【正文】 第九章斜坡巖 (土 )體穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析 ? 基本概念及研究意義 ? 斜坡巖 (土 )體穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分折涉及兩個(gè)方面的任務(wù)。 ? 一方面要對(duì)斜坡的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)； ? 另一方面要為設(shè)計(jì)合理的人工邊坡以及制定有效整治措施提供依據(jù)。 崩塌、滑坡名稱 發(fā)生日期 方量（ 104m3） 運(yùn)動(dòng)速度 最大運(yùn)動(dòng)距離（ m） 死亡人數(shù) 斜坡類型 ① 誘發(fā)因素 鹽池河崩塌 （湖北） 100 34 m/s （最大值） 400 284 平緩層狀，軟弱基座 地下采礦 鐵西滑坡 （四川，成昆線） 220 4m/h (平均值） 70 中傾外層狀體，老滑體局部復(fù)活 地面采石 渡口灰?guī)r礦山滑坡 （四川，攀枝花） 0 416 （平均值） 220 中傾外層狀體斜坡 地面采石 四川盆地西部 暴雨滑坡 1981. 7月， 9月 數(shù)百個(gè)，單個(gè)滑坡方量大多小于 100萬(wàn) m3 5 m/s177。 100 177。 約 10人 多種類型層狀體斜坡 暴雨（數(shù)十年一遇，暴雨強(qiáng)度＞200mm/d） 雞扒子滑坡 （四川，長(zhǎng)江云陽(yáng)） 4 1500 3－ 10 m/min 150－ 200 變角傾外層狀體斜坡，老滑坡局部復(fù)活 暴雨 灑勒山滑坡－碎屑流 （甘肅） 3000－ 4000 32 m/s （最大值） 900 237 平緩層狀體斜坡 新灘滑坡 （湖北，長(zhǎng)江新灘） 2 3000 10 m/s 80 老滑坡復(fù)活 馬家壩滑坡 （湖北，姊歸） 6 2400 中速 數(shù)十米 緩傾外層狀體斜坡，老滑坡復(fù)活 暴雨 西寧滑坡－碎屑流 （四川，巫溪） 0 700 18－ 50 m/s 800 26 傾內(nèi)層狀體斜坡，軟弱基底 溪口滑坡－碎屑流 （四川，華鎣山） 0 20 20－ 30 m/s 1500 221 傾內(nèi)層狀體斜坡 暴雨 昭通滑坡－碎屑流 （云南，金沙江支流） 3 1500－ 2022 75m/s（平均） 4500 216 傾外層狀斜坡 暴雨 表 9－ 1 我國(guó) 80年代重大崩、滑災(zāi)害事件 ① 斜坡結(jié)構(gòu)類型分類原則相見 。 ? 斜坡巖體應(yīng)力分布特征 斜坡應(yīng)力場(chǎng)的基本特征 (1)由于應(yīng)力的重分布，斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。無(wú)論是在重力場(chǎng)條件下，還是在以水平應(yīng)力為主的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件下，其總的特征表現(xiàn)為愈靠近臨空面，最大主應(yīng)力愈接近平行于臨空面，最小主應(yīng)力則與之近于正交 (圖 9— 2下 )。 ? (2)由于應(yīng)力分異的結(jié)果，在臨空面附近造成應(yīng)力集中帶。但坡腳區(qū)和坡線 (斜坡面與坡頂面的交線 )區(qū)情況有所不同。 ? 坡腳附近最大主應(yīng)力 (相當(dāng)于臨空面的切向應(yīng)力 )顯著增高，且愈近表面愈高 (圖 9— 2下 )；最小主應(yīng)力 (相當(dāng)于徑向應(yīng)力 )顯著降低，于表面處降為零，甚至轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力。因而，這一帶是斜坡中應(yīng)力差或最大剪應(yīng)力最高的部位，形成一最大剪應(yīng)力增高帶，通常是斜坡中最容易發(fā)生變形和破壞的部位，往往因此而產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面 (參見圖 3— 29)。 圖 9－ 2 用有限元解出的位移跡線圖（上）和主應(yīng)力跡線圖（下） （ a）重力場(chǎng)條件（ N＝ ）；（ b）以水平應(yīng)力為主的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件下（ N＝ 3） ? 坡緣附近，在一定條件下，按面的徑向應(yīng)力和按頂面的切向應(yīng)力可轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力，形成一張力帶 (圖 9— 3)。因而，這些部位的巖體容易被拉裂形成與波面近于平行的拉裂面 (參見圖 3— 29)。 ? (3)與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系，坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原先的直線變?yōu)榻茍A弧線，弧的下凹面朝著臨空方向。 ? (4)坡面處由于徑向壓力實(shí)際等于零，所以實(shí)際上處于單向應(yīng)力狀態(tài) (不考慮斜坡 ? 走向方向的 σ2 時(shí) )，向內(nèi)漸變?yōu)閮上蚧蛉?(考慮σ2 時(shí) )狀態(tài)。 ? 影響斜坡巖體應(yīng)力分布的主要因素 ? 原始應(yīng)力狀態(tài)的影響 ? 巖體的原始應(yīng)力狀態(tài)中，水平剩余應(yīng)力的大小對(duì)坡體應(yīng)力狀態(tài)的影響尤為顯著。它不但使主應(yīng)力跡線的分布形式有所不同 (圖 9— 2下 )，而且明顯地改變了各應(yīng)力值的大小，尤其對(duì)坡腳應(yīng)力集中帶和張力帶的影響最大。 ? 在坡腳區(qū)，根據(jù)圖 9— 2可見，坡底的切向應(yīng)力最大值約相當(dāng)于原始水平應(yīng)力的三倍左右。當(dāng)有側(cè)向水平應(yīng)力時(shí)，該值成倍增高，如當(dāng) σ L＝3ρgh 時(shí)，該值可達(dá) 710ρgh ，與 σ L=0的情況相比，相差十分懸殊。 圖 9－ 3 斜坡張力帶分布狀況 及其與水平剩余應(yīng)力（ σ L）、 坡角（ β ）關(guān)系示意圖 （據(jù) Stacey， 1970） 圖 9－ 4 坡角最大剪應(yīng)力與坡腳和坡 底寬（ W）關(guān)系圖解 （據(jù) Stacey， 1970） ? 斜坡的變形與破壞 ? 斜坡形成過(guò)程中，由于應(yīng)力狀態(tài)的上述變化，斜坡巖 (土 )體特發(fā)生不同方式、不同規(guī)模和不同程度的變形，并在一定條件下發(fā)展為破壞。 斜坡破壞系指斜坡巖 (上 )體中已形成貫通性破壞面時(shí)的變動(dòng)。 ? 而在貫通性破壞面形成之前，斜坡巖體的變形與局部破裂，稱為斜坡變形。 ? 斜坡中已有明顯變形破裂跡象的巖體，或已查明處于進(jìn)展性變形的巖體，稱為變形體。 ? 被貫通性破壞面分割的斜坡巖體，可以多種運(yùn)動(dòng)方式失穩(wěn)破壞，如滑落、崩落等。破壞后的滑落體 (滑坡 )或崩落體等被不同程度地解體。但在特定的自身或環(huán)境條件下，它們還可繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，演化或轉(zhuǎn)化為其他運(yùn)動(dòng)方式，稱為破壞體的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。 ? 斜坡變形、破壞和破壞后的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，分別代表了斜坡變形破壞的三個(gè)不同演化階段。 ? 斜坡變形的主要方式 ? 斜坡變形實(shí)際上在其形成過(guò)程中即已發(fā)生，表現(xiàn)為 卸荷回彈 和 蠕變 兩種主要方式。 ? 卸荷回彈 (unloading rebund)是斜坡巖體內(nèi)積存的彈性應(yīng)變能釋放而產(chǎn)生的。在高地應(yīng)力區(qū)的巖質(zhì)斜坡中尤為明顯。成坡過(guò)程中斜坡巖體向臨空方向回彈膨脹 (參見圖 9— 2上 )，使原有結(jié)構(gòu)松弛；同時(shí)又可在集中應(yīng)力和剩余應(yīng)力作用下，產(chǎn)生系列新的表生結(jié)構(gòu)面 (參見圖 3— 29)，或改造一些原有結(jié)構(gòu)面。 ? 在此過(guò)程中當(dāng)然也包含有蠕變，但是它是由巖體中積存的內(nèi)能作功所造成的，所以一旦失去約束的那一部分內(nèi)能釋放完畢，這種變形即告結(jié)束，大多在成坡以后于較短時(shí)期內(nèi)完成。 ? 斜坡中經(jīng)卸荷回彈而松弛，并含有與之有關(guān)的表生結(jié)構(gòu)面的那部分巖體，通常稱為 卸 ? 荷帶。 它的發(fā)育深度與組成斜坡的巖性、巖體結(jié)構(gòu)特征、天然應(yīng)力狀態(tài)、外形以及斜坡形成演化歷史等因素有關(guān)。卸荷帶也是斜坡中應(yīng)力釋放的部位，相當(dāng)于應(yīng)力的降低帶。一般情況下，卸荷帶愈深，應(yīng)力集中帶也分布得愈探。 ? 斜坡的蠕變是在坡體壓力 (以自重應(yīng)力為主 )長(zhǎng)期作用下發(fā)生的一種緩慢而持續(xù)的變形，這種變形包含某些局部破裂，并產(chǎn)生一些新的表生破裂面。坡體隨蠕變的發(fā)展而不斷松弛。瓦伊昂滑坡失事前三年開始的長(zhǎng)期觀測(cè)，已發(fā)現(xiàn)該區(qū)有蠕變跡象。 ? 1963年春季以前，大致保持等速蠕變，同年春季、夏季測(cè)得的位移速率為 ／ d左右。 ? 9月 18日連續(xù)大雨后，位移速度逐日迅速增大直至滑坡發(fā)生。蠕變波及范圍可以相當(dāng)大， ? 斜坡破壞基本類型 ? 斜坡破壞的分類，國(guó)內(nèi)外已有許多不同的方案。近年來(lái)，國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì) (IAEG)滑坡委員會(huì)建議 (D． M． Cruden， 1989)采用瓦思斯的滑坡分類 (D． Varnes， 1978)作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方案。分類綜合考慮了斜坡的物質(zhì)組成和運(yùn)動(dòng)方式。按物質(zhì)組成分為巖質(zhì)和土質(zhì)斜坡；按運(yùn)動(dòng)方式劃分為崩落 (塌 )(faIls)、傾倒 (topples)、滑動(dòng)(落 )(slides)、側(cè)向擴(kuò)離 (1ateral spreads)和流動(dòng) (flows)等 5種基本類型。還可組合成多種復(fù)合類型，如崩塌 — 碎屑流、滑坡 — 泥石流等。 ? 瓦恩斯的分類實(shí)際上是將斜坡變形、破壞和破壞后的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)三者綜合在一起。如分類中的“ 流動(dòng) ” 包括了斜坡巖體的蠕變 (creep)，又包括了碎屑流 (debris flow)和泥流 (mud flow)等。前者屬斜坡變形，實(shí)際上斜坡發(fā)生滑坡、崩塌等破壞之前，都可能經(jīng)歷過(guò)蠕變；后者作為一種與斜坡破壞相聯(lián)系的現(xiàn)象，則大多是由崩塌或滑坡體在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)展而成的運(yùn)動(dòng)方式。又如分類中的 “ 傾倒 ” ，