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《边坡稳定性分析》PPT课件

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图中给出了陡坡路堤滑动的 几种可能:由于基底接触面较陡 或强度较弱,致使路堤整体沿基 底接触面产生滑动;由于基底修 筑在较厚的软弱土层上,致使路 堤连同其下的软弱土层沿某一滑 动面滑动;由于基底下岩层强度 不均匀,例如泥质页岩,致使路 堤沿某一最弱的层面滑动。
基 底 接 触 面
坡 积 层
可 能 的 滑 动 面
当在高水位时,如路堤两侧边坡上的水位不一致〔图〕,就会产生横穿路堤的渗
透,即使水位相差较小,也需予以考虑动水压力的作用。
因此,但凡用粘性土填筑的浸水路堤〔不包括渗透性极小的纯粘土〕,必须进 展渗透动水压力的计算。
三、边坡滑动面形状确定
路基边坡的稳定性,与岩土性 质、构造、边坡高度及坡度等因 素有关。滑动面的形状主要因土 质而异,有的近似直线平面,有 的呈曲面,有的那么可能是不规 那么的折线平面。为简化计算, 近似地将滑动破裂面与路基横断 面的交线假设为直线、圆曲线或 折线。
以前,由于公路等级低,线形差,路基不宽,开挖 不深,边坡稳定性对公路的影响不显著,人们对边坡 稳定性没有引起足够的重视。但是随着国民经济建立 的开展,公路交通事业日新月异,公路等级越来越高, 高填深挖已经不可防止,公路边坡失稳的事例也越来 越多。边坡失稳不仅影响行车平安,甚至掩埋公路, 中断交通,造成不可估量的经济损失。因此,研究公 路边坡的稳定性非常必要。
北京-珠2000余万元
重庆万州-梁平高速公路K42砂泥岩顺层滑坡
西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡
台湾“北二高〞基隆段发生严重的路堑边坡塌方
陡坡路基失稳案例
因此,必须对可能出现失稳或已出 现失稳的路基进展稳定性分析,保证路 基设计既满足稳定性要求,又满足经济 性要求。
路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。例如, 在岩质或土质山坡上开挖路堑,有可能因自然平衡条 件被破坏或者因边坡过陡,使坡体沿某一滑动面产生 滑坡。对高路堤可能因水流冲刷、边坡过陡产生坍塌。

边坡稳定性分析—

边坡稳定性分析—

第一章绪论1.1引言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工程形式。

随着我国基础设施建设的蓬勃发展,在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。

边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度,重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。

因此,边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理,是降低降低灾害的有效途径,是地质和岩土工程界重点研究的问题。

随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀,越来越多的建筑物需要被建造,城市的用地也越来越珍贵。

特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说,建筑边坡成为了不可避免的工程。

1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。

崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离,向前翻滚而下。

一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏,且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。

崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段,破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。

崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。

主要原因有:风化等作用减弱了节理面的黏聚力,或者是雨水进入裂隙产生水压力,或者是气温变化、冻融松动岩石,或者是植物根系生长造成膨胀压力,以及地震、雷击等外力作用(图1-1)。

滑坡是指岩土体在重力作用下,沿坡内软弱面产生的整体滑动。

与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡体内部,甚至可以延伸到坡脚以下。

其滑动速度虽比崩塌缓慢,但是不同的滑坡滑动速度相差很大,这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。

当滑动面通过塑性较强的岩土体时,其滑动速度一般比较缓慢;相反,当滑动面通过脆性岩石,且滑动面本身具有一定的抗剪强度,在构成滑面之前可承受较高的下滑力,那么一旦形成滑面即将下滑时,抗剪强度急剧下降,滑动往往是突发而迅速的。

滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。

当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致,并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面,滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。

反倾岩质边坡稳定性分析

反倾岩质边坡稳定性分析

反倾岩质边坡稳定性分析摘要:岩质边坡的稳定性问题一直是岩土工程界关注的热门方向,而反倾岩质边坡作为岩质边坡的一种特定类型,它的破坏模式和机理也值得去大量研究。

本文经过文献调研,针对反倾岩质边坡应用情况给出综述,结合断裂力学的优势与不足作出讨论。

关键词:岩质边坡断裂力学稳定性1引言当岩层的水平倾向与坡面水平倾向恰好相反时,该类边坡即被我们称为反倾层状岩质边坡,在我国西部山区中发育着大量的层状反倾岩质破碎边坡,岩体倾倒破坏是最为常见的一种反倾边坡破坏模式,破坏导致的边坡失稳事故严重的威胁了人们的生命和财产安全[1]。

随着岩土工程学科技术的进一步快速发展,国内外有关学者对反倾向岩质边坡的变形破坏机制和稳定性理论分析作出了大量的创新性研究,已相继取得了较丰富的成果。

2国内外研究现状Goodman等[2]将倾倒破坏分为块状倾倒、弯曲倾倒、块状-弯曲倾倒三种类型,并首次基于极限平衡原理提出了分析块状倾倒破坏的G-B法。

Aydan等[3]提出了采用极限平衡理论的悬臂梁弯曲模型,建立了以坡脚剩余下滑力作为边坡稳定性判断的评价方法。

Liu等[4]通过深部位移监测和UDEC数值模拟分析了反倾边坡破坏的变形特征及演化过程。

陈从新和郑允等基于极限平衡理论,建立了岩质反倾边坡弯曲倾倒破坏基准面计算和稳定性分析方法。

赵维等在悬臂梁模型的基础上对破坏面上的岩层进行了分区,判断了反倾边坡的倾倒风险。

王林峰等、王建明等基于断裂力学对单个岩块的稳定性进行了分析,探讨了岩块的破坏顺序。

地震是诱发反倾岩质边坡破坏的主要因素之一,因此,进行地震荷载对反倾岩质边坡的失稳影响研究具有重大的工程应用价值,已有学者对此作了一定的研究。

例如,Zheng等基于极限平衡法和遗传算法,提出了一种考虑地震惯性力的新方法来寻找反倾岩质边坡的破坏面。

Liu等采用振动台模型试验和数值分析方法研究了强震条件下反倾岩质边坡的动力响应特征。

屈新等推导了推力线高度的计算公式,分析了地震影响系数对反倾边坡弯曲倾倒稳定性的影响。

岩溶地区大型岩质高边坡的稳定性分析

岩溶地区大型岩质高边坡的稳定性分析

: 级
般 ,未 见有 泥化 夹层 。 ( 4)水文 地 质 条件 。A — B、C - D 段 场地 地 形 为 斜坡 ,不 利
c — D 段边坡高6 — 7 米 ,边坡坡脚拟修建小区公路 ,破坏后果 严重。故将C — D 段边坡工程的综合安全等级划分为一级 。
2 地 质 构造
于大气降水和地表水的汇集和积聚 ,有利于大气降水和地表水的 径流和排泄。而且场地 内未见有地下水出露。地本 区地势较高,
A — B 段边坡为陡倾斜坡 ,边坡最高达8 0 米 ,边坡坡脚拟修建 小 区公 路 ,破 坏 后果 严重 。故该 段边 坡 工 程综 合安 全 等级 划 分为

层状 ,偶 夹薄 层 。抗风 化 能 力强 及抗 水性 好 。从边 坡 剖面 可 以看
出,坡体 白云岩单层厚0 . 2 0 . 5 m。层理清晰 ,层面较平整。结合
杂填土 ( Q m1 ):褐灰色 ,为碎石混少量建筑 、生活垃圾等
组 成 ,厚 度2 . 7 ~ 5 . 5 m。分 布于 边坡 坡 脚 。 红粘土 ( Q e d 1 ):灰 、黄 灰 色 ,为 粘 土 含 碎 石 组 成 ,可 塑
2 0 0 。 ,坡 高 l ( ) 7 0 米 ,长 l ( ) ( ) 米 ,局 部岩 体 呈 陡 倾 状 产 出 ,形 成 潜 在 崩塌 危 岩休 。 C — D 段 为 岩 质 边 坡 ,最 低 标 高 为 1 1 9 6 米 ,最 高 标 高 为 1 2 0 3 米 ,高 6 ~ 7 米 ,长 6 ( ) Байду номын сангаас ,边 坡 倾 向 东 ,坡 度 为 4 5 。~ 5 0 。 ,呈 西 高 东 低 态 势 。切 坡 后 将 形 成 6 ~ 7 米 ,长 6 0 米 ,坡 度 为 8 0 。 的 边

地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析

地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析

地灾治理中岩质高边坡的稳定性分析摘要:现代工程地质研究表明,地灾治理中岩质边坡的稳定性需要结合工程地质建设条件作为主要前提。

工程师可以认真分析和控制影响岩质边坡稳定性的各种要素,及时对工程地质要素进行综合分析和评价,从而确定边坡的稳定性和有效性。

关键词:地灾治理;岩质高边坡;稳定性分析就现代工程建设的内容而言,岩质边坡的稳定性分析评价工作的内容较多,其涉及了工程地质学、岩体力学和计算科学等多种方法,属于多学科交叉,是岩土工程研究的重点内容。

目前国内影响岩质边坡稳定性的因素和评价方法很多,突出的问题是忽略了边坡的地质环境条件,没有将边坡的内部结构与外部诱发因素结合起来。

现在采用案例分析的方式来探讨地形、环境对边坡的影响,希望能够提高边坡的稳定性,提供更合理的分析思路。

1.项目研究概述本工程案例选取A项目a段标段的开挖内容,在区域中存在一系列的岩质边坡问题,其中起止里程的最大开挖深度为21.5m,存在一处深挖高路堑边坡,且属于互通立交的起点以及高速公路的左侧等。

整体上,边坡的内部节理发育较为理想,其中有一条挤压破碎带,两组节理面和层面也被切割层坡体岩石,整体坡面呈现出碎块状。

首先,可以观察到整体地形。

该地区地形属中、低山地貌,地势相对平坦,植被发育不差,植被数量较少。

坡度段为脊部,后缘地形逐渐减小,坡向和脊向也呈35°斜角。

整个中部地势较高,两侧有小沟壑,坡度角度小于45°。

其次,观察地层岩性。

整个岩体为变质泥岩、砂岩、页岩,三个岩体交错排列(如图1所示)。

其中变质泥岩为弱风化、褐黄色,岩体较为破碎,呈薄层状。

整个层理面部分清洁,可以看见光滑丝绸,内部也有大量黏土矿物;变质页岩为棕褐色,弱风化,岩石相对破碎,片理结构理想,含大量碳酸盐岩有机质;变质砂岩呈灰黄色,岩石破碎,在岩石的断口处有砂感。

(图1 地质灾害治理过程中岩质高边坡稳定性分析)观察地质构造,边坡为大角度倾斜边坡,边坡体为一侧倾斜的单斜构造,整个岩层的产状态为25-78°;岩体节理发育明显,分布均匀,尺寸穿透力强,间距多集中在10-15cm。

岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨

岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨

岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨综合调查分析某岩质边坡的地质环境条件及其稳定性,并提出科学合理的防治措施。

标签:边坡地质灾害稳定性防治措施1工程概况该岩质边坡主要为一处天然形成的危岩体,主要由中风化云母石英片岩构成,均未采取工程措施支护。

该边坡平面近似弧形,全长约30m,坡高约15~17m;坡度较陡,一般约70~85°,中段中、下部局部悬空、反倾;坡向约125~145°;上部及西南侧坡面植被多较发育;坡体主要由中风化云母石英片岩构成,节理裂隙发育,局部见次生小断层,岩体较破碎,中段下部见数条小型卸荷节理。

边坡坡顶为观景平台与边坡断面距离约2~7.5m,为自然斜坡,斜坡植被发育。

2工程地质条件2.1岩土分层及其特征该边坡岩土层按地质年代、成因类型自上而下可划分为人工填土层(Qml)、残积土层(Qel)、震旦系(Z)三部分,各岩土层的分布和特征分述如下:2.1.1人工填土层(Qml)土性为素填土,呈灰、灰黄等色,成分主要包括粘性土、砂砾、碎石和风化碎岩块等,稍湿,基本完成自重固结。

本层分布广泛,揭露厚度1.8~2.7m。

2.1.2残积层(Qel)由云母石英片岩风化残积而成,土性主要为砂质粘性土,呈褐黄、灰褐等色,稍湿,硬塑状,粘性较差,浸水较易软化崩解。

本层分布不广泛,揭露厚度2.9m。

2.1.3基岩(Z)基岩岩性为震旦系云母石英片岩。

按岩石的风化程度可划分为全风化、强风化和中风化三个风化岩层,各岩层的分布及特征描述如下:(1)全风化云母石英片岩:主要呈褐黄色,岩石风化强烈,呈坚硬土状,原岩结构清晰,含较多石英颗粒,浸水易软化崩解,属极软岩。

本层分布不广泛,层厚5.4m。

(2)强风化云母石英片岩:呈褐黄、灰白、灰褐等色,岩石风化强烈,呈半岩半土状、碎块状,原岩结构清晰,手折可断,浸水易软化崩解,岩块敲击易散,属软岩,局部夹中风化岩块。

本层分布广泛,各孔均有揭露,厚度1.5~15.8m。

岩质边坡稳定性分析

岩质边坡稳定性分析

✓ 数值模拟法:利用计算机 模拟边坡的变形和破坏过 程,预测边坡的稳定性
12 34
✓ 模糊数学法:利用模糊数 学的方法,对边坡的稳定 性进行评价和预测
综合分析方法
定性分析:根据经验、知识、现场调查等对 边坡稳定性进行评估
定量分析:利用数学模型、计算机模拟等方 法对边坡稳定性进行定量计算
综合分析:结合定性和定量分析方法,对边 坡稳定性进行全面评估
边坡稳定性得到显著提高,保障
了高速公路的安全运营
某水电站边坡稳定性分析
01
水电站概况:介绍水电站的地理 位置、规模、结构等基本信息
03
边坡稳定性分析方法:介绍采用 的边坡稳定性分析方法,如极限 平衡法、有限元法等
05
边坡治理措施:根据边坡稳定性 分析结果,提出相应的边坡治理 措施,如锚杆加固、排水措施等
监测与预警:通过实时监测边坡变形、应力 等参数,对边坡稳定性进行动态评估和预警
岩质边坡稳定性分析的影响 因素
地质条件
岩石类型:不 同岩石类型的 力学性质和抗 风化能力不同
01
地下水:地下 水的存在和分Leabharlann 布对边坡稳定 性产生影响03
02
地质构造:断层、 褶皱等地质构造 对边坡稳定性产 生影响
04
岩体结构:岩 体的结构特征 对边坡稳定性 产生影响
02
边坡地质条件:分析边坡的地质 条件,如岩石类型、结构、地下 水等
04
边坡稳定性分析结果:展示边坡 稳定性分析的结果,如安全系数、 破坏模式等
06
结论:总结边坡稳定性分析的结 论,如边坡稳定性是否满足要求, 是否需要采取治理措施等
某矿山边坡稳定性分析
矿山概况:地理位置、 开采方式、地质条件 等

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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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7、翩翩新 来燕,双双入我庐 ,先巢故尚在,相 将还旧居。
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9、 陶渊 明( 约 365年 —427年 ),字 元亮, (又 一说名 潜,字 渊明 )号五 柳先生 ,私 谥“靖 节”, 东晋 末期南 汉 族 ,东 晋 浔阳 柴桑 人 (今 江西 九江 ) 。曾 做过 几 年小 官, 后辞 官 回家 ,从 此 隐居 ,田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材, 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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(一)、应力分布特征
在岩体中进行开挖,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 体中,发生应力重分布作用,使边坡岩体 处于重分布应力状态。
边坡岩体为适应重分布应力状态,将发生 变形和破坏。因此,研究边坡岩体重分布 应力特征是进行稳定性分析的基础。
边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应 力与坡面近于平行,最小主应力与坡面近于正 交,向坡体内逐渐恢复初始应力状态。
第三节 岩质边坡稳定性分析
•一、岩质边坡应力分布特征 •二、岩质边坡的变形与破坏 •三、岩质边坡稳定性分析步骤 •四、岩质边坡稳定性计算
一、 边坡岩体中的应力分布特征
斜坡(slope)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。 天然斜坡(简称斜坡)是指自然地质作用形成未经 人工改造的斜坡。 人工边坡(简称边坡)是指经人工开挖或改造形成 的斜坡。 研究目的:研究边坡变形破坏的机理(包括应力分 布及变形破坏特征)与稳定性,为边坡预测预报及 整治提供岩体力学依据。其中稳定性计算是岩体 边坡稳定性分析的核心。
几何边界条件是指构成可能滑动岩体的各种边界 面及其组合关系,包括滑动面、切割面和临空面 三种。 滑动面是指起滑动(即失稳岩体沿其滑动)作用的 面,包括潜在破坏面。
切割面是指起切割岩体作用的面,由于失稳岩体 不沿该面滑动,因而不起抗滑作用,如平面滑动 的侧向切割面。
临空面指临空的自由面,它的存在为滑动岩体提 供活动空间,临空面常由地面或开挖面组成。
(3)岩体性质及结构特征 岩体变形模量对边坡应力影响不大,泊松比对边坡
应力影响较大。这是由于泊松比的变化,可以使水 平自重应力发生改变。 (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。
二、 边坡岩体的变形与破坏
稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/滑动力 >1 稳定 ≦1 不稳定
在多数情况下,计算的稳定性系数都有一定误差,因此, 为保险起见,引入安全系数的概念。
块体极限平衡法步骤
可能滑动岩体几何边界条件的分析 受力条件分析 确定计算参数
计算稳定性系数 确定安全系数,进行稳定性评价
(一)、几何边界条件分析
坡面上径向应力为零,为双向应力状态,向坡 内逐渐转为三向应力状态。
坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近,最 大剪应力增高,最易发生剪切破坏。在坡肩 附近,常形成拉应力带。边坡愈陡,则此带 范围愈大,因此,坡肩附近最易拉裂破坏。 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。
二、影响边坡应力分布的因素
(1)天然应力 水平天然应力使坡体 应力重分布作用加剧。 (2)坡形、坡高、坡角及坡底宽度 坡高不改变应力等值线的形状, 但改变主应力的大小。 坡角影响边坡岩体应力分布图像。 坡底宽度对坡脚岩体应力有较大 的影响。 坡面形状对重分布应力也有明显 的影响。
岩体边坡的变形与破坏是边坡发展演化过程 中两个不同的阶段,变形属量变阶段,而破 坏则是质变阶段,它们形成一个累进性变形 破坏过程。
(一)、边坡岩体变形的基本类型 (二)、边坡破坏的基本类型 (三)、影响岩体边坡变形破坏的因素
(一),由于 荷重不断减少,边坡岩 体在减荷方向(临空面) 产生伸长变形,即卸荷 回弹。 •天然应力越大,向临 空方向的回弹变形量也 越大。往往会伴随产生 一系列的张性结构面。
倾倒破坏:由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡,当 岩层走向与坡面走向近平行时,在自重应力的长期 作用下,由前缘开始向临空方向弯曲、折裂,并逐 渐向坡内发展的现象称为倾倒破坏(弯曲倾倒)。
(三)、影响岩体边坡变形破坏的因素
1、岩性 决定岩体边坡稳定性的物质基础。 2、岩体结构 岩体结构及结构面的发育特征是岩体 边坡破坏的控制因素。 3、水的作用 使岩土的质量增大、滑动面的滑动力 增大;岩土软化、抗剪强度降低;对岩体产生动水 压力和静水压力。 4、风化作用 使岩体内裂隙增多、扩大,透水性增 强,抗剪强度降低。
(三)、影响岩体边坡变形破坏的因素
5、地形地貌 直接影响边坡内的应力分布特征, 进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。 6、地震 产生地震惯性力 7、天然应力 8、人为因素
三、 边坡岩体稳定性分析的步骤
定性分析是在工程地质勘察工作的基础上,对边坡 岩体变形破坏的可能性及破坏形式进行初步判断。
定量分析是在定性分析的基础上,应用一定的计算 方法对边坡岩体进行稳定性计算及定量评价。
模型模拟试验法 评 价 数学力学分析法
方 法
工程类比法
块体极限平衡法 弹性力学、弹塑性力学法 有限元法等数值方法
图解法
块体极限平衡法
假设条件 (1)边坡岩体将沿某一结构面(滑动面)产生滑移剪切破坏; (2)滑体在滑动过程中相对位置不变化,即为刚体; (3)滑动面上的应力分布均匀; (4)不考虑滑体两侧的抗滑力。
(一)、几何边界条件分析
几何边界条件分析的内容是查清岩体中的各类结 构面及其组合关系,确定出可能的滑移面、切割 面。 几何边界条件分析的目的是确定边坡中可能滑动 岩体的位置、规模及形态,定性地判断边坡岩体 的破坏类型及主滑方向。 几何边界条件的分析可通过赤平投影、实体比例 投影等图解法或三角几何分析法进行。
2、蠕变变形
边坡岩体中的应力对于人类工程活动的有限时间来说, 可以认为是保持不变的。在这种近似不变的应力作用下, 边坡岩体的变形也将会随时间不断增加,这种变形称为 蠕变变形。
当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时,则这种变形 所引起的破坏是局部的。反之,这种变形将导致边坡岩 体的整体失稳。
这种破裂失稳是经过局部破裂逐渐产生的,几乎所有的 岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。
(二)、边坡破坏的基本类型
边 崩塌 坡 破 坏 的 滑坡
多平面滑动
平面滑动 双平面滑动 单平面滑动
楔形状滑动


圆弧形滑动


倾倒破坏
崩塌:斜坡岩土体被结构面分割的块体,突然脱离 母体以垂直运动为主、翻滚跌跃而下的现象与过程
滑坡:斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面(带), 产生以水平运动为主的现象,称为滑坡。
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