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浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施

浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施
浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施

浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施斜坡在各种内、外地质营力作用下,不断地改变着坡高和坡角,使坡体内应力分布发生变化。当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时,就产生了斜坡的变形破坏作用。尤其是大规模的工程建设.使自然斜坡发生急剧变化。斜坡的稳定程度也变化极大,往往酿成灾害。斜坡的变形与破坏,实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。

由于斜坡变形破坏,给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约,斜坡地质灾害分布广泛,活动强烈,危害严重。因此了解斜坡变形破坏产生的原因和主要类型以及其防治措施对于我们土木工程专业的学生显得尤其重要。

1斜坡变形破坏的类型(The type of slope deformation and failure)

斜坡的变形与破坏,可以说是斜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,它们是一个累进破坏过程。这个过程对天然斜坡来说时间往往较长,而对人工边坡来说时间则较短暂。

1.1斜坡变形(Slope deformation)

斜坡变形按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种型式。

1.1.1拉裂(Tensile crack)

在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内,形成的张裂隙变形型式称拉裂。这种现象在由坚硬岩土体组成的高陡斜坡坡肩部位最常见,它往往与坡面近乎平行(见图一),尤其当岩体中陡倾构造节理较发育时,拉裂将沿之发生、发展。

拉裂的空间分布特点是:上宽下窄,以至尖灭;由坡面向坡里逐渐减少。

拉裂还有因岩体初始应力释放而发生的卸荷回弹所致,这种拉裂通常称为卸荷裂隙。

拉裂的危害性是:岩土体完整性遭到破坏;为风化营力深入到坡体内部以及地表水、雨水下渗提供了通道。它们对斜坡稳定均是不利的。

图一斜坡拉裂示意图

1.1.2蠕滑(Creep slip)

斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形称蠕滑。蠕滑发生的部位,在均质岩士体中一般受最大剪应力迹线(见图二)控制,而当存在软弱结构面时,往往受缓倾坡外的弱面所控制。当斜坡基座由很厚的软弱岩土体组成时,则坡体可能向临空方向塑流挤出,称之为深层蠕滑。

当坡体内各局部剪切面(蠕滑面)贯通.且与坡顶拉裂缝也贯通时,即演变为滑坡。

蠕滑往往不易被人们察觉,因为它不像拉裂变形那样暴露于地表,一般均产生于坡体内。所以要加强监测,并采取措施控制蠕滑,使之不向滑坡方向演化。

图二均质土坡蠕滑分析图

∏1∏2—最大剪应力

∏1’—潜在滑动面

∑△—斜坡边缘分界面处的变形值

D—潜在滑动面以上的坡体厚度

∑h—坡顶沉降量

1.1.3弯曲倾倒(Bend toppling)

由陡倾板(片)状岩石组成的斜坡,当走向与坡面平行时,在重力作用下所发生的向临空方弯折倾倒的特征是:弯折角20°-50°;弯折倾倒程度由地面向深处逐渐减小,一般不会低于坡脚高程;下部

岩层往往折断.张裂隙发育.但层序不乱,而岩层层面间位移明显;沿岩层面产生反坡向陡坎。

弯折倾倒的机制,相当于悬臂梁在弯矩作用下所发生的弯曲。

弯折倾倒发展下去,可形成崩塌、滑坡。

1.2 斜坡破坏(Slope destruction)

斜坡破坏的型式主要为崩塌、滑坡和泥石流。

1.2.1崩塌(Collapse)

斜坡岩上体被陡倾的拉裂面破坏分割,突然脱离母体而快速位移,翻滚、跳跃和坠落下来,堆于崖下,即为崩塌。按崩塌的规模,可分为山崩和坠石。按物质成分,又可将崩塌分为岩崩和土崩。

1.2.1.1崩塌的特征(Collapse features)

一般发生在高陡斜坡的坡肩部位;质点位移矢量铅直方向较水平方向要大得多;崩塌发生时无依附面;往往是突然发生的,运动快速。

1.2.1.2崩塌产生的条件(The conditions of the collapse)

(1)地形地貌条件(Terrain conditions)

地貌条件包括坡度和坡地相对高度,其中坡度对崩塌的影响最为明显。崩塌作用常发生在坡度很陡的斜坡地带。

(2)地质条件(Geological conditions)

岩石中的节理、断层产状和岩性等都对崩塌有直接影响。在节理发育、构造破碎的坚硬岩层上,特别是具有垂直节理的脆性块状结构的岩层上,容易发生崩塌。斜坡为顺向坡,当地层倾角小于山坡坡度

角时,常沿地层层面发生崩塌。软硬岩性互层时,较软岩层易受风化,形成凹坡,坚硬岩层形成陡崖或突出形成悬崖,易发生崩塌。

(3)气候条件(Climatic conditions)

崩塌和强烈的物理风化作用密切相关。在日温差、年温差较大的干旱、半干旱地区,强烈的物理风化作用促使岩石风化破碎,以致产生崩塌。如兰新铁路一些开挖的花岗岩路堑,仅四、五年的时间,路堑边坡的岩石就遭到强烈风化,产生崩塌。

(4)人类活动及其他

人工开挖坡脚、地震、强烈的融冰化雪等是引起崩塌的触发因素。地震是崩塌最强烈的触发因素。

1.2.1.2崩塌的防治(Prevention of collapse)

(1)清除易坠岩石;

(2)防风化、防水:堵塞裂隙(如灌浆等)、坡面覆盖;截水沟(3)绕、挡、支:筑明洞、护墙或围护棚(铁丝网);支撑墙-支持上部岩石的重量

(4)锁(锚):铁链锁绊或铁夹固定局部危岩。

(a)明洞(b)拦石墙(c)支护墙

四川雅安山体崩塌

山体崩塌

1.2.2滑坡(Land slide)

斜坡岩上体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象.称为滑坡。滑坡的机制是某一滑移面L剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡的规模有的可以很大,达数亿至数十亿立方米。

1.2.2.1滑坡的特征(Landslide features)

通常是较深层的破坏,滑移面深入到坡体内部以至坡脚以下;质

点位移矢量水平方向大于铅直方向;有依附面(即滑移面)存在;滑移速度往往较慢,且具有“整体性”。滑坡是斜坡破坏型式中,分布最广、危害最为严重的一种。世界上不少国家和地区深受滑坡灾害之苦,如欧洲阿尔卑斯山区、高加索山区,南美洲安第斯山区,日本、美国和我国等。并且,它经常与地震区伴生。

1.2.2.2滑坡产生的条件(Conditions resulting landslide)

(1)斜坡地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及他表流水特征,特别是斜坡的高度、坡度和外形是决定滑动力大小的主要因素。高陡的山坡或陡崖,使斜坡上部的软弱面形成临空状,加大了滑动力,减小了抗滑力,并为滑坡提供了滑动空间,是滑坡形成的重要条件。一般外貌起伏和缓,坡度不大,且植被较好的山坡,大多是比较稳定。

(2)岩土类型与性质(Soil type and nature)

滑坡多形成于泥质类岩层分布区。包括粘性土、黄土及各种成因的松散沉积物堆积区;与页岩、泥岩、泥灰岩互层的沉积岩区;由泥质岩变质的板岩、千枚岩及云母片岩等变质岩区以及风化后形成粘土类风化物的沉积岩区。这些泥质岩类岩性较弱,亲水性和可塑性强,遇水后体积膨胀,土质软化,造成岩(土)体内部力学强度降低,因此是形成滑坡的物质基础。

(3)地质构造(Geological structure)

滑坡的形成与地质构造关系密切。岩层的各种结构面常构成滑动带的软弱面。特别是当岩层结构面的倾向与坡向一致,岩层的倾角又

小于斜坡的坡角时,最易发生滑坡。在大的断裂构造带附近,常常分布着滑坡群。

(4)水的影响(地下及地表)( The impact of water (underground and surface))

由于滑坡和地下水活动关系密切,在雨量充沛的季节,滑坡区有“大雨大滑,小雨小滑,无雨不滑”的现象。在寒冷地带,融冻季节也常常形成滑坡。

(5)人类活动(Human activity)

工程设计不合理和施工方法不当。

(6)地震等其它诱发因素(Earthquakes and other induced factors)

在地震、大爆破和机械震动中常常诱发滑坡。尤其在地震区,常常形成许多规模巨大的滑坡。(可参见1960年智利8.5级大地震的情况)

1.2.2.3滑坡的防治(Landslide prevention)

(1)消除或减轻水的危害

A.排除地表水:设置滑坡体外截水沟;滑坡体上地表水排水沟;引泉工程;做好滑坡区的绿化工作等。

B.排除地下水:设置截水盲沟,支撑盲沟,仰斜孔群,盲洞、渗管、垂直钻孔等排除滑坡体内地下水的工程措施。

C.防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷:在滑坡体上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“丁坝”;在滑坡体前缘抛石、

铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管,以使坡脚的土体免受河水冲刷。

(2)改变滑坡体外形,设置抗滑建筑物

A.削坡减重:常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠的抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。

B.修筑支挡工程:支挡建筑物种类有:抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。

C.改善滑动带的土石性质:一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。

滑坡滑坡

抗滑挡墙抗滑桩

锚索仰斜钻孔、竖向井

1.2.3泥石流(Debris flow)

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。按其物质成分可分为泥石流、泥流和水石流三类。

1.2.3.1泥石流的特征(Characteristics of debris flow)

泥石流经常突然爆发,来势凶猛,可携带巨大的石块,并以高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。它爆发突然、运动速度快,具有很大的破坏力,是山区最常见的地质灾害。

1.2.3.2泥石流产生的条件(Conditions generated debris flows)

泥石流的形成需要三个基本条件:有陡峭便于集水集物的适当地形;上游堆积有丰富的松散固体物质;短期内有突然性的大量流水来源。

(1)地形地貌条件(Terrain conditions)

在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、

流通区和堆积区三部分。

(2)地质条件(Geological conditions)

泥石流发育的地区多为地质构造复杂、断层节理发育、新构造运动强烈、地震活动频繁的地区。岩石性质软弱或软硬相间成层,易于遭受风化剥削。这些因素导致岩层破碎,为泥石流的发育提供了丰富的固体碎屑物质来源。

(3)水源条件(Water conditions)

水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。

(4)人为因素(Human factors)

滥伐山林造成地表水土流失,采矿、采石、修路弃渣堆石,丰富的碎屑物质来源促使泥石流爆发频率急剧增加。

1.2.3.4泥石流的防治(Debris flow prevention)

(1)水土保持措施:平整山坡、植树造林、修建谷坊、坡面排水等;→泥石流形成区

(2)拦挡措施:各种拦挡坝与坝群;→泥石流流通区

(3)排导措施:排洪道、导流堤、停淤场。→泥石流堆积区

泥石流

泥石流

泥石流

参考文献

[1]孙家齐,陈新民,2007,工程地质,武汉理工大学出版社。

[2]刘兴远,雷用,康景文,2007,边坡工程——设计?监测?鉴定与加固,中国建筑工业出版社。

[3]陆培毅,2003.2.1,工程地质,天津大学出版社。

[4]李相然,2006.2.5,工程地质学,中国电力出版社。

[5] 地质矿产部等,1991,中国地质灾害与防治,地质出版社。

[6]滑坡与崩塌事故防治工程手册,地震出版社。

工程地质

题目浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施学号姓名

班级土木二班专业土木工程完稿日期2010 .4.25 批阅老师

成绩

浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施

浅述斜坡变形破坏的主要类型及其防治措施斜坡在各种内、外地质营力作用下,不断地改变着坡高和坡角,使坡体内应力分布发生变化。当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时,就产生了斜坡的变形破坏作用。尤其是大规模的工程建设.使自然斜坡发生急剧变化。斜坡的稳定程度也变化极大,往往酿成灾害。斜坡的变形与破坏,实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。 由于斜坡变形破坏,给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约,斜坡地质灾害分布广泛,活动强烈,危害严重。因此了解斜坡变形破坏产生的原因和主要类型以及其防治措施对于我们土木工程专业的学生显得尤其重要。 1斜坡变形破坏的类型(The type of slope deformation and failure) 斜坡的变形与破坏,可以说是斜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,它们是一个累进破坏过程。这个过程对天然斜坡来说时间往往较长,而对人工边坡来说时间则较短暂。 1.1斜坡变形(Slope deformation) 斜坡变形按其机制可分为拉裂、蠕滑和弯折倾倒三种型式。 1.1.1拉裂(Tensile crack)

在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内,形成的张裂隙变形型式称拉裂。这种现象在由坚硬岩土体组成的高陡斜坡坡肩部位最常见,它往往与坡面近乎平行(见图一),尤其当岩体中陡倾构造节理较发育时,拉裂将沿之发生、发展。 拉裂的空间分布特点是:上宽下窄,以至尖灭;由坡面向坡里逐渐减少。 拉裂还有因岩体初始应力释放而发生的卸荷回弹所致,这种拉裂通常称为卸荷裂隙。 拉裂的危害性是:岩土体完整性遭到破坏;为风化营力深入到坡体内部以及地表水、雨水下渗提供了通道。它们对斜坡稳定均是不利的。 图一斜坡拉裂示意图 1.1.2蠕滑(Creep slip) 斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形称蠕滑。蠕滑发生的部位,在均质岩士体中一般受最大剪应力迹线(见图二)控制,而当存在软弱结构面时,往往受缓倾坡外的弱面所控制。当斜坡基座由很厚的软弱岩土体组成时,则坡体可能向临空方向塑流挤出,称之为深层蠕滑。

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滑坡监测方案

什德中快通德中项目示范段 K14+680-K14+741段滑坡监测方案 中铁十八局集团有限公司 二〇一九年十二月

什德中快速路德阳-中江段 K14+680-K14+741段滑坡监测方案 编制: 复核: 审核: 中铁十八局集团有限公司 二〇一九年十二月

K14+680-K14+741段滑坡监测方案 1. 工程概况 什德中快通德中项目示范段为什邡经德阳至中江干线公路工程德阳至中江段,本项目既是德阳主城区与中江县城之间的快速通道,又是德阳全市域范围内的一条东西走廊主通道,是德阳市“五纵五横”干线公路网的横向骨架。本项目全线按一级公路标准设计,设计速度80公里小时,路基宽度45.5米。主线起于金沙江东路终点德阳海关大楼附近,穿过齐家堰隧道后朝和新镇方向布线,与和新镇北侧通过后继续向东,过集凤镇双桥村,在隆兴场西侧飞马村附近与规划的成都市第三绕城高速隆兴互通设置双喇叭互通连接,后上跨人民渠,上跨三绕高速,向中江县城方网延伸。止于中江县二环路继光大道路口,与规划的继光大道西段对接。本监测方案为监测线路主线K14+680-K14+741段路基右侧一滑坡体。 2.目的与任务 a) 目的:用先进的仪器和设备在野外滑坡、崩塌现场及其周边地区进行连续或定期重复的测量工作,准确测定监测网和形变监测点的平面坐标、高程或空间三维相对位移值,经合理的数据处理提供监测网和形变监测点水平位移、垂直位移、裂缝及滑带相对位移等动态数据,为掌握滑坡变形规律、险情预报、灾害防治、治理,达到治工程效果的检验目的;确保滑坡体的地形地物实际变形及变形趋势,超前预报,保障滑坡体治理竣工后安全。 b) 任务:1) 对滑坡体进行地表(包括构筑物顶部)的位移与

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第22卷 增2 岩石力学与工程学报 22(增2):2707~2710 2003年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .,2003 2003年3月1日收到初稿,2003年6月1日收到修改稿。 * 国家自然科学基金(40072090)资助项目。 作者 任光明 简介:男,39岁,1995年于成都理工学院工程地质专业获硕士学位,现任副教授,主要从事工程地质与岩土工程方面的学与科研工作。E-mail :gcr@163. com 。 反倾向岩质斜坡变形破坏特征研究 * 任光明1 聂德新1 刘 高2 (1成都理工大学工程地质研究所 成都 610059) (2兰州大学 兰州 730000) 摘要 以黄河上游某电站库区一大型反倾层状岩质斜坡的变形破坏为例,通过地质分析及数值模拟分析,揭示了该类斜坡的变形破坏是岩层在自重应力作用下作悬臂梁弯曲,使岩层发生弯曲变形,导致坡体后缘开裂、根部折断,前缘发生剪切蠕变,当坡体内折断带的剪应力超过其抗剪强度时,坡体逐渐错动下滑形成倾倒塌滑体。 关键词 斜坡,反倾岩层,变形破坏,形成机制,数值模拟 分类号 P 642.22 文献标识码头 A 文章编号 1000-6915(2003)增2-2707-04 STUDIES ON DEFORMATION AND FAILURE PROPERTIES OF ANTI-DIP ROCKMASS SLOPE Ren Guangming 1,Nie Dexin 1,Liu Gao 2 (1Institute of Engineering Geology ,Chengdu University of Technology ,Chengdu 610059 China ) (2Lanzhou University , Lanzhou 730000 China ) Abstract Based on the field investigation ,geology analysis and numerical simulation of a large-scale slope in reservoir area on the upstream of Yellow River ,the rules of deformation and failure of this kind of slopes are disclosed. The layered rock bends like cantilever under the effect of gravity. When rock mass in back of the slope bends to a certain extent ,its root will break off and create a continuous weak surface ,and shear creep will occur in the toe of the slope. When the shear stress excesses to the shear strength of the weak surface ,the topple-slumping will occur in the shear stress concentration zone of the slope. Key words slope ,anti-dip layered rock mass ,deformation and failure ,mechanism ,numerical simulation 1 引 言 反倾向层状结构岩质斜坡是常见的斜坡结构类型[1~3]。从岩体的工程特性及岩体力学环境出发,一般认为顺层岩质斜坡的稳定性较差,反倾斜坡的稳定性相对较好。因此,导致以往研究中对具有结构面控制的顺层斜坡研究较详细和系统,而反倾向岩质斜坡由于一般不存在有利于坡体下滑的贯通性的结构面,其变形破坏是在其特有的坡体结构、岸坡形态、岩层倾角等因素的作用,认为该类斜坡稳定 性较好,研究中有所忽失,对其变形破坏机理、演变过程、评价方法研究相对较少。近年来,随着我国大量工程建设的开展,人们发现反倾岩质斜坡发生变形破坏的规模大,如锦屏二级水电站左岸的深部拉裂缝、龙滩水电站左岸的倾倒蠕变体等,而且变形破坏机理较复杂、演变过程较隐蔽,坡体一旦失稳,常具有突发性,造成的后果往往是灾难性的,有必要加强该类斜坡变形破坏机理、稳定性评价方法的研究。本文以黄河上游某电站库区一大型倾倒体塌滑为例,来对这类斜坡的变形破坏过程进行研究,为该类斜坡变形破坏的预测、稳定性评价参数

滑坡产生原因

滑坡产生原因及治理办法 1.滑坡的类型及发育特征 1.黄土滑坡指滑体物质由黄土类土组成的滑坡,主要分布在西辽河平原南部黄土台地区以及准格尔旗、和林格尔、清水河一带的黄土丘陵区。此类滑坡多数规模较大,按滑动面与层面的关系划分为均质滑坡或顺层滑坡。滑坡后壁多呈陡壁或圈椅状,滑床面形态呈弧形,变形破坏方式为拉裂破坏,滑动速度较快。 2.堆积层滑坡指滑体由第四系坡残积含砾石砂土或粘性土组成的滑坡,此类滑坡主要分布在我区东部大兴安岭山地区,多见于中低山缓坡和沟谷陡壁处,规模普遍较小,多属中、小型浅层滑坡。滑坡后壁呈现陡坎或裂缝,按滑动面与层面的关系划分为顺层滑坡,滑床面形态为直线或折线形,变形破坏方式属拉裂、剪切破坏,滑动速度由慢到快。 3.按规模大小划分内蒙古地区滑坡按滑体体积大小划分为巨型、大型、中型、小型4种。 4. 巨型滑坡滑体体积大于1000×104m3的滑坡,我区巨型滑坡主要有元宝山露天矿西排土场滑坡,规模为1512 X 104rl'13,属黄土滑坡;元宝山西露天煤矿工作帮滑坡,规模为1258.44×104m3,属岩石滑坡,均分布在赤峰市元宝山低山丘陵区。 5.大型滑坡滑体体积在100×104—1000×104m3之间的滑坡。大型滑坡主要分布在赤峰市元宝山区、包头市石拐矿区和呼伦贝尔市鄂温克旗的低山丘陵区,以及呼和浩特市托克托县黄土台塬。既有岩石滑坡又有黄土滑坡。 6. 中型滑坡滑体体积在10×104—100×104m3之间的滑坡。中型滑坡主要分布在赤峰元宝山区、包头石拐矿区的低山丘陵区和赤峰克什克腾旗芝瑞乡中低山区。多为岩石滑坡和黄土滑坡,其次为堆积层滑坡。 7.小型滑坡滑体体积小于10×104m3的滑坡。该类滑坡分布较广,类型主要为堆积层滑坡,其次为岩石滑坡和黄土滑坡。 2.崩塌与滑坡的形成条件和动力破坏因素 1.塌崩与滑坡形成的基本条件 2.1.1 地形地貌崩塌与滑坡的形成与地形条件直接相关,地形切割强烈的山区和丘陵区为该类地质灾害的发生提供了必要的势能条件。我区发生崩塌的斜坡坡度一般大于45o,大部分发生在大于600的斜坡上。滑坡多发生在斜坡坡度大于100,小于45。,下陡中缓上陡的折线山坡。另外在各级陡立的阶地、黄土台塬,崩塌滑坡也比较发育。 2.1.2地层岩性斜坡的地层岩性是发生崩塌与滑坡的物质基础。我区崩塌多发生在厚层坚硬岩体、软硬相间岩体、黄土类土及软弱岩石和松散土层中。硬膪陛岩石常能形成高陡斜坡,其前缘由于卸荷裂隙的发育而形成张裂缝,并与其它结构面组合,逐渐发展而形成连续贯通的分离面,在一定的诱发因素作用下发生岩体崩塌;由软硬相间岩层组成的陡坡,其中的软弱岩层常被风化剥蚀而形成凹龛,使上部的坚硬岩层失去依托,形成局部崩塌;黄土柱状节理发育,具有较强的直立性,能维持相当高的直立边坡,极易发生土体崩塌;而岩性较弱的岩石和松散土层多产生以坠落和剥落为主的崩塌。下述地层岩性组成的斜坡在我区较易发生

某滑坡的变形和破坏机理分析研究

某滑坡的变形和破坏机理分析研究 介绍了某滑坡的特征,分析了滑坡区区域工程地质和水文地质特征,对该滑坡体的变形和破坏机理进行了研究和分析。分析表明:人为活动和地形地貌是滑坡发生变形破坏的主要因素,降雨诱发、岩层产状等因素是造成滑坡发生滑动和进一步破坏的诱发因素。 标签:滑坡变形破坏诱发因素 1概述 塔山滑坡位于广东省开平市长沙区平岗村塔山开元塔底。由于建设工程的需要,在塔山的东南侧进行采石,采用放炮等土石法,致使塔山南侧岩石大量开采形成陡崖,并使周边岩土体产生裂缝,之后由于人为因素和自然因素的影响,塔山南侧裂缝逐渐扩大,至90年代,开始形成滑坡。1999~2001年,在修建塔山公园公路时对山体坡脚进行开挖,在公路北侧形成高约10~17m,坡度约35~45°的高陡边坡,滑坡距公路最近的平岗村居民区约22m,山坡坡脚距公路最近仅2m左右。2004年和2005年雨季,由于连降暴雨,滑坡有活动下滑的趋势,滑坡体前缘公路路面隆起,最高处隆起约40cm,隆起部分面积约有20~30m2,公路北侧排水沟产生变形歪斜,部分已经破坏,水沟上方在雨水后有地下水浸出,形成间歇性下降泉,平岗村内部分房屋墙面产生裂痕,进出塔山公园的公路曾数次被塔山山坡上崩塌的土体破坏。 2滑坡变形形态特征 X 根据实地踏勘,除滑坡体后壁出现较大裂缝外,滑坡周界及滑坡体底部也有约13处裂缝,现将裂缝走向一致的裂缝分为一组,共五组裂缝(表1)。 3滑坡体的工程地质与水文地质特征 塔山滑坡滑坡体主要由第四系坡积土层、风化残积土层、侏罗系中上统百足山群、全风化、强风化、少量中风化基岩组成(见图1)。滑坡体中上部为残积土层,主要由粉土、粉质粘性土组成,呈可塑状或松散状,含较多的碎石和砂、砾石,透水性较好;风化残积土层主要由粉质粘性土,含少量碎石和砂砾石组成,局部夹有全风化、强风化岩,其透水性较差;基岩主要为全风化、强风化泥质粉砂岩,含少量强、中风化岩块,其透水性较好;滑床基本处在中—微风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩中,岩石呈中厚层状,岩质坚硬,局部裂隙发育,透水性好。 滑坡区地下水主要为第四系冲积土层、残坡积土层中的孔隙水和基岩裂隙水,地下水补给来源主要为大气降水的渗入补给和相邻含水层之间的侧向补给。

跨采巷道围岩变形破坏与控制张玉涛

浅谈跨采巷道围岩变形破坏与控制 张玉涛 (淮北矿业集团公司临涣煤矿,安徽淮北235136) 摘 要 该文主要介绍了跨采巷道围岩的变形机理及变形特点,并概述了跨采巷道围岩稳定控制的关键。关键词 跨采巷道 围岩变形 控制 中图分类号TD325 文献标识码 A doi :10.3969/j.issn.1005-2801.2012.06.106 Brief Talk on Deformation And Control Of Surrounding Rocks Of Roadway Affected By Overhead Mining Zhang Yu -tao (Linhuan Coal Mine ,Huaibei Mining Industy Group ,Huaibei 235136,China ) Abstract The paper presented the deformation mechanism and features of surrounding rocks of roadway affected by overhead mining ,and briefly summa-rized the key of control measures of roadway affected by overhead mining. Key words roadway affected by overhead mining deformation of surrounding rocks control *收稿日期:2012-05-08 作者简介:张玉涛(1982-),男,安徽阜阳人,2011年本科毕业于安徽理工大学采矿工程专业,助理工程师,现任淮北矿业集团临涣煤矿综采三区主管技术员。 我国现阶段煤层底板巷道主要采用跨采的方式,跨采形式分为横跨和纵跨两种方式,跨采巷道受采动影响的程度主要取决于巷道位置、围岩性质及巷顶与煤层底板的垂直间距。在开采过程中,只有了解跨采巷道的变形破坏机理,合理布置巷道,因地制宜的采取有效的加固维护措施,才能够减少巷道变形量,满足矿井通风、运输和行人的要求。1跨采巷道变形破坏机理1.1 底板垂直应力传递规律 在工作面的推进过程中,随着上覆岩层自上而下的冒落、破断与沉降,工作面前方煤壁会形成超前支承压力,在采空区则会出现应力降低现象即卸压,在底板岩层中,也会相应的出现垂直应力的集中区和卸压区,它与支承应力的分布大体是相一致的。 煤壁下方应力集中等值线呈现出斜向煤壁前方的泡形传递状态,采空区下方则是斜向煤壁后方的泡形。当巷道位于采空区下方时,巷道处于卸压状态,主要受水平应力作用;当跨采巷道位于煤柱下方时,巷道位于应力集中区,垂直应力占主导地位。随着底板岩层深度的增加,应力集中系数和卸压程度减小,应力分布逐步缓和。1.2 跨采巷道变形破坏机理 在工作面的跨采过程中,跨采巷道的围岩应力平 衡状态被扰动,进而在跨采巷道某些部位产生了新的应力集中,底板巷道围岩处于二向围压状态,本身经受不住大的变形能量,因此,跨采巷道周边围岩的应力状态将再次调整,塑性区的范围进一步扩大,并产生更大的压力和流动,最终导致跨采巷道围岩的最外层破裂区范围不断扩大,产生更大的碎胀变形。 跨采巷道变形失稳主要是由剪胀变形作用导致的,破裂区范围内的围岩自身稳定性差,围岩和支护体系的相互作用决定了跨采巷道能否长期保持稳定以及受跨采影响的程度和范围。2跨采巷道围岩变形特点2.1 跨采方式不同 工作面开采时,横跨巷道存在围岩变形的相对稳定区,与横跨巷道相比,纵跨巷道围岩变形破坏严重,无相对稳定区,巷道的变形主要是顶底板的移近造成的,且变形量呈持续上升趋势。2.2 巷道位置不同 跨采巷道围岩变形与巷道所处位置密切相关。当巷道位于采空区下方时,巷道总体变形量较大,变形特征以两帮内移为主;当跨采巷道位于停采线下方时,巷道煤柱侧帮部及底板变形较大;当跨采巷道位于煤柱下方时,巷道变形强烈,变形特征呈全断面收缩,底鼓严重。随着与工作面垂距的加大,巷道的变形破坏程度减小。3跨采巷道的围岩稳定控制3.1 跨采巷道的位置优化 由于底板应力传播特性以及矿压显现的区域性, 4 7 12012年第6期

斜坡变形破坏的防治措施

斜坡变形破坏的防治措施 由于斜坡变形破坏,给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约,斜坡地质灾害分布广泛,活动强烈,危害严重。因此,必须对斜坡的变形破坏采取防治措施。具体措施可归纳为以下几个方面。1降低下滑力,提高斜坡抗滑能力;2消除、削弱或改变使斜坡稳定性降低的各种因素;3防御和绕避措施。以下将重点介绍降低下滑力,提高斜坡抗滑能力,包括刷方减载和抗滑工程。 1刷方减载 降低下滑力主要通过刷方减载,在刷方时必须正确设计刷方断面遵循“砍头压脚”的原则(如图1)。特别注意不要在滑移—弯曲变形体隆起部位刷方,否则可能加速深部变形的发展。 图1 边坡“砍头压脚” 2抗滑工程 抗滑工程是提高斜坡抗滑力最常用措施,主要有挡墙、抗滑桩、锚杆(索)和支撑工程。 2.1挡墙

挡墙也称挡土墙,是防治滑坡常用的有效措施之一,并与排水等措施联合使用(如图2)。它借助于自身的重力以支挡滑体的下滑力。挡墙是目前整治中小斜坡滑动应用最广泛的措施之一。根据斜坡滑动性质、类型和挡墙的受力特点、材料和结构的不同,挡墙可分为重力式抗滑挡墙、锚杆式抗滑挡墙、加筋土抗滑挡墙、板桩式抗滑挡墙。 图2 挡墙 2.2抗滑桩 抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施(如图3)。抗滑桩通过桩身将上部承受的坡体推力传递给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,从而使边坡保持平衡或稳定的工程结构。抗滑桩按材质分为木桩、钢筋混凝土桩、钢桩;按结构形式分普通桩、单锚点桩(即目前通常称的预应力锚索抗滑桩);按截面形式分圆形桩、矩形桩等。通常所说的抗滑桩为钢筋混凝土桩,抗滑桩是我国铁路部门20世纪60年代开发、研究的一种抗滑支挡结构。抗滑桩的出现是抗滑结构工程的一大发展,由于抗滑桩有施工量小,施工安全可靠,布置灵活便利,适应性强,可抵抗较大的滑坡推力等优点,很快在滑坡整治工程中得到广泛的应用和发展。

崩塌滑坡的形成条件和动力破坏因素

滑坡崩塌形成条件简述 一、形成条件分析 崩塌滑坡是长期地壳运动和地质作用地结果,崩塌滑坡地形成,受各种条件地控制。 ①地形地貌:地形条件地受复杂程度及斜坡坡度控制着岩崩滑坡产生地监空条件.深沟大川强烈地形陡峻切割,悬崖临空高耸地直截了地形条件是崩塌滑坡最有利地发生地段.各级阶地和剥夷面间地斜坡地带,崩塌滑坡也十分发育.上下陡中部缓地折线山坡,当山坡上部成马蹄形地环状地形.且汇水面积大,易产生沿基岩面滑动地土层滑坡.受水流冲刷,淘蚀地山区河流凹岸、黄土地区高阶地前缘斜坡(受水侵湿,土地强度降低)均易发生滑坡。 ②地层岩性:斜坡地地层岩性,是发生滑坡地物质基础.有地斜坡由坚硬地岩石组成,有地斜坡由软弱岩石组成,有地斜坡则由土体组成.由于地层地岩性不同,它们地抗剪强度各不相同,发生滑坡地难易程度也就不同.通常,人们根据土石在剪切力作用下地破坏变形特征,将它们分为脆性和塑性两种类型.石灰岩、花岗岩和石英岩等致密坚硬地块状岩石,都是脆性地抗剪强度很大,能经受很大地剪切力而不变形,完全由这些岩石组成地斜坡高陡而稳定,很少发生滑坡.相反,页岩、泥岩和其他各种地表覆盖层,如粘土、碎石土多是塑性地,这些土石体地抗剪强比较低,很容易变形和发生滑坡.实践证明,在我国,凡是下述地层分布地地区,都是容易发生滑坡地地区:粘性土、黄土、类黄土和各种成因地松散、松软沉积物(崩积、坡积、洪积和人工堆积等);砂岩、页岩和泥岩地互层地层;煤系地层;灰岩、页岩或泥灰岩地互层地层;泥质岩石地变质岩如板岩、千枚岩、云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩等地层;软质或易风化地火成岩如凝灰岩等.所有这些地层,岩性都比较软弱,在构造作用、水、

滑坡变形阶段的划分及短期预报研究

滑坡变形阶段的划分及短期预报研究 摘要:滑坡是一种重要的地质灾害,一旦发生,就会带来严重的后果,本文研究了滑坡变形阶段的划分问题,并在此基础上提出了每个阶段应该进行的相应工作及目的。当滑坡进入加速变形阶段后期,出于防灾减灾的需要,此时准确预报滑坡发生时间显得尤为重要,结合实际工程本文研究了滑坡进入加速变形阶段的短期预报问题,并取得了较好的效果。 关键词:滑坡;预报;分析 滑坡是一种重要地质灾害,一旦发生,就会带来严重的后果,导致公路和铁路运输中断、河道堵塞、摧毁厂矿、掩埋村镇,造成重大灾害。滑坡之所以往往给人类造成严重的损失,究其原因是人们难以事先准确知道其发生的地点、时间、强度和影响,也就预先难以防范,所以对于滑坡灾害,重在预测预报。[1] 从广义上讲,滑坡预测预报包括时间预报、空间预测和灾害预测。从狭义上讲,滑坡的预测预报就是指对坡体失稳、发生剧滑时间的预报,即滑坡时间预报。滑坡时间预报准了,可大大降低灾害影响,避免人员伤亡,降低经济损失。因而滑坡时间预报是边(滑)坡安全预报的核心。 传统的采用拟合整段监测位移与时间关系曲线的方法[2、3](如Verhulst 模型等)来预估滑坡具体日期的做法并不科学,因为滑坡在发展过程中往往受到降雨、库水位升降及其他一些不可预见的人为因素的影响,而这些影响又是事前未知和不确定的。在滑坡处于等速变形阶段或者进入加速变形阶段初期时预报滑坡发生时间的可能性很小,因此在边(滑)坡预报研究中,要首先弄清当前滑坡处于何种变形阶段,并且明确各个变形阶段与时间预报相关的任务和目的,为最终准确预报滑坡时间做好充分的准备。 出于上述目的,本文研究了滑坡变形阶段的划分问题,并在此基础上提出了每个阶段应该进行的相应工作及目的。当滑坡进入加速变形阶段后期,出于防灾减灾的需要,此时准确预报滑坡发生时间显得尤为重要,因此在本文中研究了滑坡进入加速变形阶段的短期预报问题。 1滑坡变形阶段的划分及各个阶段的任务 滑坡变形的典型位移-时间曲线可分为3个阶段,即初始减速变形阶段、等速变形阶段、加速变形阶段,见图1。实际上大部分滑坡的位移-时间曲线有一定程度的波动和起伏,[4]可以采用文献给出的一些方法对变形数据做相应的处理,使之变成光滑曲线再用于滑坡预报。根据滑坡所处的变形阶段,可将滑坡预报分为以下几种阶段:长期、中期、短期、临滑四个阶段。考虑长期和中期预报的一些重复性,可以根据实践经验,

金属材料损坏与变形

金属材料与热处理陈健 晶体的缺陷第二章金属材料的性能 ⑴了解金属材料的失效形式, ⑵了解塑性变形的基本原理, ⑶提高对金属材料的性能的认识。 正确理解载荷,内力、应力的含义。 应力的应用意义。 ⑴与变形相关的概念 ⑵金属的变形 讲授、提问引导、图片展示、举例分析、

一,晶体的缺陷: 1点缺陷:间隙原子,空位原子,置代原子,在材料上表现为:使材料强度,硬度和电阻增加。 2线缺陷:刃位错(如图:P-6),在材料上表现为:使得金属材料的塑性变形更加容易。 3面缺陷:有晶界面缺陷和亚晶界面缺陷,表现为金属的塑性变形阻力增大,内部具有更高的强度和硬度。因此晶界越多,金属材料的力学性能越好。 第二章金属材料的性能 导入新课: 我们经常见到一些机械零件因受力过大被破坏,而失去了工作能力。大家能否举些身边的例子呢? ——如:弯曲的自行车辐条,断掉的锯条、滑牙的螺栓等。 机械零件常见的损坏形式有三种: 变形:如铁钉的弯曲。 断裂:如刀具的断崩。 磨损:如螺栓的滑扣。 本次课给大家介绍金属材料损坏的形式、变形概念与本质等等,首先我们来了解一些基本概念。

一、与变形相关的概念 ㈠、载荷 1、概念 金属材料在加工及使用过程中所受的外力。 2、分类:根据载荷作用性质分,三种: ⑴、静载荷:大小不变或变化过程缓慢的载荷。 ——如:桌上粉笔盒的受力,用双手拉住一根粉笔两端慢慢施力等。 ⑵、冲击载荷:突然增加的载荷。 ——如:用一只手捏住粉笔的一端,然后用手去弹击粉笔。 ⑶、变交载荷:大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。 ——如:通过在黑板上绘图分析自行车轮转动时辐条的受力。 根据载荷作用形式分,载荷又可以分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭曲载荷等。 拉伸载荷压缩载荷弯曲载荷 剪切载荷扭曲载荷 ㈡、内力 见车工工艺书 P32, 图2—20

岩体的变形与破坏的本构关系

第三章岩体的变形与破坏 变形:不发生宏观连续性的变化,只发生形、体变化。 破坏:既发生形、体变化、也发生宏观连续性的变化。 1.岩体变形破坏的一般过程和特点 (1)岩体变形破坏的基本过程及发展阶段 ①压密阶段(OA段): 非线性压缩变形—变形对应力的变化反应明显; 裂隙闭合、充填物压密。 应力-应变曲线呈减速型(下凹型)。 ②弹性变形阶段(AB段): 经压缩变形后,岩体由不连续介质转变为连续介质; 应力-应变呈线性关系; 弹性极限B点。 ③稳定破裂发展阶段(BC段): 超过弹性极限(屈服点)后,进入塑性变形阶段。 a.出现微破裂,随应力增长而发展,应力保持不变、破裂则停止发展; b.应变:侧向应变加速发展,轴向应变有所增高,体积压缩速率减缓(由于微破裂的出现);

④不稳定破裂发展阶段(CD段): 微破裂发展出现质的变化: a.破裂过程中的应力集中效应显著,即使是荷载应力保持不变,破裂仍会不断地累进性发展; b. 最薄弱部位首先破坏,应力重分布导致次薄弱部位破坏,直至整体破坏。“累进性破坏”。 c. 应变:体积应变转为膨胀,轴向及侧向应变速率加速增大; ※结构不均匀;起始点为“长期强度”; ⑤强度丧失、完全破坏阶段(DE段): 破裂面发展为宏观贯通性破坏面,强度迅速降低, 岩体被分割成相互分离的块体—完全破坏。 (2)岩体破坏的基本形式 ①张性破坏(图示); ②剪切破坏(图示):剪断,剪切。 ③塑性破坏(图示)。 破坏形式取决于:荷载条件、岩体的岩性及结构特征; 二者的相互关系。 ①破坏形式与受力状态的关系: a.与围压σ3有关: 低围压或负围压—拉张破坏(图示); 中等围压—剪切破坏(图示); 高围压(150MN/m2=1500kg/cm2)—塑性破坏。 的关系: b.与σ 2 σ2/σ 3 <4(包括σ 2 =σ3),岩体剪断破坏,破坏角约θ=25°; σ2/σ 3 >8(包括σ 2 =σ1):拉断破坏,破坏面∥σ1,破坏角0°; 4≤σ2/σ3≤8:张、剪性破坏,破坏角θ=15°。 ②破坏形式与岩体结构的关系: 完整块体状—张性破坏; 碎裂结构、碎块结构—塑性破坏; 裂隙岩体—取决于结构面与各主应力之间的方位关系。

滑坡定义

1定义 滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。 滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等,有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。 位于城镇的滑坡常常砸埋房屋,伤亡人畜,毁坏田地,摧毁工厂、学校、机关单位等,并毁坏各种设施,造成停电、停水、停工,有时甚至毁灭整个城镇。 发生在工矿区的滑坡,可摧毁矿山设施,伤亡职工,毁坏厂房,使矿山停工停产,常常造成重大损失。 2?分类 2.1?按滑坡体的体积划分 ①小型滑坡:滑坡体积小于10×104立方米; ②中型滑坡;滑坡体积为10×104-100×104立方米; ③大型滑坡:滑坡体积为100×104-1000×104立方米; ④特大型滑坡(巨型滑坡):滑坡体体积大于1000×104立方米。 2.2?按滑坡的滑动速度划分 ①蠕动型滑坡,人们作凭肉眼难以看见其运动,只能通过仪器观测才能发现的滑坡; ②慢速滑坡:每天滑动数厘米至数十厘米,人们凭肉眼可直接观察到滑坡的活动;③中速滑坡:每小时滑动数十厘米至数米的滑坡;④高速滑坡:每秒滑动数米至数十米的滑坡。 按滑坡体的度物质组成和滑坡与地质构造关系划分①覆盖层滑坡,本类滑坡有粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡。②基岩滑坡,本类滑坡与地质结构的关系可分为:均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。顺层滑坡又可分为沿层面滑动或沿基岩面滑动

的滑坡。③特殊滑坡,本类滑坡有融冻滑坡、陷落滑坡等 2.3?按滑坡体的厚度划分 ①浅层滑坡;②中层滑坡;③深层滑坡;④超深层滑坡。 2.4?按滑坡体的规模大小划分 ①小型滑坡;②中型滑坡;③大型滑坡;④巨型滑坡。 2.5?按形成的年代划分 ①新滑坡;②古滑坡;③老滑坡;④正在发展中滑坡、 2.6?按力学条件划分 ①牵引式滑坡;②推动式滑坡。 按物质组成划分 ①?土质滑坡;②岩质滑坡。 按滑动面与岩体结构面之间的关系划分 ①同类土滑坡;②顺层滑坡;③切层滑坡。 按结构分类: ①层状结构滑坡、②块状结构滑坡、③块裂状结构滑坡 3?滑坡的主要组成要素 滑坡体一指滑坡的整个滑动部分,简称滑体; 滑坡壁一指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后,暴露在外面的形似壁状的分界面; 滑动面一指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面,简称滑面;

滑坡变形点的布置原则

滑坡变形点的布置原则 [摘要]本文主要从大地测量监测点、地表裂缝监测点、表面倾斜监测点、深部位移监测点以及地下水位测试点的布置为主要研究对象,文中针对不同类型的滑坡监测点提出不同的布置建议,以保证其整体稳定性。 [关键词]滑坡变形点监测点布置原则 0引言 针对一个具体存在的滑坡来说,其监测主要是以整体稳定性为主,在此基础上兼顾滑坡局部的稳定,尽量是每一个布置的监测点都是具有一定作用代表性的,并且力争在布置时可以一点多用。 1滑坡检测中变形点与监测点布置原则 (1)按照断面、剖面进行监测点布置,滑坡断面存在地质条件差、易变形、破坏感强的特性,所以监测点可以选择布置在裂缝、岩体、断层等一些部位,也可以布置在坡度较陡、不具有稳定性的部位,还可以通过模型试验找出滑坡中的典型部位。(2)针对大面积需要重点监测的滑坡,断面布置需增多,但是断面的布置要有主次,根据实际的地质条件、滑坡高度、结构特性等多方面的因素进行综合考虑。(3)根据断面主次之分,所选用的检测项目、仪器要有数量之分,主要断面要比次要断面监测点多一些,同时还要保证主要断面仪器的精准度、自动化应用程度。(4)在同一个检测项目中,要将平行布置考虑在内,在检测滑坡水平位移的过程中,要将大地测量仪、倾斜仪、多点位移计同时应用在项目中,这样能够保证一起监测成果的互相验证,使数据结果的可靠性得到保障。 2大地测量变形点与监测点的布置原则 大地监测方式主要是观测滑坡地表的变形量,布置监测网点的意义就是能够准确的监测滑坡地表垂直、水平的变形量。 2.1视准线法 2.1.1十字交叉网法。此种方法是沿着滑坡的主滑方向,适当的布置纵向监测点,之后根据滑坡实际的形状、类型,垂直于主滑方向的位置布置若干横排观测线,使之保持基本平行。但是这种十字交叉网布置方法的应用范围有局限性,其自身具有窄而长的特征,适用于主滑方向较为明显的滑坡项目。 2.1.2方格网法。此种方法亦被称为正交方格网法,是由纵向、横向正交的几条监测点组合而成的。方格网法比较适用于周围地势高于滑坡地形且布置的监测点不受观测视线、周围地形限制的滑坡项目。

岩体的变形与破坏

岩体的变形与破坏 1 基本概念及研究意义 变形:岩体的宏观连续性无明显变化者。 破坏:岩体的宏观连续性已发生明显变化。 岩体破坏的基本形式:(机制)剪切破坏和拉断(张性)破坏。 一、岩体破坏形式与受力状态的关系 岩体破坏形式与围岩大小有明显关系。 注意:岩全破坏机制的转化随围压条件的变化而变化。 破坏机制转化的界限围压称破坏机制转化围压。 一般认为,1/5~1/4[σ]不可拉断转化为剪切。 1/3~2/3[σ]可由剪切转化为塑性破坏。 有人认为(纳达),可用2σ偏向1σ的程度来划分应力状态类型。 应力状态类型参数 3 13122σσσσσα---= (=1,即σ2=σ1; =-1,即σ2=σ3) 二、岩体破坏形式与岩体结构的关系 低围压条件下岩石三 轴试验表明。 坚硬的完整岩体主要表现为张性破坏。 含软弱结构面的块状岩体,当结构面与最大主应力夹角合适时,则表现为沿结构面的剪切。 碎裂岩体的破坏方式介于二者之间。 碎块状或散体状岩体主要为塑性破坏。 对第一种情况,某破坏判据已经介绍很多了。 第二种情况,可采用三向应力状态莫尔圆图解简单判断。 三、岩体的强度特征 单轴应力状态时,结构与1σ方向决定了岩体的破坏形式。 复杂应力状态时,含一组结构面的岩体破坏形式与岩体性质、结构面产状,应力状态关系很大。 2 岩体在加荷过程中的变形与破坏 2.1 拉断破坏机制与过程 一、拉应力条件下的拉断破坏 当0331≤+σσ时,拉应力对岩石破坏起主导作用。

t S -=][3σ 二、压应力条件下的拉断破坏 压应力条件下裂缝尖端拉应力集中最强的部位位于与主压应力是?=40~30β地方向上,并逐渐向与 1σ平行地方向扩展。当0 331>+σσ时,破坏准则为: t S 8)/()(31231=+-σσσσ 3σ=0时为单轴压拉断。 2.2 剪切变形破坏机制与过程 一、潜在剪切面剪断机制与过程 A .滑移段 B .锁固段 进入稳定破裂阶段后,岩体内部应力状态变化复杂。产生一系列破裂。 (1)拉张分支裂隙的形成,原理同前。 (2)不稳定破裂阶段法向压碎带的形成,削弱锁固段岩石。 (3)潜在剪切面贯通。 剪胀,压碎带剪坏,锁固段变薄弱,最终全面贯通。 剪切破坏过程中岩石销固段被各个击破,所以整个剪切过程中剪切位段具有脉动的特征。 二、单剪应力条件下变形破坏机制与过程 即力偶作用于有一定厚度的剪切带中。 这种应力条件下可出现的两种破坏,张性雁裂和压扭性雁裂。其中张性雁裂对软弱带的强度削弱最大。 三、沿已有结构面剪切机制及过程(略) 2.3 弯曲变表破坏机制与过程 一、弯曲变形的基本形式 按受力条件:横弯、纵弯。 按约束条件:简支梁、外伸梁、悬臂梁。 梁弯曲时,轴受挤压,两翼受剪力作用→板梁滑脱 二、横弯条件下岩体的弯形与破坏 a. 轴部区 若以[] 2)()()(2121213231σσσσσσσ-+-+-=,y σ代表岩石的曲服应力。 极梁弯曲变形分三个阶段。 ①轻微隆起阶段 弯曲初期。梁底中心两侧出现局部塑性破坏,顶部受拉,但尚未破坏。(H/D=1.8%),H 上隆量。 ②强列隆起阶段

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