邊坡穩定

邊坡岩、土體在一定坡高和坡角條件下的穩定程度。按照成因邊坡穩定性,邊坡分為天然斜坡和人工邊坡兩類,後者又分為開挖邊坡和堤壩邊坡等。按照物質組成,邊坡分為岩體邊坡、土體邊坡,以及岩、土體複合邊坡3種。按照穩定程度,分為穩定邊坡、不穩定邊坡,以及極限平衡狀態邊坡。

邊坡穩定

正文

自然邊坡或人工邊坡保持安全穩定的條件和能力。這兩類邊坡的岩土體在各種內外因素作用下逐漸發生變化,坡體應力狀態也隨之改變,當滑動力或傾覆力達到以至超過抗滑力或抗傾覆力而失去平衡時,即出現變形破壞,造成災害或威脅建築物安全。山坡變形破壞是相當普遍的一種自然災害;大規模工程開挖邊坡或大型水庫岸坡的安全穩定問題也很突出。中國的高山深谷和地質複雜地區,山坡失穩現象時有發生,水利部門將其列為工程地質或環境地質重要課題之一。許多國家和地區都很重視這方面的勘測與研究,國際工程地質協會也設定滑坡及其他塊體滑動專門委員會,從事學術交流和促進工作。
破壞類型 主要有鬆弛蠕動、崩塌和滑坡三種及其他過渡型或複合型等。①鬆弛蠕動:山坡在形成過程中,先是岩土體向臨空方向產生回彈變形和大致平行於山坡的卸荷裂隙,形成一定深度的松弛卸荷帶,並使此帶岩土體強度降低、滲透性增大,各種風化營力更易侵入。繼在重力作用下,使岩土體向臨空面產生彎曲或彎折,以至傾倒、鬆動等緩慢蠕動變形現象。蠕動變形往往是破壞的先兆,可導致急劇崩塌或滑坡。②崩塌:陡崖上部被高傾角裂隙切割的岩土體,突然滾落堆積於坡腳的現象。規模大的又稱山崩。崩塌還可發生於:陡坡下部存在軟弱岩層並產生塑性蠕變,導致上部沉陷、滑移以至崩塌;坡體下部有洞穴或採掘空間,使岩體塌陷並將臨空一側的岩體擠出而潰散崩塌。崩塌衝擊力強,往往造成交通斷絕、河道堵塞以及人員傷亡、財產損失等災害。如1933年中國四川疊溪發生山崩,堵塞岷江幹流,形成迄今猶存的堰塞湖。③滑坡:邊坡岩土體沿貫通的剪下面向臨空一側發生整體滑動的現象。滑坡是分布廣、危害大的一種邊坡破壞形式,在或陡或緩的斜坡,不同結構的各類岩土體均可發生。產生過滑坡的地段,往往出現獨特的地貌形態,可作為鑑別滑坡的標誌。滑坡分類較多,按力學特性可分為牽引式和推動式滑坡;按岩體結構特徵可分為均質滑坡、順層滑坡和切層滑坡;按滑動面埋深或滑體厚度,可分為淺層滑坡、中層滑坡和深層滑坡。滑坡體積大小不一,大型的一般可達1億m3左右。
影響因素 屬於岩土體本身的主要有:①坡高與坡形。高陡山坡一般比低緩的易於變形破壞;凸形坡的穩定性比凹形坡要差。②岩土體的強度與結構。當土體的內摩擦角小於斜坡坡角時即不穩定;當岩體存在順坡向的軟弱結構面,其傾角小於斜坡坡角並在坡面出露時,易產生順層滑動。③地下水作用對山坡穩定影響很大而且複雜。當地下水位抬升時,坡體內孔隙水或裂隙水的水壓力增強,有效應力隨之降低;還可使岩土體性狀惡化,抗剪強度削弱,導致山坡變形破壞。影響山坡穩定的外部因素主要有:①河流、水庫、湖泊與海洋等水流對坡腳的沖淘和浪襲作用;②連續暴雨或河、湖、水庫水位驟然升降;③地震、雪崩及凍融作用;④人為因素,如施工爆破、削斷坡腳、增加坡體上部荷載、施工方法不當以及天然植被遭受破壞等,均可促使邊坡失穩。一個地區的邊坡失穩或塌滑體的形成,往往是上述內、外影響因素中的某幾種因素的綜合作用,並由其一二種因素誘發產生。
評價方法 大致有定性分析和定量計算兩類。定性分析是對所在地區的地質條件和影響因素以及山坡變形破壞的跡象和特徵進行調查、 勘探、 試驗與觀測,結合已有山坡變形破壞的實例或經驗,通過工程地質類比分析與研究,對所在地區的邊坡穩定性作出定性評價和預測。定量計算是採用岩土力學的理論公式,選定適當的邊界條件和計算參數進行穩定計算,從而得出定量的評估。由於邊界條件和計算參數受複雜地質條件所控制,一般只有依靠定性分析和相似經驗來確定,所以這兩種方法又要密切配合,才能得出比較符合實際的成果。近幾年來,物理模型和數學模擬試驗在山坡穩定性評價方面已得到推廣套用;山坡變形的長期觀測工作對評價和預測邊坡穩定性也日益受到重視。捷克斯洛伐克、蘇聯、美國等國已建立全國的或地區的山坡穩定信息資料庫或資料庫,並對重點山坡開展動態監測工作和採取有效的防治措施,以避免或減輕可能發生的重大災害。

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