黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理分析
总第１１５期
２００５年第１１期 西部探矿工程
ＷＥＳＴ—ＣＨＩＮＡ卜＝ＸＰＬ０ＲＡＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ｓｅｒｉｅｓ ＮＯ．１１ ５
Ｎｏｖ．２００５
文章编号：１０¨。４—５７１６（２００５）１１—０１０９—０３ 中图分类号：ＴＩ）８２４．７ ｌ 文献标识码：Ｂ
黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理分析
何红前，陈志新，叶万军，温克兵
（长安大学地质＿Ｔ－程与测绘＿Ｔ－程学院，陕西西安７１００５４）
摘要：对黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理进行了分析，指出其破坏形式有坡面冲刷、坡面剥落掉块、坡体湿
陷变形、崩塌、滑塌、泥流等几种，其中滑塌最常见。黄土高边坡变形破坏模式主要有滑塌、滑坡的破坏模式；崩塌破坏
模式和坡面破坏模式等三种。
关键词：黄土；高边坡；变形破坏；机理分析
黄土（１ｏｅｓｓ）是一种第四纪松散沉积物，在世界上分布较广．
在世界各国中以我国西北地区黄土地层最厚，最完整，发育好，地
层全，分布连续，其特性较典型 。随着西部大开发的深入，这一
地区的城市建设、公路、铁路、及水利工程必将得到发展。由于黄 土独特的物质组成、结构及所处的地貌和构造环境，使得在黄土
地区进行各项工程建设时，都有不同程度地会遇到诸如崩塌、滑
坡等边坡失稳破坏问题，影响工程施工的顺利进行或工程建筑
物的正常使用。铁路、水利水电及公路等部门对３０ｍ以下的边
坡都做过系统的研究，但对于３０ｍ以上的黄土高边坡设计标准
基本为空白，有关其变形破坏机理、稳定性及可靠性分析评价等
方面系统研究还较少，使得设计部门缺少高边坡设计依据。在黄
土高边坡的工程设计中，基本上凭经验给出，缺乏理论指导。
１ 黄土高边坡的变形破坏形式
黄土高边坡修建后，挖方边坡以一定的坡比暴露于自然界
中，经受风化、雨水冲刷及湿陷变形等作用，从而改变边坡的原貌
或失稳。根据野外调查及前人研究资料，概括总结出如下黄土高
边坡几种主要的变形破坏形式。
１．１坡面冲刷
黄土具有干燥时强度高，浸水后结构破坏，牯聚力迅速减小，
且变化幅度大的特点。而黄土地区降雨时间集中，又多以暴雨形
式出现，所以，黄土高边坡极易受雨水及地表水的破坏，表现为击
溅侵蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、跌水等形式。
１．２坡面剥落掉块
坡面剥落掉块多发生于边坡中部至坡脚。在坡脚处１～２ｍ
高的地方，普遍出现一条近似水平的压碎带，带内１～２０ｅｍ厚的
土体如千层饼一样的片状或鳞甲状向外凹出剥落。除坡脚附近 由于压应力作用产生鳞片状和层状剥落外，古土壤反复饱水，干
裂剥落也是主要原因。另外，坡面上的水分变化，开裂也可产生
剥落，尤其在阳坡表现更为突出。坡面剥落破坏除在坡脚形成凹
进的反坡地形进一步引起失稳外，对于坡体稳定的影响不大，但
不加以保护，其在坡脚路旁的堆积对公路的养护也是值得注意
的。 １．３坡体湿陷变形 对于 黄土或新近堆积黄土，由于其具有湿陷性，在水的作
用下，坡面上形成了陷穴或整体下沉，破坏了坡面的整体性。据
对陕北公路黄土高边坡调查，一些边坡的失稳就是冲刷和湿陷
破坏坡面，最终失稳。
１．４崩塌 崩塌多发生在施工阶段或形成较久的陡边坡上。沿坡顶坍
塌或坡腰以及台阶顶部塌落。坡顶崩塌多出现在新黄土中，坡腰
及坡脚崩塌多见老黄土中。
１．５滑塌
滑塌是黄土高边坡一种常见的破坏形式，在黄土厚度比较
大 ，尤其是马兰黄土厚度超过３０ｍ的地带，黄土滑塌灾害十分
普遍。它兼有崩塌和滑坡的特征，在破坏土体中局部可见滑动面
但又不整体下滑，而是带有迅速崩塌破坏的特点，在高陡边坡顶
部及中部皆有发生。黄土滑塌灾害与降雨无直接关系，这一点与
黄土滑坡有很大不同。它兼有突发性、频繁性和群发性等特点，
常给工程带来维修和维护上的麻烦及大量资金浪费，并诱发其
环境地质问题。
１．６泥流 泥流多发生在边坡的局部湿润地带或地下水出露部位，土
工方便、经济易行等优点，可广泛应用于孤石、断裂带、破碎带、人
工洞穴等地基非均质体的探测，以及混凝土厚度、钢筋混凝土中 钢筋位置及数量的检测。雷达技术的推广应用对提高工程勘察
质量具有重要意义。需要注意的是探地雷达探测作为一种无损
探测技术，由于不能直接观察地下物质，因而具有一定的局限性。 对于探地雷达图像的解释要充分消化吸收各种常规资料，对探测
工程地点进行仔细观察，并在实践中不断积累经验，只有如此，才
能更好的解释探地雷达图像，使其最大限度的接近于实际情况。 参考文献： ［１］王兴泰．工程与环境物探新方法新技术［Ｍ］．北京：地质出版社． １９９６． Ｅｚ］李大心．探地雷达方法与应用ＥＭ］．北京：地质出版社．１９９４．
Ｅ３］ 吕英明，等．探地雷达在非均匀地基勘察中的应用ＥＪ］．中 煤田地 质，１９９７，（１）．
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Ｎｏ．１ １
体因饱和而产生塑性流动。这种变形破坏现象在黄土高边坡中
不多见。 ２黄土高边坡变形破坏模式 处于天然状态下的黄土经过开挖后形成高陡边坡．由于其应
力凋整．将发生一系列的变形，如果边坡设计合理，则变形向趋于
稳定方向发展，即减速变形．如果其设计值不能满足黄土自稳要
求．或边坡中存在诸如不利结构面、地下水等因素，变形进一步发
展．将会使边坡处于不稳定状态，甚至破坏。根据铜黄公路黄土
高边坡的和陕西省内黄土高边坡的一些凋查，总结出黄土高边坡
变形破坏的规律和模式。
２．１滑塌、滑坡的破坏模式 （１）黄土高边坡开挖过程中的蠕动变形后缘拉裂。黄土中
的天然应力场主要为自重应力，在开挖前．自重应力以垂直方向
为主．由于人工迅速开挖，形成高陡临空面，其应力要进行调整．
凋整的结果是应力的偏转，即形成平行于坡面的最大主应力和与
之垂直相交的最小主应力，两应力的交线成为剪应力轨迹，最大
主应力的偏转程度与坡高和坡型有着直接关系，其坡越高越明
显，则剪应力在坡脚越集中，同时在坡脚形成较高的压应力集中。
如锏黄公路Ｋ１０７＋１，ｔ０￣３００处，其坡脚的黄土及古上壤有明显
的压裂痕迹．使得土体呈鳞片状，平行于坡面开裂，局部以沿开裂
面产生剥落。坡体设计和施工成高１Ｏ～１ ５ｎ 留有平台的多级坡 可以消除或降低这种影响。
如果坡高较大，坡度较陡，则在坡面上部和坡肩部位形成拉
应力，而黄土的拉应力强度很低．据前人的试验研究 、．葑土的
极限抗拉强度变化较大．但其值一般较低（表１）。
表Ｉ黄土极限抗拉强度ａ变化范围
土样编 含水量 １： 度 极限抗拉强度。受裂隙影响极限仉 （ ， ） （ｋ ／ｍ。） （ｋＰａ） 慢度。（ｋＰａ）
从表中可以看出Ｑ黄土的极限抗拉强度的变化范围为
１０．５～４６．５ｋＰａ。 土的极限抗拉强度为９． １～２９．０ｋｔ ａ，其主要 影响因素为含水量和土中的裂隙。特别是在坡顶如存在原生节
理铀风化裂隙．则抗拉强度为零．所以在坡顶及坡肩易产生张裂。
（：）黄土边坡的渐进破坏性 。黄土高边坡的失稳现象并不
是在同一时间内滑动面上各点一起达到极限状态，最可能的模式
是苊从一个局部开始破裂．－一般足在应力高、强度低的部位首先
破裂．而一旦发生局部破坏．必然发生应力释放、应力转移和应力
重新调整，而在破坏了的局域所受到的影响最大，该临域可能由
原先没有超过强度值转变为超过强度值而发生破坏．使应力集叶１
区向其它部位转移，这样在不断地发生应力释放、转移和凋整过
程中。破坏面也在不断的延伸。这种过程继续进行。最后将有两
种可能．一种是破坏面完全贯穿。滑体将在滑床上开始做加速运
动。一种是破坏面没有贯穿．在伸展到某一区域后就停止扩展其 前方区域的应力应变均未超过强度值．此时就不会发生整体滑
动。这种破坏模式称为逐渐发展的破坏或称为渐进性的破坏。
引起渐进性破坏的原因可能是：①应力和应变分布的不均匀性；
②发生应变软化特性；③应力释放．；④出现裂缝以及黄土在水作
用下的软化；⑤土体中存在节理或不连续的结构面；⑥空隙水压
力增长；⑦小地质掏造；⑧环境影响。
（３）剪出口形成坡体突滑滑带不断发展．最终在剪出口贯
通，边坡变形过程中积蓄的能量在此突然释放．坡度陡、位置高的
边坡体以崩滑方式快速Ｆ滑，能量 坡体ｆｊ１』突然释放．导致滑体
前部破碎，后部结构、形态相对完整。 （１１）下卧层相对隔水，地表水入渗或沿裂隙灌入产生滑移破
坏 这种模式仅为滑坡的一个模式。黄上中存在相对隔水层，其
坡脚一些地段是相对隔水的泥岩、泥质砂岩及风化剥蚀面，相对黄
土而言，这些层位其渗透系数很小，如果层位较低．又有适当的水
源补给，则可能在这些层位之上形成黄土的饱和层。黄土的入渗
系数较小，一般为１０’～１０ ｍ１／Ｓ之间．黄土的役盖较厚．一般情
况 ，在降水过程中，不叮能人渗到达卜部相对隔水层．但是由于
张裂隙及一些大的空洞存在，在降水时地表水形成面流．会沿这些
裂隙、－ｆＬＮ直接灌入到达一定深度．加之地 水的侧向补给就会在
该处形成地Ｆ潜水或上层滞水，使黄上呈观流塑或软塑状态。这
样在坡体重力作用下就会沿着薄弱面产生滑动，使边坡破坏。
在黄土中产生滑动并不完全是一圆弧面，而足前郜为圆弧
面，后部追踪张裂破坏的上陡下缓的“Ｉ ”．形状其典型实例就是
绛帐黄上高边坡的破坏，实际上陕北许多滑坡也是这种类型。
２．２崩塌形成模式
（１）高边坡形成后暴露地表．受到各种外部营力的作用，使坡
形产生改变，最终下部形成反坡，如有不利的裂隙切割组合成块
体，最终将产生崩塌破坏。形成反坡的原因如Ｆ：①边坡坡脚附
近为古土壤层。②剪应力在坡脚集中．同时在坡脚形成较高的压
应力集中。③在坡脚附近．由于其处ｆ饱水带或潮湿带。在冬季
冻结，春季消融，反复进行．在坡脚形成 进的反坡；④地表水的
冲刷作用；⑤风化作用等。
反坡形成后，下部失去支撑，坡体应力会进一步调整。加快变
形，后缘裂隙张开，如果组合的块体一且形成，将产生崩塌。
（：）新黄土单一结构黄土高边坡，当地表水没有排水设施的。
大气降水或灌溉等地表水沿黄上垂直裂隙入渗，久而久之。形成
黄土洞穴，从而造成边坡崩塌破坏。
２．３坡面破坏模式
坡面破坏主要表现为冲刷、湿陷和剥落。冲刷受坡比控制。 坡比直接控制着汇水面积和地表面流的流速，坡面上体的移动与
水的厚度、流速及土粒的抗剪强度有关，一般情况下．坡面越大。
其汇流水的厚度越大．冲刷力越强，而坡面越陡．其水流流速越
大，因此．坡比似乎与坡面冲刷和稳定相互矛盾，也就是适当的坡
比是决定坡面冲刷的关键。
边坡愈缓愈稳定，但折学森教授在铜黄公路边坡做现场冲刷
实验。时发现．黄土边坡坡度不直太缓．舀则易受到冲刷；同时ｄ土
不宜太陡，否则易使降雨对坡面上裂隙、节理产生冲刷作用，产生
剥落或局部坍塌，他建议黄土边坡的坡度，一般以（】；０．４）～（】
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例析不稳定斜坡的变形破坏模式
例析不稳定斜坡的变形破坏模式
延安地处黄土丘陵沟壑，延河、洛河及其各级支流纵横交错，支毛沟密布，宏观地形极为破碎。每一条沟谷的形成和存在，都必然伴随着斜坡的出现，由此决定了斜坡在区内广泛分布的特点。区内斜坡多为黄土斜坡，其余为基岩斜坡。黄土质地疏松，工程地质性质软弱，垂直节理发育；基岩中垂直或近于垂直的节理裂隙十分发育，并与层面相交，从而导致基岩整体性很差。在这样的岩性构成条件下，不稳定斜坡大量存在，特别是在黄土沟谷源头、沟谷上游、基岩高陡斜坡、滑坡后缘滑壁、沟谷侵蚀岸等地带广泛分布，对人类的生命和财产安全造成威胁。因此，研究不稳定斜坡的变形破坏模式，有效的对其进行防治很有必要。
影响斜坡稳定性的因素十分复杂，其中最主要的有斜坡岩土类型及性质、地质结构、水文地质条件等。除此以外，还有岩石风化，地表水和大气水的作用、地震及人类工程活动等。这些因素综合起来可分为两大方面，即内在因素和外在因素。内在因素包括：斜坡岩土的类型和性质，岩土体结构等；外在因素包括：水文地质条件及地表水和大气的作用，岩石风化，地震以及人为因素等。对斜坡稳定性有影响的最根本因素为内在因素，它们决定斜坡变形破坏的形式和规模，对斜坡的稳定性起着控制作用。外在因素则只有通过内在因素才能对斜坡稳定性的变化起到促进作用，促使斜坡变形破坏的发生和发展。但是外在因素变化频繁，其作用有时很强烈，会成为斜坡破坏的直接原因。斜坡变形破坏实质就是斜坡内应力状态发生变化。
斜坡应力状态的变化，使原有的平衡被打破，局部应力集中超过了该部位岩体的容许强度，引起局部剪切错动，拉裂并出现小位移，但还没有造成整体性的破坏，这就是斜坡的变形。当斜坡变形进一步发展，破裂面不断扩大并互相贯通，使斜坡岩土体的一部分分离开来，发生较大位移，这就是斜坡的破坏。斜坡变形和破坏是斜坡失稳的两个阶段，它们是互相联系又是有区别的。前者以坡体中未出现贯通性的破裂断面为特点；而后者在坡体中已出现贯通性的破裂面，且使斜坡的一部分岩土体以一定的加速度发生位移。
高边坡滑坡机理分析及处治
高边坡滑坡机理分析及处治
发表时间：2018-06-04T17:12:32.983Z 来源：《基层建设》2018年第9期 作者： 张海军
[导读] 摘要：山区高速公路建设中，边坡稳定始终是困扰工程建设的重要议题，边坡一旦失稳，轻则中断道路交通，重则造成人员伤亡或重大经济损失，具有一定的社会负面影响。
嘉兴市水利水电勘察设计研究院 浙江嘉兴 314000
摘要：山区高速公路建设中，边坡稳定始终是困扰工程建设的重要议题，边坡一旦失稳，轻则中断道路交通，重则造成人员伤亡或重大经济损失，具有一定的社会负面影响。该文以某高速公路的高边坡滑坡为例，通过现场地质调绘、勘察、监测等措施综合确定：该滑坡
体属于具有多层滑面的复合型滑坡，裂缝包括后缘裂缝和侧缘裂缝，滑坡范围全长为３００ｍ且滑面均为弧形。研究结果显示：持续的强
降雨和地表水下渗导致滑坡体内静水压力提高和抵抗力降低是该滑坡发育的直接原因，滑坡的发展先后经历了边坡变形和边坡整体失稳两
个阶段。据此，利用抗剪强度试验指标、力学指标反算和已有工程经验取值确定抗剪强度指标，以滑面的最大剩余下滑力为主要依据，提
出采用设置抗滑桩为主体支挡结构并辅以深层排水盲洞的治理方案。
关键词：高边坡；滑坡机理；处治
1 研究区概况
华南地区某高速公路的K8+160-K8+515段某边坡是坡率为1：1.5的三级挖方边坡。边坡的每级坡高10m、平台宽度2m，加固防护措施为：一级边坡采用预应力锚索加固支护并保留坡脚挡墙，二级边坡采用人字形骨架防护，三级采用植草防护。自建设期以来，该边坡在
建设和运营期内先后发生了3次重要的大型滑塌，边坡变形和路基隆起的程度及范围均逐渐加剧且影响宽度约300m。
1.1地形地貌
该滑坡位于平原与山区的过渡地带，属于相对高差120m的构造剥蚀型丘陵地区。高速公路以深挖方路基的形式从山体坡脚通过，路基平行于自然山脊并距离下缓（坡角100}-280）上陡（280}530）的自然山坡下部约10m。
顺层高边坡的破坏机理分析及其处治方案
顺层高边坡的破坏机理分析及其处治方案
摘要：本文针对顺层边坡的处治方案，结合实际案例，在简要分析边坡变形破坏形成机理的基础上，提出顺层边坡处治的方案，以供参考。
关键词：顺层边坡；处治；边坡变形；框架锚杆
引言：
调查结果显示，我国很多高速公路施工年限比较长，受到技术指标偏低和外界因素的影响，工程病害愈发严重，安全隐患问题越来越突出，特别是边坡变形破坏是目前众多高速公路存在的主要安全隐患。但顺层边坡往往处于陡峭起伏，地质条件复杂多变的山区，大大增加了开挖防护的难度。基于此，本文以某顺层边坡滑坡形成机理为切入点，分析了顺层边坡处治的方案，希望对同类顺层边坡的防护质量方案制定要一定的参考和借鉴。
1、工程概述
K41+414高边坡原设计四级防护，高度为52m，边坡坡比为1：1.15，采用4mX3m框架锚杆防护，锚杆为φ25mm普通锚杆，第1~3排锚杆的长度为6.0m，第4~12排锚杆的长度为9.0m，第一级平台宽度为1.5m，设置了平台截水沟。
该斜坡地表上覆第四系全新统残坡积粉质粘土，厚度为0.5~1.0m，下伏三叠系下统夜郎组钙质页岩，岩层产状为341°∠41°，左侧边坡挖方最大高度为35.5m，钙质岩容易风化，导致边坡形成溜塌和垮塌，现对该路堑边坡坡面设框架锚杆防护，框架格梁现浇C25混凝土，横梁每隔14~16m设置一道伸缩缝，宽度为2cm，并用沥青麻絮进行填塞。具体断面图如图1所示：
图1 K41+414高边坡断面示意图
2、边坡变形破坏形成机理分析
2.1机理分析
边坡变形破坏由内部和外部因素共同作用的结果，研究表明，边坡岩层的稳定性主要受到岩层结构面产状、起伏度、粗糙度等特性的影响，也就是边坡变形破坏的内部因素。K41+414高边坡主要由薄厚层粗细砂岩组成，层理面和节理面相对比较光滑，而且岩层中普遍存在泥化夹层，具有很强的滑动性，在雨季或者受到外力影响下，就会发生严重的溜塌和垮塌现象。层面和坡面比较接近顺倾构造，并在坡脚出存在临空出露现象，岩体自重作用下，就会导致边坡塌滑现象。如果遇到连续强降雨天气，雨水渗入节理层，导致孔隙水压力剧增，岩体抗剪强度快速下降，会对边坡的稳定性造成严重影响，如果继续开挖，会导致岩体互滑移切出面和碎裂岩体的滑动面相互贯通，从而引发更加严重的整体失稳现象。
降雨入渗对黄土边坡破坏面的形成及滑动机理研究
・１４６・ 路基工程 Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１１年第５期（总第１５８期）
降雨入渗对黄土边坡破坏面的形成及滑动机理研究
吴海艳，郭抗美，王超
（河北工业大学土木学院，天津３００１３２）
摘 要：以甘肃一黄土滑坡为例，将流固耦合理论引入边坡的稳定分析，结合数值分析软件
ＦＬＡＣ，研究了边坡在不同降雨入渗深度下位移、速率的变化情况以及边坡破坏场的发展规律，提出
了以位移和速率为标准的边坡稳定性评价方法。结果表明：随着降雨的入渗，位移和速率有不断增大 的趋势，降雨入渗４ ｍ后，位移和速率显著增大，边坡破坏面处于贯通状态，坡体达到临界滑动速
率，直至推动整个坡体向下滑动而形成推移式滑坡。
关键词：黄土边坡；降雨入渗；流固耦合；数值差分法；滑动机理
中图分类号：Ｕ４１６．１ ３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—８８２５（２０１１）０５—０１４６—０４
０ 引言 滑坡是一种常见地质灾害，给人民的生命和财产 带来巨大损失，同时也对工程建设造成严重影响 ’ 。
随着我国经济建设步伐的加快，工程建设项目及其规 模的日益增加，与工程项目相关的边坡问题便显现出
来。如水利水电、高速公路、高速铁路及建筑工程 等。因此分析边坡的稳定性、改善边坡的性能及治理
失稳边坡等已是土木工程面临的重大问题 。 降雨入渗 ’ 诱发的滑坡不仅与降雨强度有关， 还与入渗深度，地表径流排泄条件、初始地下水位、
滑坡岩土体的渗透特性等因素关系密切 。降雨入渗 对边坡稳定的影响主要导致了边坡土体渗流场的变
化。从而引起边坡土体饱和区域厚度增加和非饱和区
域厚度减小；土体内孔隙水压力升高；土体地质吸力 减小和抗剪强度参数降低；土体质量增大 。导致土
坡的稳定性逐渐降低。 分析降雨入渗条件下边坡变形与失稳机理，探讨 变化规律，具有其理论和现实意义。
１研究思路
降雨导致边坡滑动是一个极其复杂的物理力学
过程 。它涉及饱和非饱和渗流理论和非饱和土体 抗剪强度理论 。在对黄土滑坡现场勘察、测试、
边坡的病害分析及防治建议
1 边坡的病害分析及防治建议
随着我国经济建设的快速进展，人类工程活动越来越频繁，规模越来越大。随着山区大路建设的进一步加快，边坡的开挖破坏了原有植被掩盖层，导致大量的次生裸地以及产生严峻的水土流失现象，造成生态环境的严峻失衡，甚至造成山体滑塌、滑坡及泥石流，给人民的生命财产带来巨大的损失。因此，边坡的防护是工程建设中不行逾越的一项重要任务，而制定出合乎实际状况的防护措施又是工程建设者面临的重要课题。
一、边坡的分类及其危害
“边坡”是指地球表面一切具有临空面的地质体。边坡的种类，按物质组成可分为岩质边坡和土质边坡；按人工改造程度，可分为自然边坡和人工边坡；按与工程的关系，分为工程边坡和非工程边坡；按边坡的稳定性分为稳定边坡、可能失稳边坡和失稳边坡等。
在山区大路建设过程中，不行避开地要大量开挖和填筑路基，形成大量的人工边坡。这些人工边坡在其形成过程中，岩土体内部原有的应力状态随着改造过程的进行而发生变化，引起应力的重新分布和应力集中等效应。有的边坡经过自身调整而稳定，形成稳定边坡；有的经过应力调整，不能达到平衡，而失稳发生倒塌、滑坡，形成失稳边坡。对失稳的大路边坡，我们必需经过肯定的工程措施，使其成为稳定边坡。
二、边坡的病害分为以下3类
1.滑坡。滑坡是斜坡的部分岩土体自然向下移动而形成。滑坡 2 按其引起滑动的力学特性来区分，可分为牵引式和推移式滑坡。牵引式滑坡是下部先滑动，使上部失去支撑而变形滑动，一般速度较慢，横向张性裂隙发育状。推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形，滑动速度较快，多见于有积累体分布的斜坡地段。在大路建设中，如因设计或施工不当，转变了原来斜坡的平衡状态，则可能引发工程新滑坡或工程复活古滑坡。
2.倒塌。所谓倒塌是整体岩土块脱离母体突然从较陡的斜坡上崩落下来，并顺斜坡猛烈翻转、跳动，最终堆落在山脚。它有突发性，危害较大。
黄土滑坡形成机理与防治措施探讨
黄土滑坡形成机理与防治措施探讨
王清 段亚刚
（陇东学院土木工程学院，甘肃 庆阳 745000）
摘要:作为黄土地区常见的地质灾害之一，黄土滑坡给国家和人民的生命财产、经济建设带来居大损失，研究其形成机理与防治措施具有重大的现实意义。通过系统研究黄土滑坡的形成条件、机理及防治措施，论文阐述了黄土滑坡形成的内在控制因素和外在诱发因素,分析了灌溉型黄土滑坡、暴雨型黄土滑坡、工程型黄土滑坡和地震型黄土滑坡的形成机理，总结了绕避、监测预报、简单工程处理、彻底根除滑坡灾害的滑坡防治方法，提出了改变滑坡几何形状、排水、支挡、斜坡内部加固等滑坡治理措施。
关键词:黄土滑坡；机理；防治
中图分类号：TU43 文献标识码：A
Discussion on formation mechanism and control measures of
loess landslide
WANG Qing DUAN Ya-gang
（College of civil Engineering，longdong University ， Qingyang，Gansu province）
Abstract: As one of the common geological disasters in loess area, the loess landslide for
countries and people bring significant loss of life and property and economic construction, to
study the formation mechanism and control measures is of great practical significance. Through
the system research of loess landslides forming conditions, mechanism and prevention measures,
分析边坡工程的破坏形式及其防治措施
分析边坡工程的破坏形式及其防治措施
在山区或沿海丘陵地区，公路工程在建设过程中，经常遇到岩质高边坡的问题，需要切实保证边坡工程的质量，避免其对于公路运营安全性的影响。但是，当前形式下，公路边坡工程受各种因素的影响，容易出现破坏和病害，从而使得整个公路的可靠性和安全性受到影响。因此，需要采取必要的措施，对其进行防治，保障公路的运营安全。
1 边坡工程的破坏形式
对于公路的边坡工程而言，其破坏形式是多种多样的，主要是由边坡自身的岩土体结构和性质所决定的。一般情况下，公路边坡可以分为土质边坡和岩质边坡两种。土质边坡一般分布在平原、河流沿岸和沿海地区，相对较为广泛，而其土层的结构使得其稳定性相对较差，容易受到外因或内力作用的影响，产生破坏，其基本破坏形式是滑坡，包括直线型滑动和圆弧形滑动；岩质边坡主要分布在山区，相对于土质边坡而言，其强度更高，稳定性也更好，但是受岩石类型、结构、岩层走向以及应力作用的影响，同样会产生破坏，其基本的破坏形式是崩塌和错落，包括圆弧破坏、平面破坏等。
2 边坡工程的病害类型
2.1 风化
风化，是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化，从而在原地形成松散堆积物的全过程。对于边坡工程而言，风化剥落可以说是最为常见的病害类型，其病害程度受岩石质地的影响，如果质地相对坚硬，则剥落缓慢，反之，则剥落迅速，更加严重。通常情况下，风化剥落病害对于公路的安全并没有太大的影响，但是如果没有及时进行处理，使得风化程度不断加深，会导致边坡岩体遭到严重破坏，最终影响公路的稳定性和行车安全。
2.2 滑坡
滑坡，是指边坡的局部稳定性遭到破坏，在重力和公路承载力的共同作用下，岩体或其他碎屑会沿一个或多个破裂滑动面，向下做整体滑动行为。产生滑坡的原因不仅仅是重力作用，还包括地下水和人为活动的影响。一般情况下，滑坡需要经过蠕动变形、滑动破坏以及稳定三个阶段，滑动速度较慢，但是也不排除高速滑动的现象。按照滑坡的滑动速度，可以将其分为蠕动型滑坡、慢速滑坡、中速滑坡以及高速滑坡。
花子村黄土滑坡稳定性及变形机理研究
第３期（总第２１６期） 山西交通科技 Ｑ 生 旦 ￡ 堡 垦 ＣＨＮＯＬＯＧＹ ｏｆ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＮＯ－３ ｌｕｎｅ
花子村黄土滑坡稳定性及变形机理研究
宋 飞
（山西省交通科学研究院，山西 太原０３０００６）
摘要：伴随着全省交通事业的发展，高速公路的建设不可避免要穿越滑坡区，对花子村黄
土滑坡的稳定性和变形机理作了分析，对黄土质滑坡做出详尽的勘察和预测。提出合理处治措
施，对保证高速公路安全、有效运营，具有重要的意义。
关键词：黄土；滑坡；基本；特征；工程；效应；防治；措施
中图分类号：Ｕ４１８．５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－３５２８（２０１２）０３－０００９－０３
本文以岢临高速公路花子村２号滑坡为例，探
讨黄土滑坡变形破坏机理，分析其稳定性及防治措
施，对黄土滑坡的治理具有一定的指导意义。
１滑坡的基本特征
花子村２号滑坡场区地形起伏不平，地面标高
最大值１ ２４１．２１ ｍ，最小值１ １３３．５７ ｉｎ，地表最大相
对高差为１０７．６４ ｍ。滑坡区所处地貌类型按成因及
形态为剥蚀侵蚀的黄土丘陵沟壑区，上覆为风积、坡
积成因的黄土梁。滑坡体的平均长度为１７１．０ ｍ，平
均宽度为４９６．１ ｍ，厚度为１５．６ ＩＴＩ，体积为１３２．３×
１０４ ｍ，，为大型滑坡。滑坡整体为台阶状或方形，滑
面呈圆弧形，左侧及剪出口有深切冲沟。滑坡后缘高
程为１ ２３４．５ １＇Ｉ１，剪出口高程为１ １６１．９ ｍ，最大落差
为７３．３ ｍ，地面坡率为２３。，滑面坡率为３８。，主
滑方向的滑面轴向为１００。。
滑坡上部被改造为农田，可见小落水洞，后壁为
高近２０ ｍ的边坡，滑坡侧缘可见冲沟及落水洞，因
错落下滑形成局部隆起或残留岩体并形成多级错落
平台、负地形及落水洞等，且比较破碎，因推移及进
出形成滑舌，剪出口的砂岩层中发育有一滑坡泉，地
表剥离破碎，改造严重。
２滑坡的工程地质条件
滑坡的变形破坏行为与内在机理
- 1 - 滑坡的变形破坏行为与内在机理
随着城市化和工业化的迅速发展，人类对自然环境的破坏越来越严重。其中，滑坡是一种常见的自然灾害，给人们的生命财产造成了严重的威胁。滑坡的变形破坏行为与内在机理是一个复杂的问题，需要深入探讨。
一、滑坡的定义和分类
滑坡是指地表土层或岩石沿一定倾角发生整体性的移动，导致地形形态发生改变的现象。根据滑坡的运动方式和形态特征，可以将其分为滑动型、倾斜型、蠕变型、流动型、岩体滑坡等多种类型。
二、滑坡的成因
滑坡的成因非常复杂，主要与地质构造、地形地貌、水文地质条件、人类活动等因素有关。其中，地质构造是滑坡形成的基础，地形地貌和水文地质条件是滑坡形成的外部条件，人类活动则是滑坡形成的重要诱因。
地质构造是滑坡形成的基础，地形地貌和水文地质条件是滑坡形成的外部条件，人类活动则是滑坡形成的重要诱因。
三、滑坡的变形破坏行为
滑坡的变形破坏行为主要表现为滑坡体的移动和变形。滑坡体的移动是指滑坡体在地形倾角的作用下发生整体性的滑动、倾斜、蠕变或流动，导致地表形态的改变。滑坡体的变形是指在移动过程中，滑坡体内部发生的各种变形，如拉伸、挤压、剪切等。
四、滑坡的内在机理 - 2 - 滑坡的内在机理与滑坡体的力学性质密切相关。滑坡体的力学性质受到地质构造、岩土材料、水文地质条件等多种因素的影响。其中，地质构造是滑坡体力学性质的基础，岩土材料是滑坡体力学性质的重要因素，水文地质条件则对滑坡体的力学性质产生了重要影响。
滑坡的形成需要具备一定的条件，如地质构造、地形地貌、水文地质条件等。在这些条件的共同作用下，滑坡体会出现一定程度的移动和变形，最终导致地表形态的改变。因此，研究滑坡的变形破坏行为和内在机理对于预测和防范滑坡灾害具有重要意义。
五、滑坡的防治措施
为了防止滑坡的发生，需要采取一系列的防治措施。其中，最基本的措施是加强对滑坡区域的监测和预警，及时发现滑坡体的变形和移动，从而采取有效的措施进行防治。此外，还可以采取加固措施，如加固滑坡体的基础、设置排水系统、进行植被覆盖等。
滑坡地段路堑高边坡变形破坏模式及机理研究
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滑坡地段路堑高边坡的变形对工程建设的危害,早已为人们所重视。在工程中,通常将路堑边坡高度大于30m的列为高边坡。高边坡的变形形成条件、变形机理研究无疑是高边坡变形研究的基础所在。如果要真正对边坡的稳定性作出符合于客观实际的正确评价,并提出相应合理的边坡变形的防治措施,则必须对己形成之变形边坡进行多方面的解析研究,真正了解边坡变形的形成条件及变形机理。1滑坡地段路堑高边坡变形破坏模式分析1.1路堑高边坡的类型本文结合我国高速公路的实际情况,将路堑高边坡进行分类,根据其不同的坡体结构,变形原因,将其划分为四种类型:顺倾层状岩石高边坡、近水平层状岩石高边坡、堆积层滑坡地段高边坡、高填方路堤边坡;另外依据岩性组合、岩体结构也可将其划分为:硬质岩路堑高边坡、软质岩路堑高边坡、不良地质路堑高边坡。滑坡地段的路堑高边坡属于不良地质路段高边坡,这些路段的共同特点是:组成路堑边坡均为滑体物质,结构松散,岩体破碎,岩土强度低,富水性好,滑带土经多次滑动后其抗剪强度已接近残余强度。1.2影响路堑高边坡稳定性的主要因素边坡是一个复杂的开放系统,在其变形破坏的过程中不断与周围环境进行物质和能量交换。路堑高边坡的稳定性与特定的自然环境和区域工程地质条件关系密切,而不同类型的路堑高边坡,其空间分布特点,又取决于特定的地质地貌条件和人类工程活动的方式和影响程度。对于某一边坡,其变形发生和发展的每一个阶段,常有几个条件和因素起主导作用。所以在分析和研究路堑高边坡时,应尽量找出起主导作用的条件和因素,以利于分析判断边坡的发展阶段,稳定程度,并制定正确的防治措施。1.2.1路堑高边坡的工程地质特性工程地质特性是路堑高边坡稳定与否的内在条件,工程地质条件又取决于以下因素:地层岩性、地质构造、边坡岩体的风化程度、地形地貌和水的作用。1.2.2路堑边坡的设计情况路堑边坡的设计情况是路堑边坡稳定与否的外在条件。它包括边坡的高度、坡率、支护结构物的形式与规模。这些设计的不同组合往往有着不同的稳定性,现在的设计多数是在长期实践中总结的一套大体上适合工程要求的设计组合。3施工方法及工艺及其它施工方法及工艺的选取,对路堑边坡的稳定性也有很大影响。应结合不同类型的边坡慎重选择合理的施工方法及工艺。其它主要指一些次要的外在条件,如边坡的植被发育情况,上部荷载情况和一些临时工程选择等。它们对边坡的稳定性均有一定的影响。1.3路堑高边坡的变形破坏模式路堑高边坡的变形破坏模式取决于堑坡岩体的工程地质条件。路堑边坡的破坏模式因划分依据的不同可能有很多类型,为便于稳定性计算的方便,依据破坏面的形态可以将其划分为四种类型,即平面破坏、楔体破坏、圆弧破坏和折线破坏。1.3.1平面破坏路堑边坡沿一倾向与路线走向大致平行的软弱结构面滑动或错落破坏。这一软弱结构可以是层面、节理、断层面,也可以是土石界面。发生平面破坏的条件是:①结构面走向与路线平行或接近平行。②破坏面必须在边坡出露,或者是在路基面以下2m以内,同时结构面的倾角必须小于坡面的倾角。③破坏面的倾角大于该面的摩擦角。④岩体必须存在对滑动仅有很小阻力的陡倾、贯通节理面,它控制了滑动的侧界。1.3.2楔体破坏当两个或多个不连续面的走向斜交坡面,其交线在坡面上出露时,如果此交线的倾角显著大于摩擦角,则位于此两个(或多个)不连续面上的岩石楔体将沿交线下滑。楔形破坏多属于块裂结构岩体中的变形破坏模式。由于控制边坡变形破坏的结构面(节理)延伸不长,楔体破坏的规模一般都不大。这种破坏模式一般多发生在硬质岩石高边坡,因为硬质岩石高边坡整体虽稳定,但局部有时会出现楔体破坏。1.3.3圆弧破坏路堑边坡沿一弧面或近似弧线的折线产生滑动破坏。圆弧破坏发生于土质边坡和节理裂隙非常发育的碎裂、散裂岩体结构的路堑边坡中。圆弧破坏的发生条件是当土体或岩体的单个颗粒与边坡尺寸相比是极其小,且滑动面的剪切力大于其抗剪强度。土质边坡和软质岩边坡往往以这种模式变形破坏。1.3.4折线破坏这种破坏相对比较复杂,岩土中有多层倾向临空面的软弱层,不同成因的地层接触面或风化程度不一样的界面、两组或多组裂面的组合等,均可产生折线变形。2路堑高边坡变形破坏机理研究通过大量的工程实际研究,总结出典型高边坡的变形破坏机理主要有以下三种。滑移—拉裂—剪断三段式机理所谓边坡变形破坏的滑移—拉裂—剪断三段式模式是指边坡的变形破坏具有分三段发育的特征,即下部沿近水平或缓倾坡外(内)结构面蠕滑、后缘拉裂、中部锁段剪断。这类边坡的变形破坏机理主要表现在以下几个阶段性过程中:①边坡形成过程中。②坡体在自重应力的长期持续作用和驱动下。③当后缘拉裂加深到某一深度时,锁固段的应力积累将使这部分岩土体进入累进性破坏阶段,并最终剪断锁固段岩土体,发生突发性破坏,形成高速滑坡。2.2“挡墙溃屈”机理这类边坡变形失稳机理的基本特征是:边坡整体结构较为松驰(如强、弱风化带),但在边坡下部或中下部存在局部完整性和强度均很高的“刚性”地质体,后者在整个边坡中,实际上起到了类似挡土墙的作用,它承担和“挑住”了因上部坡体变形而传递下来的巨大“推力”,如同通常意义上的“锁固段”一样,起到了维系边坡整体稳定的关键作用。随着边坡变形的进一步发展,“锁固段”最终会因为应力的过量累积而产生突发性的破坏,形成高速滑坡。2.3阶梯状蠕滑—拉裂机理阶梯状蠕滑—拉裂通常见于受平行边坡陡、缓两组结构面控制的高边坡中,是一种与平面滑动相近的变形破坏模式。在这种情况下,缓裂通常构成蠕滑段,陡裂构成拉裂段,蠕滑面整体呈陡一缓相接的阶梯状或台阶状[1]。3本文涉及的路堑高边坡变形破坏模式及机理分析3.1广西都南高速公路K223+410～+570段滑坡的坡体结构及变形模式3.1.1该滑坡的坡体结构该滑坡自上而下可分为三级,滑坡为一大型堆积层滑坡,滑坡体的堆积层组成物质复杂,总体上从前向后堆积层的分布如下:后级滑坡滑体物质主要以崩积层——块、碎石土为主,坡积的碎石土次之。坡面有大量孤石分布,均为陡壁上厚层砂岩崩坡积的结果。中级滑坡滑体物质是坡残积为主的粘土和碎石土为主,局部夹有洪积层,由于滑坡的多次滑动和物质来源的差异使得该级滑坡的堆积层没有统一的成层性。深层滑带并没有完全沿基岩顶面发育,而是在基岩顶面的残积层内部产生滑带,首先这与当地岩石的风化产物有关,泥岩风化而成的黏土是产生滑带的基础;其二残坡积层与洪积层的分界线一般是滑带形成的地方;第三浅层滑坡一般是崩坡积层成因的粘砂土层沿下伏的洪积成因的黏土层形成,其组成物质为碎石土、砂粘土和粘砂滑坡地段路堑高边坡变形破坏模式及机理研究