（3）合理支护（4）强调检测和信息反馈（5）注重涌水处理：堵水、输水。
5.围岩-支护作用的共同原理是什么？它对围岩支护有什么指导意义？A．围岩周边位移和支护反力成反变关系；B．支架的支护力与支架变形成正变关系；C．围岩特性曲线与支架特性曲线的交点是围岩与支架的工作点，构成共同作用关系，二者共同承载；D．在一定变形范围内，围岩变形越大所需支护力越小。
边坡工程
边坡工程
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第1节、概述 第2节、斜坡中的应力分布特征 第3节、斜坡变形破坏的基本类型 第4节、影响斜坡稳定性的因素 第5节、斜坡稳定性的工程地质评价方法
15.07.2020
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第1节 概述
斜坡统指地表一切具有侧向临空面的地质体，包括天然斜 坡和人工边坡。
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4.地震作用的影响
地震对边坡稳定性的影响较大。在地震的作用下，首先 使边坡岩体的结构发生破坏或变化，出现新的结构面，或 使原有结构面张裂、松弛，饱水砂层出现振动液化，地下 水状态亦有较大的变化。在地震力的反复振动冲击下，边 坡沿结构面发生位移变形，直至破坏。
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表层蠕动多发生在陡倾层状岩层或陡倾结构面发育的岩体 中，层面或结构面走向与斜坡面走向平行或交角很小。一 般反坡向倾斜或倾角大于60º者更易发生。
深层蠕动是由于坚硬岩层组成的边坡底部存在较厚的软弱
岩层时，由软弱岩层发生塑性流动而引起的长期缓慢的边
坡蠕动变形。
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一、应力状态的变化
• 在岩土体中进行开挖，形成人工边坡后，由于开挖 卸荷，在近边坡面一定范围内的岩土体中，发生应 力重分布作用，使边坡岩土体处于重分布应力状态。
• 边坡岩土体为适应重分布应力状态，将发生变形和 破坏。因此，研究边坡岩土体重分布应力特征是进 行稳定性分析的基础。
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(4)结构面 结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布，
并在结构面周边或端点形成应力集中带或阻滞应力 的传递，这种情况在坚硬岩体边坡中尤为明显。
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四种坡面形态对斜坡应力分布影响
1.四种坡面形态
按斜坡形态分类，可以将斜坡分为直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡以及阶梯形斜坡（图1）。
图1四种坡面形态
（1）直线形斜坡：在横向上，较为平缓，有植被覆盖；纵向上，斜坡坡面较陡，近乎直线。
故称为直线形斜坡。
（2）凸形斜坡：凸形斜坡坡面表现为凸凹起伏，总体呈外凸形。
（3）凹形斜坡：在纵向上，呈向内凹的弧线形，其凹面朝向临空面。
（4）阶梯形斜坡：阶梯形坡面，即在纵向高程上呈逐级递减，总体形态呈阶梯形，在每级斜坡上，有其独有的坡面要素。
2.坡形对斜坡应力分布影响
坡高、坡角、坡底宽度和斜坡平面形态等，对斜坡应力分布均有一定影响。
图2斜坡坡面要素
坡高不改变坡体中应力等值线的图形，但坡高愈大，应力量值愈大。
坡角大小可以改变斜坡中应力分布的图像。
坡脚附近的剪应力集中带和坡肩附近的张力带,其范围和量值是随着坡角增大而增大的。
也就是说，陡峻的斜坡更易发生变形破坏。
图3坡角最大剪应力与坡角和坡底宽（W）关系图解坡底宽度的影响可以用W/H值来表征。
随着W/H值的减小，坡脚的剪应力增大。
实际资料表明，当W＞0.8H时,这种影响就减弱，以至不发生变化了。
所
以W/H值很小的高山峡谷地带，坡脚剪应力集中现象是非常明显的；尤其当水平构造应力较大时，由于水平挤压力的作用，坡脚应力集中带极强，更易发生斜坡变形破坏。
图4斜坡中最大剪应力迹线示意图
实线--主应力迹线；虚线--最大剪应力迹线
受坡形影响：坡高越高，坡内拉应力越高；坡角越大，拉应力范围越大，切向应力值越高；坡脚处拉应力随底宽的缩小而急剧增大，坡脚处τ基本不随底宽的变化而变化。
斜坡平面形态可分为直线形、凹形、凸形以及阶梯形等。
一般地说，内凹形斜坡由于其两侧的支撑作用，应力条件较好，即坡脚的剪应力较小。
所以露天采坑的平面形态大多是椭圆形的，且其长轴尽量平行于最大水平地应力方向。
结合坡面形态（图1）、坡面要素（图2）、坡角最大剪应力与坡角和坡底宽（W）关系图解（图3）及斜坡中最大剪应力（图4）综合分析得出如下结论：
(1)直线形斜坡：由于直线形坡面陡峻，坡角较大，易发生破坏；
(2)凸形斜坡：凸形由于坡角较大，受应力切向应力和剪应力影响较大，极不稳定，易发生破坏；
(3)凹形斜坡：内凹形斜坡由于其两侧的支撑作用,应力条件较好，即坡脚的剪应力较小,凹形坡有利于坡体稳定；
(4)阶梯形斜坡：阶梯形斜坡，其坡面呈现出分级状，各级的应力分布取决于各级坡角及坡底宽度、分级高度，其稳定性较好。
斜坡形态对应力分布影响取决于多个方面，实际生活中，可能是多种坡形的复杂组合，我们应该结合具体的坡形要素坡角、坡高、坡底宽度，参考力学规律，进行合理化评估。